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李?鋒   蘭希馨   李正福   李素琛

李鋒,蘭希馨,李正福,李素琛.單元視角下的信息科技跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)設(shè)計與實踐[J].中國電化教育,2023,(3):90-95+119.

跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)是指為培養(yǎng)跨學(xué)科素養(yǎng)而整合兩種及以上學(xué)科內(nèi)容開展學(xué)習(xí)的主題教學(xué)活動安排，具有綜合性、實踐性、探究性、開放性、操作性等特點[1]。其實施目的是打破學(xué)科之間界限，加強學(xué)科間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，提高學(xué)生綜合運用知識解決問題的能力[2]。2022年，我國教育部發(fā)布《義務(wù)教育課程方案(2022年版)》(以下簡稱“義務(wù)教育課程方案”)，要求各門課程用不少于10%的課時設(shè)計跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)，強化課程協(xié)同育人功能。跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的提出及在課堂教學(xué)中的實施對教師專業(yè)發(fā)展提出了新挑戰(zhàn)。

一、信息科技跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的問題分析

為落實跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)，《義務(wù)教育信息科技課程標準(2022年版)》(以下簡稱“信息科技課程標準”)按照學(xué)生認知特征和學(xué)科邏輯主線設(shè)計了數(shù)字設(shè)備體驗、數(shù)據(jù)編碼探秘、小型系統(tǒng)模擬、互聯(lián)智能設(shè)計等跨學(xué)科主題活動，強調(diào)以真實問題或項目驅(qū)動引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷跨學(xué)科主題活動的全過程，凸顯綜合實踐的獨特育人價值。但是，教學(xué)調(diào)研也發(fā)現(xiàn)信息科技跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)還存在著“學(xué)科內(nèi)容拼盤化” “學(xué)習(xí)過程娛樂化”以及“主題活動專業(yè)化”等問題。

1.跨學(xué)科學(xué)習(xí)內(nèi)容“拼盤化”?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)指向的是學(xué)生綜合運用多學(xué)科知識理解周圍世界，通過整合多學(xué)科方法豐富個人解決真實問題的策略與手段[3]。因此，跨學(xué)科學(xué)習(xí)內(nèi)容的組織不只是要讓學(xué)生了解幾門學(xué)科知識要點或掌握數(shù)字化工具操作，而是要幫助學(xué)生對兩個或兩個以上學(xué)科構(gòu)成的知識體和認識方法產(chǎn)生理解，對它們加以整合應(yīng)用、創(chuàng)新學(xué)習(xí)方法。然而，受傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響，課堂教學(xué)中還存在著將不同學(xué)科知識簡單疊加或機械混合的內(nèi)容組織方式，沒有反映出學(xué)科知識內(nèi)在關(guān)聯(lián)以及解決問題方法的設(shè)計，學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果主要還是停留于幾門學(xué)科知識要點記憶或技術(shù)設(shè)備操作層次上[4]。例如，在“智能工具辨花朵”跨學(xué)科教學(xué)過程中，教師將智能識別應(yīng)用軟件操作方法學(xué)習(xí)內(nèi)容和植物種類及特征內(nèi)容分成兩個階段開展教學(xué)，首先指導(dǎo)學(xué)生分步學(xué)習(xí)該軟件辨別花朵的操作過程與方法，然后引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用智能識別應(yīng)用軟件去辨別和學(xué)習(xí)“花朵”的相關(guān)知識。學(xué)習(xí)過程中，盡管學(xué)生能掌握一些軟件操作技能，也能夠獲取相關(guān)“花朵”的知識，但是由于把兩類內(nèi)容分離開來教學(xué)，學(xué)生難以領(lǐng)悟到信息科技跨學(xué)科學(xué)習(xí)過程中所形成的數(shù)字化工具選用(為什么選擇這種數(shù)字化工具)、多維度獲取整理信息(什么時候要用這類工具)、在線交流和分享知識(數(shù)字化技術(shù)如何拓展學(xué)習(xí)時空)等數(shù)字化學(xué)習(xí)方法與策略，學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果依然停留于“為學(xué)知識而學(xué)知識”層次上。

