摘要：新一輪的課程改革明確提出在各學(xué)科的課程設(shè)置中，需要安排10%的跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動(dòng)。因此，在信息科技學(xué)科的落地過程中，各地教材均給跨學(xué)科學(xué)習(xí)留出了一定的空間。但在具體實(shí)施的過程中，跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)如何實(shí)施是擺在一線教師面前的重要議題。本文以“智能照明系統(tǒng)”項(xiàng)目的第一課時(shí)為例，探索基于大單元教學(xué)設(shè)計(jì)的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的落地方式。

關(guān)鍵詞：信息科技；大單元主題設(shè)計(jì)；跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 論文編號：1674-2117（2024）24-0035-04

隨著《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）的頒布，在義務(wù)教育階段信息科技學(xué)科教學(xué)中開展跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)逐漸受到重視，同時(shí)，大單元教學(xué)設(shè)計(jì)也在教學(xué)實(shí)踐中不斷推進(jìn)。但在具體的實(shí)踐中，教師也面臨著許多困境與問題，下面，筆者以“智能照明系統(tǒng)”項(xiàng)目的第一課時(shí)為例，探索基于大單元教學(xué)設(shè)計(jì)的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的落地方式。

信息科技學(xué)科中大單元教學(xué)設(shè)計(jì)的困境與問題

在信息科技學(xué)科教學(xué)中，基于大單元教學(xué)設(shè)計(jì)的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)目前處于探索階段，還存在一些問題：一是學(xué)習(xí)內(nèi)容“拼盤化”。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中只是簡單地接觸了多門學(xué)科的知識要點(diǎn)，沒有深入理解學(xué)科間的內(nèi)在聯(lián)系和整合應(yīng)用。二是學(xué)習(xí)過程“娛樂化”。部分教師忽視認(rèn)知效能，使學(xué)習(xí)過程變得過于娛樂化，缺乏真探究和深度思考。三是學(xué)習(xí)評價(jià)“形式化”。評價(jià)形式單一，無法滿足教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)際需要。

基于大單元教學(xué)設(shè)計(jì)的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)案例

過程一：分析項(xiàng)目，展開大單元教學(xué)設(shè)計(jì)

信息科技課程作為一門科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目颇浚捎每鐚W(xué)科主題學(xué)習(xí)的方法能夠培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎急婺芰?。在課程進(jìn)行之初，教師要引導(dǎo)學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行必要的分析，制訂符合任務(wù)推進(jìn)的規(guī)劃，并對具體的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行必要的解構(gòu)與設(shè)計(jì)。

（1）原設(shè)計(jì)

“智能照明系統(tǒng)”是一個(gè)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的項(xiàng)目，學(xué)生通過燈控開關(guān)的工作過程感受過程與控制的關(guān)鍵內(nèi)容。在常規(guī)的教學(xué)中，教師一般是從燈控開關(guān)入手，沿用傳感器原理說明→典型應(yīng)用場景觀察→小組合作創(chuàng)作智能臺燈→作品發(fā)布→評價(jià)與調(diào)整這一教學(xué)過程。在教學(xué)流程中，信息科技與科學(xué)課程融合，重點(diǎn)關(guān)注傳感器的原理介紹，將能否點(diǎn)亮LED燈作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。但深思其中的認(rèn)知過程可知，學(xué)生只進(jìn)行了傳感器原理的簡單認(rèn)知，并未進(jìn)行跨學(xué)科學(xué)習(xí)。

（2）思考焦點(diǎn)

在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施前的學(xué)習(xí)內(nèi)容是技能的習(xí)得，他們只關(guān)注傳感器的原理及其控制程序這類技術(shù)要點(diǎn)，并未對智能照明系統(tǒng)進(jìn)行有效的關(guān)注。因此，跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的主題并不明顯，未能收到良好的教學(xué)效果。

（3）改進(jìn)型設(shè)計(jì)

