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面向核心素养的信息科技跨学科教学设计模式研究
中图分类号：G434文献标识码：A论文编号：1674-2117（2024）21-0040-05
信息科技跨学科教学的内涵
“信息科技跨学科”可以定义为“体现信息科技的手段与目标属性[1]，师生共同整合不同学科（一门或一门以上）的内容，综合理解并构建新的方法以解决复杂问题的过程”。因此，信息科技跨学科教学可基于主题单元及具体活动组织开展。主题单元围绕跨学科主题设计，具备自身的活动特征，侧重不同学科核心素养的培养[2]，不同主题单元间通过主题概念联系起来。单元活动并非限制于一节课完成，可以通过多课时的主题单元组合实现。
信息科技跨学科教学设计模式的研究
面向核心素养的信息科技跨学科教学KEflIuTA0Ajae3OLsG4CIg==设计模式研究需从宏观的系统性教学设计层面规划。笔者采用ADDIE模型[Analysis（分析）、Design（设计）、Development（开发）、Implementation（实施）、Evaluation（评价）][3]开展了相关教学设计。
1.分析阶段
（1）学习者特征分析
本研究以初二学生为实验对象，其认知思维普遍处于形式运算阶段，他们具备假设、推理与演绎的能力，具有较强的学习动机，对协作探究的学习活动有较高的参与性。教师在开展相关活动时，既要为学生提供问题引导或任务说明等实时支架，又要提倡多样化的互动形式，以满足学生的学习需求。经过初一学段的学习，学生已具备一定的图形化编程基础、网络搭建及故障诊断经验，适应了软硬件结合的学习环境，因此，教师可由“互联”自然过渡到“物联”。
（2）跨学科拓展性分析
本研究采用浙教版初中信息科技教材，根据教材中的模块主题，分析其跨学科拓展的可行性。对于支持拓展的模块主题，可以将其中的相关内容先转换为主题核心概念[4]，如“物联原型的设计”“物联原型的编写与运行”等，然后再在后续阶段整合其他学科概念，确定具体的跨学科主题。
（3）学习需求分析
学习需求包含基础学习需求与高级学习需求。对所跨学科间知识概念、技能的掌握是基础学习需求；跨学科整合所形成的新规律、新方法是高级学习需求，对应学科核心素养的培养。[5]
（4）内容来源分析
内容来源由学生的学习需求决定，除基础来源外，还应包含助力创新的拓展来源。基础来源指教材中对学科概念的描述及相应活动案例。拓展来源是支持学生协作探究、反思提升、灵感迁移，助力方案设计与作品完成的各类资源工具。
2.设计阶段
（1）教学原则设计
①整合性原则。在选用跨学科交叉内容时，应体现整合性原则，围绕主题核心概念编排跨学科概念，形成跨学科主题概念框架，保证各主题单元间多重活动的科学衔接与开展。此外，问题或任务的设计应体现多学科概念向跨学科概念的过渡。[6]
②情境性原则。主题下具体问题或任务的产生都要基于情境。在设计单元活动内容时，应体现情境性原则，强调将跨学科概念还原于丰富的日常生活场景，并与学生经验相契合。应寻找契合于真实情境需求的问题发掘点或任务突破点，借助适合的资源与支架呈现教学活动。
③主体性原则。跨学科主题学习强调学生在主题情境引导下不断主动发现与解决问题，完成主题任务。主题情境为学生主动探究与创造提供了必要线索，让学生能够激活相关认知结构中的已有经验，同化和索引学科概念，在跨学科学习过程中建构跨学科认知体系，从新角度赋予学科概念以深层意义。
④实践性原则。跨学科主题学习是认识与实践相互促进的过程，学生的认识从感性认识上升到理性认识，学科间概念不断与最新的实践经验建立联系，实现跨学科概念的内化与重组，以及概念间关系的调整。学生在每节课结束时均需完成作品，实现方案到作品的转化，结合自主发挥与团队协作，跨学科规律与方法得到积极调用与组合。[7]
（2）主题单元界定
本研究采用契合问题探究、实践创造、协作学习特征的“5E”教学模式帮助界定主题单元，其中包含参与、探究、解释、精致和评价五个环节[8]，如图1所示。
（3）活动类型划分
不同主题单元的活动理念、学习方式等均存在差异，教师需要根据不同的培养目标安排活动类型，形成循序渐进、深入探索的多重学习活动，满足学生的不同学习需求。活动类型与主题单元对应关系如下页表所示。
3.开发阶段
（1）跨学科交叉内容选取与跨学科主题确定
（2）主题概念框架梳理
以导图建构和原型设计为基础，通过硬件层面的物联网设备连接，结合软件层面的Mind+图形化编程，配套行空板、MQTT-py、pinpong官方库进行代码编写、设备配置等一系列探究实践。以此为主线，以设备串并联、继电器的使用及多源数据呈现为创意实现的主要方式，支持功能拓展、个性化控制及多源数据分析。经相关学科教师协作整理的“物联原型搭建”跨学科主题概念框架如图2所示。
（3）跨学科核心素养目标细化