2.跨學(xué)科學(xué)習(xí)過程“娛樂化”?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)具有目的性和手段性的雙重特征[5]。從目的性來看，旨在培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科意識和綜合解決問題的能力；從手段性來看，是發(fā)展學(xué)生選擇、綜合各種知識、手段、方法以解決復(fù)雜問題的策略，以及將學(xué)科知識情境化遷移和實踐應(yīng)用的方法。因此，跨學(xué)科學(xué)習(xí)強調(diào)的是引導(dǎo)學(xué)生對學(xué)科思維的綜合應(yīng)用，像學(xué)科專家一樣去思考和解決日常生活和學(xué)習(xí)中的問題。是否深度運用學(xué)科思維解決真實性問題是檢驗“跨學(xué)科”學(xué)習(xí)質(zhì)量的一項重要標準。然而，信息科技跨學(xué)科教學(xué)中由于對主題活動的片面理解，認為主題活動就是要讓學(xué)生動手操作或工具應(yīng)用，忽視學(xué)科思維在跨學(xué)科主題活動中的關(guān)鍵作用，就容易出現(xiàn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)異化為“娛樂化”活動的問題。例如：在“創(chuàng)設(shè)自由自在小魚”圖形化編程教學(xué)中，為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，教師提供了豐富多彩的海洋圖片背景、創(chuàng)設(shè)出小魚游動時不同的形狀模塊、給出作品結(jié)果示例等學(xué)習(xí)資源，要求學(xué)生以小組為單位利用現(xiàn)有資源和編程環(huán)境創(chuàng)設(shè)一幅美術(shù)作品。雖然教師提供了跨學(xué)科學(xué)習(xí)資源，但未能將作品方案設(shè)計、實施過程分析、作品迭代優(yōu)化等學(xué)科思維滲透到學(xué)習(xí)活動設(shè)計中，學(xué)生學(xué)習(xí)只是按照教學(xué)示例亦步亦趨地利用編程軟件完成作品?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)過程中，盡管可以看到學(xué)生“快樂”的活動場景，但由于脫離學(xué)科思維的融合與應(yīng)用，學(xué)生只是見到知識的影子，難以在真實情境中感悟知識、發(fā)現(xiàn)知識和應(yīng)用知識，導(dǎo)致“為主題活動而主題活動”的問題。

3.跨學(xué)科主題活動“專業(yè)化”?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)需要依托主題活動將學(xué)科間的概念與思維方法進行聯(lián)系和整合，以此幫助學(xué)生創(chuàng)造性解決問題，發(fā)展理解力[6]。信息科技跨學(xué)科主題活動選擇要依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)與生活經(jīng)驗，著眼學(xué)生日常學(xué)習(xí)、社會生活和實踐活動。主題活動設(shè)計應(yīng)包括應(yīng)用跨學(xué)科思維和技能開展活動的目的與對象、具體場景、必要素材等要素，為學(xué)生解決問題提供線索與條件。然而，分析信息科技跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計案例也發(fā)現(xiàn)，為追求數(shù)字技術(shù)的先進性，一些信息科技教學(xué)直接引用專業(yè)化的數(shù)字創(chuàng)新案例作為跨學(xué)科活動主題，由于主題內(nèi)容描述專業(yè)術(shù)語較多、主題情境脫離學(xué)生學(xué)習(xí)與生活經(jīng)驗，學(xué)生因難找到解決問題的突破口而產(chǎn)生“學(xué)習(xí)挫折感”，降低學(xué)生活動興趣與積極性。例如，在初中人工智能與智慧社會模塊中，教師設(shè)計“計算機圖像識別”主題活動，將信息科技、生物、數(shù)學(xué)等學(xué)科內(nèi)容進行整合，融入“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法”等知識，學(xué)習(xí)過程中要求學(xué)生思考和理解“反向傳輸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、輸入層、隱藏層、輸出層等訓(xùn)練過程與特征”，通過編程體驗?zāi)Ｐ陀?xùn)練的過程。這里姑且不說初中學(xué)生是否能理解生物層面的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)知識，只從數(shù)據(jù)、訓(xùn)練、模型、預(yù)測等信息科技學(xué)科專業(yè)知識來看就超出初中學(xué)生對人工智能的認知水平?？梢姡鐚W(xué)科主題學(xué)習(xí)設(shè)計中，如果忽視學(xué)生認知基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)經(jīng)驗，將專業(yè)性跨學(xué)科主題下放給中小學(xué)生，學(xué)生不僅不能完成主題任務(wù)，還會出現(xiàn)“擺樣子、走過場”的現(xiàn)象。

二、信息科技跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)設(shè)計的特征

信息科技跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)強調(diào)以發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，從真實問題和真實任務(wù)出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生運用多學(xué)科思維、方法和工具解決問題、完成任務(wù)，實現(xiàn)學(xué)科與生活情境的融合、不同學(xué)科的融合，體現(xiàn)了學(xué)校課程回歸學(xué)生數(shù)字化生活和學(xué)習(xí)的意義，其本身就反映出主題式、大概念、體驗性和綜合化的特征[7]。