“智能照明系統(tǒng)”項(xiàng)目的第一課時(shí)《智能照明系統(tǒng)——燈里的校園智慧》，應(yīng)進(jìn)行更有指向性的設(shè)計(jì)，將原有的照明系統(tǒng)進(jìn)行智能化改造，并結(jié)合學(xué)生已有的特點(diǎn)，將大單元教學(xué)設(shè)計(jì)的內(nèi)容定為真實(shí)的“校園智慧”，教師從學(xué)生角度出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注身邊的知識體驗(yàn)，據(jù)此展開跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動(dòng)。建議設(shè)計(jì)如下。

①解一解：系統(tǒng)組成分析。

教師可現(xiàn)場拆解臺燈，引導(dǎo)學(xué)生了解其基本組成部分，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行遷移，嘗試分析教室照明系統(tǒng)和智能照明系統(tǒng)中的子系統(tǒng)（如圖1）。

②想一想：系統(tǒng)場景分析。

教師可出示校園智能照明系統(tǒng)的不同應(yīng)用場景，引導(dǎo)學(xué)生探究各場景中的傳感器開關(guān)，學(xué)生在了解其工作原理的基礎(chǔ)上感受智能照明系統(tǒng)帶來的便利。

③做一做：系統(tǒng)需求分析。

由“使用便利”引發(fā)學(xué)生對其他照明需求的思考，通過閱讀材料引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用跨學(xué)科思維進(jìn)行分析，深度聚焦智能照明系統(tǒng)：

體育與健康學(xué)科→關(guān)注用眼衛(wèi)生，得出“健康護(hù)眼”的需求。

道德與法治學(xué)科→關(guān)注碳排放，得出“節(jié)能環(huán)?！钡男枨蟆?/p>

美術(shù)學(xué)科→關(guān)注冷暖色調(diào)，得出“適應(yīng)場景”的需求。

……

教學(xué)評析：當(dāng)大單元設(shè)計(jì)落實(shí)為具體的信息科技跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)時(shí)，教師和學(xué)生成為伙伴。教師成為學(xué)生的協(xié)同者，對各級認(rèn)知定位進(jìn)行指導(dǎo)，在單元解析中通過具體任務(wù)的遷移讓學(xué)生明確所認(rèn)知內(nèi)容的廣泛性。在以上的學(xué)習(xí)中，學(xué)生不再拘泥于某一門學(xué)科的具體知識，將綜合運(yùn)用不同學(xué)科多維度的方式思考，形成更為全面的系列認(rèn)知框架，層層推進(jìn)完成項(xiàng)目分析，解構(gòu)大單元設(shè)計(jì)。

過程二：約定主題，細(xì)化大單元設(shè)計(jì)

在大單元教學(xué)設(shè)計(jì)過程中，需要教師和學(xué)生共同思考學(xué)習(xí)內(nèi)容，據(jù)此進(jìn)行必要的解析和細(xì)化，將其落實(shí)為具體的小任務(wù)、小單元、小項(xiàng)目。在常見的活動(dòng)中，在基于跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的活動(dòng)中，環(huán)境的支持是幫助學(xué)生進(jìn)行全息認(rèn)知的重要維度，根據(jù)前一策略的認(rèn)知指向，進(jìn)行有針對性的自主環(huán)境構(gòu)建，并據(jù)此開展泛在性的深度認(rèn)知。

（1）原設(shè)計(jì)

智能照明系統(tǒng)的組成部分之一是智能控制程序，這是傳感器開關(guān)所必需的“內(nèi)核”。在創(chuàng)作智能臺燈的項(xiàng)目中，常見的教學(xué)思路會(huì)重點(diǎn)關(guān)注程序的相關(guān)內(nèi)容，具體教學(xué)流程如下：分析傳感器的工作原理→厘清控制程序的基本邏輯→介紹相關(guān)程序模塊的含義→學(xué)生搭建程序腳本→學(xué)生測試程序功能。

（2）思考焦點(diǎn)