1.以主題活動作為跨學(xué)科學(xué)習(xí)載體。主題活動是加強學(xué)生知識技能學(xué)習(xí)與生活實踐應(yīng)用相結(jié)合的一種學(xué)習(xí)組織方式。活動過程中，學(xué)生通過問題分析、方案設(shè)計、實踐應(yīng)用以及迭代完善等步驟的深度參與，理解和應(yīng)用學(xué)科知識和學(xué)科思想方法，促進核心素養(yǎng)發(fā)展[8]。信息科技課程具有基礎(chǔ)性、實踐性和綜合性特征，教學(xué)實施強調(diào)以真實問題和項目驅(qū)動方式開展，鼓勵學(xué)生“做中學(xué)”“用中學(xué)”“創(chuàng)中學(xué)”，為學(xué)生健康地生存于數(shù)字世界和現(xiàn)實世界做好準備。因此，為避免學(xué)生知識技能學(xué)習(xí)與實踐應(yīng)用的脫節(jié)，作為跨學(xué)科學(xué)習(xí)載體的主題活動就要體現(xiàn)出以下特征：

(1)具有學(xué)習(xí)活動帶入感。主題活動與學(xué)生日常學(xué)習(xí)與生活相聯(lián)系，情境描述能激活學(xué)生已有的學(xué)習(xí)與生活經(jīng)驗，幫助學(xué)生領(lǐng)悟到主題活動的意義和作用。針對不同認知經(jīng)驗的學(xué)習(xí)群體應(yīng)選用與之相適應(yīng)的主題活動。例如，對于農(nóng)村學(xué)校學(xué)生來說則可選擇與他們學(xué)習(xí)生活經(jīng)驗相適應(yīng)的高質(zhì)量農(nóng)田、智慧大棚等主題，而非一定是城市中才能經(jīng)歷到的智慧機場、數(shù)字地鐵的主題。

(2)突顯學(xué)科育人價值?？鐚W(xué)科主題學(xué)習(xí)不能脫離學(xué)科而單獨存在，應(yīng)以學(xué)科內(nèi)容，尤其是學(xué)科核心知識和思想方法為主干，圍繞一個中心主題開展綜合性學(xué)習(xí)活動，跨學(xué)科主題的任務(wù)設(shè)計、問題解決應(yīng)體現(xiàn)信息科技學(xué)科知識技能的應(yīng)用特征，支持學(xué)生在主題活動中感悟?qū)W科方法、建構(gòu)學(xué)科知識，突顯學(xué)科獨特育人價值。

(3)體現(xiàn)跨學(xué)科內(nèi)容關(guān)聯(lián)與融合。跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)具有課程綜合與協(xié)同育人的功能。其主題任務(wù)設(shè)計要根據(jù)問題解決和探究學(xué)習(xí)的需要，融入多學(xué)科知識和技能，反映出應(yīng)用信息科技解決其他學(xué)科學(xué)習(xí)問題或與其他學(xué)科綜合解決問題的優(yōu)越性，提高學(xué)生知識技能應(yīng)用的綜合能力。例如“在線合作探究向日葵的生長”主題活動，不同地域?qū)W生借助網(wǎng)絡(luò)平臺合作學(xué)習(xí)向日葵生長的知識，在線交流不同地域向日葵種植日期、生長的圖片、開花結(jié)籽等情況，協(xié)同創(chuàng)作向日葵成長在線文檔。學(xué)生在探究影響向日葵生長因素的同時，也領(lǐng)悟到數(shù)字化學(xué)習(xí)的新模式和新方法，實現(xiàn)兩種學(xué)科內(nèi)容邏輯的融合，促進了數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力的提高。

2.以學(xué)科大概念作為跨學(xué)科學(xué)習(xí)錨點。學(xué)科大概念體現(xiàn)了學(xué)科的特質(zhì)和思想方法，具有相對穩(wěn)定性、共識性和統(tǒng)領(lǐng)性的特征[9]。信息科技課程標準依據(jù)學(xué)科邏輯，圍繞數(shù)據(jù)、算法、網(wǎng)絡(luò)、信息處理、信息安全、人工智能等大概念梳理出六條邏輯主線，按照義務(wù)教育階段學(xué)生的認知發(fā)展規(guī)律，統(tǒng)籌安排各學(xué)段學(xué)習(xí)內(nèi)容，體現(xiàn)出循序漸進和螺旋式發(fā)展的特征。在信息科技跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)中，為避免因脫離學(xué)科而造成的“為活動而活動”的問題，主題學(xué)習(xí)設(shè)計就要依托大概念組織學(xué)科知識，以結(jié)構(gòu)化方式“錨定”主題學(xué)習(xí)的知識框架，為跨學(xué)科活動開展打牢基礎(chǔ)。具體表現(xiàn)如下：

(1)依據(jù)學(xué)生認知規(guī)律形成由淺入深的概念層次。即同一大概念，針對不同學(xué)段的學(xué)生認知特征安排與之相適應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。例如，“網(wǎng)絡(luò)”這一概念，在小學(xué)低年齡段其學(xué)習(xí)內(nèi)容可界定為“網(wǎng)絡(luò)搜索和輔助協(xié)作學(xué)習(xí)”，小學(xué)高年齡段則為“網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化成果分享”，初中年級指向“萬物互聯(lián)的途徑、原理和意義”。學(xué)科大概念由易到難遞進組織方式，為主題活動難易度的界定提供學(xué)科內(nèi)容依據(jù)，有助于學(xué)生在原有認知基礎(chǔ)上持續(xù)開展學(xué)習(xí)。

(2)按照知識邏輯關(guān)系建立結(jié)構(gòu)化概念體系。學(xué)科發(fā)展是建立在分層次概念關(guān)系與命題結(jié)構(gòu)之上的，在此結(jié)構(gòu)中其頂端是一些包括性很大的抽象概念，包含了處于較低水平的具體概念，概念之間的相互支撐構(gòu)成了穩(wěn)定的內(nèi)容結(jié)構(gòu)。例如，信息科技課程中“數(shù)據(jù)”這一概念可細化為“數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)安全”等子概念，其中“數(shù)據(jù)編碼”又可進一步細化為“編碼作用、編碼規(guī)則、編碼信息量”等再下位的概念。在信息科技跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)設(shè)計中，學(xué)科概念結(jié)構(gòu)化層次關(guān)系把零散的知識組織起來，確立了穩(wěn)定的知識內(nèi)容框架，確保學(xué)生在跨學(xué)科主題活動中不斷完善與豐富個人認知結(jié)構(gòu)。

(3)針對主題學(xué)習(xí)任務(wù)確立學(xué)習(xí)內(nèi)容綜合框架?？鐚W(xué)科主題為運用多學(xué)科知識技能和思維方法解決真實問題提供了一個情境載體，其中融合有多學(xué)科知識技能和思維方法，反映出事物本身的內(nèi)在聯(lián)系。例如，“在線數(shù)字氣象站”跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)，學(xué)生需要用到數(shù)據(jù)采集的傳感設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ拍K、數(shù)據(jù)處理的算法和編程等信息科技學(xué)科的知識技能，也需要使用溫度、濕度、風(fēng)力、降水、氣壓等地理和物理方面的知識技能；需要以計算思維方式設(shè)計數(shù)字化技術(shù)解決問題的方法與過程，也要按照地理和物理思維方式理解氣象變化的規(guī)律。因此，在跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)設(shè)計也需要根據(jù)問題情境將各學(xué)科的概念與思維方法進行整合，建立學(xué)科概念間聯(lián)系，形成相互支持、內(nèi)在關(guān)聯(lián)的綜合內(nèi)容框架，幫助學(xué)生在逼近真實生活的情境中感悟探究問題的綜合性與多樣性[10]。

3.以體驗性任務(wù)作為跨學(xué)科學(xué)習(xí)支架。學(xué)科核心素養(yǎng)的培育并不是通過學(xué)科知識技能的傳遞達成的，而是依托真實情境學(xué)生在任務(wù)探索過程中逐步養(yǎng)成的。主題任務(wù)設(shè)計與實施能夠引導(dǎo)學(xué)生參與到學(xué)科探究活動中，在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、建構(gòu)知識、運用知識的過程中，領(lǐng)悟?qū)W科思想方法，加強學(xué)科知識的綜合應(yīng)用[11]。因此，信息科技跨學(xué)科主題任務(wù)設(shè)計要關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)體驗，鼓勵學(xué)生與個人經(jīng)驗、現(xiàn)實生活和社會實踐相聯(lián)系，凸顯學(xué)生學(xué)習(xí)主體性，為學(xué)生開展主題任務(wù)的實施提供支架。主要表現(xiàn)為：