在以上的教學(xué)過程中，算法特征較為突出，教師重視機(jī)器語言和算法編程，以程序邏輯的介紹和程序腳本的搭建為重點(diǎn)內(nèi)容。但是作為跨學(xué)科學(xué)習(xí)的項(xiàng)目，以上關(guān)注點(diǎn)是不夠全面的，學(xué)生缺乏關(guān)于臺燈結(jié)構(gòu)的內(nèi)容認(rèn)知，同時(shí)缺乏必要的應(yīng)景常識需求，所以教學(xué)過程較為單調(diào)。

（3）改進(jìn)型設(shè)計(jì)

在第一課時(shí)《智能照明系統(tǒng)——燈里的校園智慧》中，可以進(jìn)行適宜的教學(xué)環(huán)境的供給、認(rèn)知工具的支持，讓學(xué)生能夠在結(jié)構(gòu)學(xué)、工程學(xué)、創(chuàng)客項(xiàng)目中得到跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)能力的提升。教學(xué)建議如下。

①約一約。

商定項(xiàng)目主題：承接之前關(guān)于系統(tǒng)組成、系統(tǒng)場景和系統(tǒng)需求的分析，提出臺燈智能化改造的項(xiàng)目目標(biāo)，出示“創(chuàng)作智能臺燈”的項(xiàng)目主題。

②思一思。

分解項(xiàng)目要求：教師引導(dǎo)學(xué)生思考創(chuàng)作智能臺燈的關(guān)鍵步驟，再結(jié)合學(xué)生的思考，將這一大項(xiàng)目細(xì)化為四個(gè)小項(xiàng)目，即繪制草圖、搭建結(jié)構(gòu)、編寫程序和發(fā)布成果，出示具體的任務(wù)要求，并帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行任務(wù)解讀（如圖2）。

③辯一辯。

明確項(xiàng)目方向：學(xué)生通過小組討論，結(jié)合自身對智能照明系統(tǒng)的認(rèn)知，明確智能臺燈的具體創(chuàng)作方向。教師可提出一系列關(guān)鍵問題來幫助學(xué)生進(jìn)行有效的思考，如智能臺燈的外形如何、需要具備何種功能、智能如何體現(xiàn)、需要何種傳感器開關(guān)進(jìn)行控制、該傳感器獲取的信號是數(shù)字量還是模擬量等。

教學(xué)評析：以上教學(xué)過程展現(xiàn)了良好的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)項(xiàng)目計(jì)劃。首先，通過設(shè)定明確的項(xiàng)目主題“創(chuàng)作智能臺燈”，為整個(gè)項(xiàng)目提供了清晰的目標(biāo)，這有助于學(xué)生集中精力投入到項(xiàng)目中來。其次，將大項(xiàng)目分解為四個(gè)小項(xiàng)目，不僅使項(xiàng)目更加具體化，也便于學(xué)生理解和掌握每個(gè)部分的任務(wù)，這種任務(wù)分解有助于提高項(xiàng)目的可執(zhí)行性和成功率。此外，通過小組討論來明確項(xiàng)目方向，這種方法能夠充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)合作的優(yōu)勢，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和參與熱情。其中涉及的關(guān)鍵問題，如智能臺燈的外形、功能、智能體現(xiàn)等，為學(xué)生提供了思維支架，幫助他們深入分析和規(guī)劃項(xiàng)目，助力多維度的素養(yǎng)提升。

過程三：尊重個(gè)性，訂制大單元教學(xué)設(shè)計(jì)

跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)需要在大單元教學(xué)設(shè)計(jì)的背景之下，組織與實(shí)施小學(xué)信息科技學(xué)科合作探究式的教學(xué)。教師應(yīng)在尊重學(xué)生個(gè)性化差異的基礎(chǔ)上確立學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)其良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，用科學(xué)合理的教學(xué)手段培養(yǎng)學(xué)生的探索學(xué)習(xí)能力，提升其自主學(xué)習(xí)意識，這樣才有助于學(xué)生未來能夠更快地適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求。

（1）原設(shè)計(jì)