(1)以“問題鏈”激發(fā)學(xué)生開展任務(wù)實施的內(nèi)驅(qū)動力?！皢栴}”作為引發(fā)學(xué)生認知沖突、聯(lián)接既有認知結(jié)構(gòu)與新知識技能的“節(jié)點”，為學(xué)生提供探究、協(xié)作與創(chuàng)新活動的機會。主題活動設(shè)計時抽象出所需解決的關(guān)鍵問題，分析問題解決的前后順序與依附關(guān)系，建立主題活動過程中需要解決的“問題鏈”，用以激發(fā)學(xué)生開展主題活動興趣。例如，在“在線合作探究向日葵的生長”主題活動中，依據(jù)學(xué)習(xí)目標將學(xué)生探究的問題可概括為“不同區(qū)域的同學(xué)如何對向日葵生長情況進行交流(信息科技學(xué)科)”“針對向日葵生長影響因素需要觀察和記錄哪些信息(植物學(xué)科)”“在跨區(qū)域交流過程中同學(xué)們?nèi)绾纬尸F(xiàn)所觀察到的信息(信息科技、植物和數(shù)學(xué)學(xué)科)”等問題。參考這些問題和問題間的關(guān)系，學(xué)生可以有針對性地探究在線協(xié)作學(xué)習(xí)方法，學(xué)習(xí)向日葵生長的相關(guān)知識。

(2)以“任務(wù)群”引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷任務(wù)實施全過程?！叭蝿?wù)”具有綜合與關(guān)聯(lián)的特征。一項任務(wù)的開展與完成往往涉及個體、社會、環(huán)境與資源等多種因素，需要調(diào)用多種知識、能力和情意，體現(xiàn)出的是綜合素養(yǎng)[12]。在明確所需要解決的關(guān)鍵問題后，針對問題梳理任務(wù)之間的邏輯關(guān)系，明確主題活動環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生在主題學(xué)習(xí)中經(jīng)歷任務(wù)實施的全過程。例如，學(xué)生開展在線協(xié)作學(xué)習(xí)向日葵知識過程中，針對問題需要完成的任務(wù)可進一步細化為：注冊在線協(xié)作學(xué)習(xí)空間；按照適宜條件選擇合適季節(jié)種植向日葵；觀察并記錄向日葵生長情況；以在線方式開展跨區(qū)域向日葵生長狀況交流；創(chuàng)作和發(fā)布向日葵成長的電子作品。學(xué)生在完成任務(wù)過程中經(jīng)歷應(yīng)用數(shù)字設(shè)備獲取、加工、交流、發(fā)布信息的全過程，體驗到在線環(huán)境下跨學(xué)科學(xué)習(xí)的方法和策略。

(3)以“作品集”提高學(xué)生主題學(xué)習(xí)的獲得感?！皩W(xué)習(xí)作品”是學(xué)生運用知識技能、技術(shù)工具和思維方法完成的顯性學(xué)習(xí)成果，它能較真實地反映學(xué)生學(xué)習(xí)成效，是檢測學(xué)生學(xué)習(xí)目標達成的一項重要證據(jù)[13]。信息科技跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)超越傳統(tǒng)技術(shù)學(xué)習(xí)過程中機械操作和知識記憶的淺層次學(xué)習(xí)，通過多學(xué)科知識的綜合應(yīng)用和問題解決促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)開展，在完成任務(wù)過程中形成主題學(xué)習(xí)作品集。例如，以電子學(xué)檔方式收集學(xué)生過程學(xué)習(xí)作品，保存學(xué)生階段性學(xué)習(xí)成果。跨學(xué)科學(xué)習(xí)作品集一方面可真實反映學(xué)生過程性學(xué)習(xí)情況，為表現(xiàn)性學(xué)習(xí)評價提供證據(jù)，另一方面也可提高學(xué)生學(xué)習(xí)獲得感，促進學(xué)生在原有學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上持續(xù)開展學(xué)習(xí)。

4.以綜合實踐作為跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式。綜合實踐是以學(xué)生興趣和直接經(jīng)驗為基礎(chǔ)，以與學(xué)生學(xué)習(xí)生活和社會生活密切相關(guān)的各類現(xiàn)實性、綜合性、實踐性問題為內(nèi)容，以研究性學(xué)習(xí)為主導(dǎo)的學(xué)習(xí)方式[14]。其最根本的特點是強調(diào)學(xué)生親身參與和主動實踐，鼓勵學(xué)生在實踐中綜合運用學(xué)科知識解決實際問題。為加強課程綜合性，義務(wù)教育課程方案提出加強課程與生產(chǎn)勞動、社會實踐的結(jié)合，充分發(fā)揮實踐的獨特育人功能。因此，信息科技跨學(xué)科主題活動要轉(zhuǎn)變“老師講、學(xué)生聽”單一的教學(xué)形態(tài)，探索問題解決綜合教學(xué)方式，突出綜合實踐特征，增強學(xué)生解決真實問題的能力[15]。具體內(nèi)容包括：

(1)通過綜合實踐強化學(xué)科知識的融合。主題學(xué)習(xí)自身有很強的綜合性，涉及的知識技能不局限于某一學(xué)科，需要調(diào)動多學(xué)科知識，綜合運用這些知識解決問題。通過綜合實踐跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)實現(xiàn)從“學(xué)科知識邏輯序列學(xué)習(xí)”向“以活動為主要形式的學(xué)習(xí)”的發(fā)展，強調(diào)學(xué)生親身經(jīng)歷，在“做”“實驗”“探究”“創(chuàng)作”等一系列活動中發(fā)現(xiàn)和解決問題，強化學(xué)科內(nèi)容間的相互聯(lián)系和互相支持。例如，“在線合作探究向日葵的生長”主題活動中，學(xué)生需要學(xué)習(xí)圖片拍攝和處理、在線交流與信息安全、網(wǎng)頁編輯與發(fā)布等信息科技學(xué)科知識技能，也需要了解水、溫度、空氣、光等生物生存環(huán)境的影響，認識生物與環(huán)境的關(guān)系。通過綜合實踐，學(xué)生把信息科技知識與生物知識融為一體。

(2)通過綜合實踐加強學(xué)科方法的融合。跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)倡導(dǎo)的是理解本位的知識論與創(chuàng)造取向的方法論，不僅強調(diào)課程內(nèi)容融合，還要求學(xué)生要能夠運用兩種或兩種以上的學(xué)科方法分析和解決問題，強調(diào)學(xué)科方法融合，引導(dǎo)學(xué)生用跨學(xué)科視角理解世界。通過綜合實踐可加強跨學(xué)科學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)生直接經(jīng)驗的聯(lián)系，回歸學(xué)生生活世界，建立起“學(xué)科合作”的情境與任務(wù)，將多種學(xué)科方法用于解決真實問題中。例如，“在線數(shù)字氣象站”主題學(xué)習(xí)時，學(xué)生通過綜合實踐潛移默化地把信息科技學(xué)科“需求分析—模型建設(shè)—算法設(shè)計—自動化實現(xiàn)—優(yōu)化迭代”解決問題方法與地理學(xué)科“氣象觀察—數(shù)據(jù)分析—天氣預(yù)報”解決問題方法結(jié)合起來，在豐富學(xué)生解決氣象問題的手段時，也提高了他們的數(shù)字素養(yǎng)與技能。

(3)通過綜合實踐促進核心素養(yǎng)的融合。核心素養(yǎng)具有整體性、綜合性、跨學(xué)科性的特征[16]。課程研制中為體現(xiàn)學(xué)科“領(lǐng)域特殊性”和相對獨立性的特征，不同學(xué)科關(guān)注了不同方面的學(xué)生核心素養(yǎng)，例如信息科技課程的“信息意識、計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任”，地理課程的“人地協(xié)調(diào)觀、綜合思維、區(qū)域認知、地理實踐力”等。事實上日常學(xué)習(xí)和生活中這些素養(yǎng)并不完全隔裂的，而是相互滲透、互相影響，甚至?xí)诮鉀Q問題過程中生成跨學(xué)科素養(yǎng)，如應(yīng)用數(shù)字技術(shù)開展地理實踐所需具備的“數(shù)字化地理實踐力”。因此跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)應(yīng)立足實踐、著眼創(chuàng)新，為學(xué)生創(chuàng)新品質(zhì)的形成提供更為寬松、自由的空間[17]，在積極探索和協(xié)同合作的過程中加強學(xué)科之間核心素養(yǎng)的融合。

三、信息科技跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)設(shè)計：單元的視角

課堂教學(xué)中“單元”是基于目標與主題構(gòu)成的學(xué)習(xí)模塊，為跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)提供了空間、支架和平臺。信息科技跨學(xué)科學(xué)習(xí)單元是針對主題任務(wù)設(shè)計的綜合性、實踐性和整體性的跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動，反映出學(xué)生學(xué)習(xí)主體地位。一份跨學(xué)科學(xué)習(xí)單元方案主要包括單元說明、單元目標、單元活動、單元評價、單元實施建議與學(xué)習(xí)資源準備等內(nèi)容。

1.單元說明。單元說明是對該跨學(xué)科單元主題和教學(xué)實施的簡潔描述。主要從核心素養(yǎng)、大概念、學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和認知經(jīng)驗等維度闡釋跨學(xué)科單元主題設(shè)計的理據(jù)，描述單元主題情境，明確跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)過程與方法，提出主題學(xué)習(xí)過程中需要完成的任務(wù)。此外，為能清楚地反映跨學(xué)科主題單元的特點，單元說明還包括單元名稱、學(xué)生年級、所需的總課時數(shù)等內(nèi)容。