《智能照明系統(tǒng)——燈里的校園智慧》課時(shí)的項(xiàng)目難點(diǎn)是項(xiàng)目實(shí)施環(huán)節(jié)，即通過小組合作來搭建系統(tǒng)。在常規(guī)的小組合作過程中，學(xué)生往往是集中力量，按照“繪制草圖→搭建結(jié)構(gòu)→編寫程序→發(fā)布成果”的線性順序來逐一完成項(xiàng)目任務(wù)。這樣的做法看似可以讓每個(gè)學(xué)生都經(jīng)歷項(xiàng)目實(shí)施的全過程，但是在實(shí)際合作中，有些學(xué)生只是作為“旁觀者”，沒有實(shí)際參與活動(dòng)的過程。

（2）思考焦點(diǎn)

以上的設(shè)計(jì)是技術(shù)為主的傳統(tǒng)方式，其設(shè)計(jì)的深度和新意不足。學(xué)生多操作、少思考，教師沒有提供及時(shí)的評價(jià)建議，因此沒有達(dá)到跨學(xué)科學(xué)習(xí)的目的。

（3）改進(jìn)型設(shè)計(jì)

在進(jìn)行跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的過程中，可將該課的項(xiàng)目實(shí)施環(huán)節(jié)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化改良，以促進(jìn)學(xué)生綜合素養(yǎng)能力的提升。教學(xué)建議如下。

①角色我知道。

教師出示小組分工表（如上表），組織學(xué)生進(jìn)行合理的組內(nèi)分工。這里可以給每個(gè)角色設(shè)定鮮明的名稱和明確的職責(zé)，幫助學(xué)生厘清自身、伙伴與合作的定位。

②標(biāo)簽我認(rèn)證。

學(xué)生根據(jù)合作要求及自身特長進(jìn)行組內(nèi)分工，粘貼“角色標(biāo)簽”。“角色標(biāo)簽”可以是貼紙，也可以是頭飾，重點(diǎn)是要佩戴在明顯部位，讓學(xué)生在合作過程中能隨時(shí)提示自己的角色定位和職責(zé)。

③指南我清晰。

結(jié)合任務(wù)分解表，幫助學(xué)生明確各自的活動(dòng)要求。這里可以配合學(xué)習(xí)單，為每個(gè)角色的學(xué)生提供個(gè)性化的項(xiàng)目實(shí)施指南，讓學(xué)生知道自己要做什么、為什么要這么做以及具體怎么做，同時(shí)激發(fā)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。

④合作我參與。

學(xué)生在明確自身職責(zé)及活動(dòng)要求的前提下開展小組合作，合理利用各種數(shù)字設(shè)備完成“智能臺燈創(chuàng)作”項(xiàng)目。教師在此過程中不僅要為各小組提供個(gè)性化指導(dǎo)，還要及時(shí)進(jìn)行過程性評價(jià)，注意引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并記錄遇到的問題，思考并實(shí)踐解決的方法。

⑤作品我發(fā)布。

教師以發(fā)布會(huì)的形式組織學(xué)生分享交流本組的作品。這里不應(yīng)只是項(xiàng)目成果的發(fā)布，更應(yīng)是合作過程的交流。學(xué)生將遇到的問題拋出來與全班進(jìn)行分享，可以是已解決的問題來交流解決經(jīng)驗(yàn)，也可以是未解決的問題來尋求解決方法，這些都可以引發(fā)更多、更廣、更深的思考，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

教學(xué)評析：通過提供分工圖表并粘貼角色標(biāo)簽的方式，確保每個(gè)學(xué)生都能明確自己的角色和任務(wù)，從而有效地參與到項(xiàng)目中來。像這樣根據(jù)自身特長進(jìn)行的自主分工，能夠充分發(fā)揮每個(gè)學(xué)生的主觀能動(dòng)性以及在團(tuán)隊(duì)合作中的價(jià)值，檢驗(yàn)學(xué)生跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的收獲。

結(jié)語

本文是基于大單元教學(xué)設(shè)計(jì)的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)項(xiàng)目課堂教學(xué)研究的第一部分，以該項(xiàng)目的第一課時(shí)《智能照明系統(tǒng)——燈里的校園智慧》為例展開探索。在下一期的文章中，將基于該項(xiàng)目的第二課時(shí)展開相關(guān)闡述。