2.單元目標?？鐚W(xué)科主題學(xué)習(xí)單元作為學(xué)期課程綱要與課時教學(xué)設(shè)計的中間環(huán)節(jié)，其單元目標既是對核心素養(yǎng)的進一步細化，也是課時目標的上位指導(dǎo)。信息科技跨學(xué)科單元目標的界定一方面要依據(jù)信息科技學(xué)科所培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)和學(xué)科大概念，將本單元學(xué)習(xí)后學(xué)生對信息科技“所知、所能和所成”的內(nèi)容融合為一體化進行表述，例如，“在線數(shù)字氣象站”單元目標的“通過收集和學(xué)習(xí)數(shù)字氣象站資料，了解數(shù)字氣象站中常用的數(shù)字設(shè)備(所知)，搭建簡易學(xué)校數(shù)字氣象站，動態(tài)采集和分析氣象數(shù)據(jù)(所能)，領(lǐng)悟數(shù)字設(shè)備在氣象觀察中的優(yōu)勢(所成)”。另一方面也要針對主題任務(wù)活動中所需學(xué)習(xí)和應(yīng)用的其他學(xué)科知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀融入其中，以學(xué)生為主體進行敘述，即：通過哪些途徑、任務(wù)或方式，獲得哪些學(xué)習(xí)經(jīng)歷和體驗、學(xué)科知識和思想方法，形成了怎樣的情感態(tài)度和價值觀等綜合素養(yǎng)。

3.單元活動。單元活動是實現(xiàn)單元學(xué)習(xí)目標的過程與路徑，直接指向本單元“如何實現(xiàn)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)目標”的問題，為每課時的開展提供了活動任務(wù)和學(xué)習(xí)要求。主要表現(xiàn)在學(xué)習(xí)任務(wù)的安排和學(xué)習(xí)過程的設(shè)計。在跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)任務(wù)上，依據(jù)單元主題學(xué)習(xí)目標確定跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)中的關(guān)鍵問題，分析問題間的邏輯關(guān)系并形成“問題鏈”，針對“問題鏈”細化為子任務(wù)，建立“任務(wù)群”，明確學(xué)生在開展各項任務(wù)時所需完成的“方案設(shè)計、記錄文檔、數(shù)據(jù)可視化”等過程性作品，形成活動作品集；在跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)過程上，將任務(wù)群納入學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)和流程，在規(guī)定時間范圍內(nèi)依序推進，通過概念圖、活動支架、內(nèi)容表格等方式建立課時之間的聯(lián)系，形成本單元的課時地圖，幫助學(xué)生理解課時之間的銜接順序，明確單元主題的活動過程。

4.單元評價?？鐚W(xué)科單元學(xué)習(xí)評價打破了以一節(jié)課為時限追求“短期效果”的瓶頸，以多課時作為評價時段對學(xué)生學(xué)習(xí)進展和發(fā)展水平進行連續(xù)性評價，它不只是評測學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果，也關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程，評價作為促進學(xué)生跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的一項策略?？鐚W(xué)科主題單元設(shè)計方案中，將評價任務(wù)嵌入學(xué)習(xí)過程中，以表現(xiàn)性評價診斷學(xué)生學(xué)習(xí)目標的達成度。評價內(nèi)容針對不同主題任務(wù)要求可設(shè)計形式多樣的表現(xiàn)性評價任務(wù)，既可包括電子作品創(chuàng)作、跨學(xué)科仿真實驗、數(shù)字化系統(tǒng)搭建等實踐類作品，也可包括跨學(xué)科數(shù)據(jù)分析、現(xiàn)象解釋、實驗報告等學(xué)科方法綜合應(yīng)用研究成果。評價實施可發(fā)揮信息科技具有的實時跟蹤、快速存儲的技術(shù)優(yōu)勢，通過電子檔案袋、學(xué)習(xí)系統(tǒng)等平臺記錄學(xué)生過程性學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，收集和記錄學(xué)生在跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)中的真實表現(xiàn)，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)和個體差異及時反饋，引導(dǎo)學(xué)生針對學(xué)習(xí)問題改進學(xué)習(xí)方法，調(diào)整與優(yōu)化學(xué)習(xí)過程。

5.活動建議與資源準備。針對主題活動情境和實施過程中的潛在問題，信息科技跨學(xué)科單元學(xué)習(xí)方案還需要指明活動建議和使用設(shè)備的注意事項(例如小組分工建議、數(shù)字設(shè)備使用安全事項等)，用以指導(dǎo)和幫助學(xué)生開展跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動。在資源準備中包括了本單元學(xué)習(xí)過程教師需要準備的教學(xué)資源和學(xué)生個人需要準備的學(xué)習(xí)資源，為單元主題活動開展提供資源支持。

四、信息科技跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)實踐：一個可資借鑒的案例

信息科技跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)是把“學(xué)信息科技”與“用信息科技”結(jié)合起來，通過綜合實踐的方式發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)，提高學(xué)生跨學(xué)科知識綜合應(yīng)用能力。如下提供了一個“在線數(shù)字氣象站”信息科技跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)設(shè)計案例。

1.案例背景

天氣狀況與人們的生產(chǎn)生活關(guān)系密切，天氣預(yù)報是我們獲取氣象信息的主要途徑。但是一個城市的天氣預(yù)報對校園這種小的氣候環(huán)境而言，有時候并不那么準確。本單元將結(jié)合數(shù)學(xué)、物理、地理、藝術(shù)等學(xué)科知識，為校園搭建數(shù)字氣象站，動態(tài)積累數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)分析，使學(xué)生掌握氣象觀測的基本方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)自然地理的興趣，培養(yǎng)和提高學(xué)生的氣象科學(xué)知識，推動校園氣象科普工作，優(yōu)化校園的素質(zhì)教育環(huán)境。

2.案例簡綱

(1)單元說明

單元主題名稱：在線數(shù)字氣象站。

年級：八年級；課時：5課時；跨學(xué)科：信息科技、地理、物理。

(2)單元目標

通過收集和學(xué)習(xí)數(shù)字氣象站資料，了解數(shù)字氣象站中常用數(shù)字設(shè)備，搭建簡易學(xué)校數(shù)字氣象站，動態(tài)采集和分析氣象數(shù)據(jù)，領(lǐng)悟數(shù)字設(shè)備在氣象觀察中的優(yōu)勢。

綜合運用物理、數(shù)學(xué)及信息科技等學(xué)科知識與技能，在氣象數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上進行天氣預(yù)測，提升學(xué)生應(yīng)用數(shù)字設(shè)備合作、交流以及解決問題能力。

通過建立以物聯(lián)網(wǎng)為核心的簡易在線校園數(shù)字氣象服務(wù)系統(tǒng)，實時觀測與記錄溫度濕度、風(fēng)向風(fēng)速、紫外線強度等氣象參數(shù)，提高學(xué)習(xí)氣象知識的興趣。

(3)單元活動

按照跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)任務(wù)，單元活動過程包括：選題、規(guī)劃、實施、總結(jié)等環(huán)節(jié)。通過這些活動，學(xué)生綜合應(yīng)用信息科技、地理、物理和數(shù)學(xué)等學(xué)科知識與方法，探究在線數(shù)字氣象站的建設(shè)與應(yīng)用。單元活動過程如表1所示。

(4)單元評價

表現(xiàn)性評價：在線數(shù)字氣象站作品集；

教師提供學(xué)習(xí)作品的評價量表(略)。

(5)單元主題活動資源

開源硬件套裝、智能終端、編程語言環(huán)境、計算機系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

3.案例說明

“在線數(shù)字氣象站”跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)單元包括跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題、單元目標、單元過程、單元評價和單元主題活動資源五部分?？鐚W(xué)科主題學(xué)習(xí)單元的設(shè)計反映了八年級學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗和學(xué)習(xí)內(nèi)容；單元目標基于信息科技、地理、數(shù)學(xué)和物理課程標準的學(xué)習(xí)要求進行界定；單元活動融合多學(xué)科的學(xué)習(xí)內(nèi)容，按照應(yīng)用信息科技解決問題的一般過程進行設(shè)計，將跨學(xué)科概念以支架的方式滲透到學(xué)習(xí)過程中，以任務(wù)群的方式明確學(xué)生需要達成的學(xué)習(xí)結(jié)果；在單元評價中給出了學(xué)生主題學(xué)習(xí)作品集的要求和評價量表，讓學(xué)生明白他們的最終學(xué)習(xí)結(jié)果是什么和達到什么程度。單元主題活動資源提供了學(xué)生在探究過程中可能需要的數(shù)字設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；在該活動過程中，學(xué)生既可以感受應(yīng)用信息科技學(xué)科領(lǐng)域方法解決問題的過程、也可體驗跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的意義，提升數(shù)字素養(yǎng)與技能。

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作者簡介：

李鋒：副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，研究方向為信息技術(shù)課程與教學(xué)、在線學(xué)習(xí)評價。

蘭希馨：在讀碩士，研究方向為信息技術(shù)課程與教學(xué)。

李正福：研究方向為教育大數(shù)據(jù)、信息技術(shù)課程與教學(xué)。

李素?。貉芯糠较驗樾畔⒓夹g(shù)課程與教學(xué)。