學科融合背景下的信息技術教學實踐初探

趙艷

以互聯網、計算機、多媒體、大數據等為代表的信息技術正以驚人的速度改變著人們的生活。對教育行業來說，信息技術給傳統的課堂教學帶來的改變是直觀的、可預測的。下面，筆者以“循環結構研究拋體運動”一課為例，談談學科融合背景下的信息技術教學實踐，展示信息技術學科與其他學科融合的一種思路和過程。

課例背景分析

高一年的學生都有力學的基礎，因此筆者從學生最熟悉的自由落體運動入手，結合程序設計的循環結構，由淺入深，層層推進，分別探究自由落體運動、平拋運動和斜拋運動，最終完成“模擬投籃”小程序的設計。

學科核心素養

（1）結合物理學中的三種拋體運動的運動軌跡繪制，進一步理解循環結構的原理，感受循環結構在生活中的應用。（信息意識）

（2）通過活動的探究，能夠準確進行知識的遷移，準確把握循環結構中的循環變量初值、終值、循環體等要素的設置。（計算思維）

（3）通過具體的實例拓展，將學科融合的結果運用到生活實際當中，達到學習的最終目的。（信息社會責任）

基于學科融合的項目式教學設計

1.動畫導入，喚醒思維

教師展示一段蘋果落地的動畫，引導學生思考，動手進行受力分析，并繪制出簡單的運動軌跡，進一步提出問題：如果這項工作交給計算機，它該如何完成呢？

要解決上述的問題，關鍵在于分析該運動過程中應當提取何種信息作為循環變量？循環變量的初值、終值是什么？在自由落體的過程中，蘋果僅受到萬有引力的作用，并隨著時間的推移產生相應的位移，分析到此，整個過程可以用循環的方式描述出來，循環變量是時間t，如果用小球模擬下落的過程，那么小球圓心的x坐標不變，y坐標產生了位移（y=0.5*g*t^2）。

2.添加條件，絲絲入扣

在物理學中，如果在自由落體的基礎上加入一個水平方向的初速度v1，那么就衍生出了平拋運動，教師板書引導學生進行受力以及運動方向、運動軌跡分析，并將學生的思維從物理學科遷移至信息技術課堂，提出第二個活動要求：仿照自由落體運動，如果讓計算機模擬該運動過程，該如何實現呢？循環變量為時間t，循環體循環的是小球的位置，小球圓心的x坐標由水平方向的初速度產生了位移（x=v1*t），圓心的y坐標由重力作用產生了位移（y=0.5*g*t^2），兩個方向的位移共同控制小球做平拋運動。適當地調整v1的值，觀察比較平拋運動的軌跡，當v1=0時，退化為自由落體運動。

3.推波助瀾，水到渠成

有了前面兩種運動狀態的分析和代碼實現的基礎，第三種運動斜拋運動就不再是難題了，大多數學生能夠在沒有教師參與的情況下，仿照前面的分析方法，得出相應的結論：添加水平方向的初速度v1，垂直方向的初速度v2，隨著時間的推移，小球做斜拋運動，其中x=v1*t，y=v2*t-0.5*g*t^2。

4.得出結論，舉一反三

在程序設計的教學中，循環結構是一個難點也是重點，本節課通過循環結構對三種運動的運動軌跡的模擬，讓學生更加深刻地認識了三種拋體運動的時間、速度、位移等要素的變化，同時也完成了循環結構的知識學習與遷移。課后，要求學生繼續學習并完成“模擬投籃”小程序的制作。

學科融合背景下的信息技術教學思考

1.找準融合的契合點

深度融合是指將信息技術有機地融合在各學科教學過程中，使信息技術與學科課程結構、課程內容、課程資源以及課程實施等融為一體。學生在信息技術課堂中不僅要收獲知識與技能，還要鍛煉分析問題、抽象界定問題、解決問題的能力，從而達到提升計算思維、增強信息意識的目的。作為信息技術教師，需要跨學科學習，設計課堂——留心觀察，用心設計，物理、數學、生物甚至音樂等學科中的經典問題都可以在信息技術課堂中重現和提升。除此之外，還可利用Python的庫函數研究數學中的函數圖像，信息技術的可視化工具或平臺呈現生物實驗的各組數據，利用Python畫圖工具結合遞歸算法重現美術設計中的分形圖等。

2.項目式教學的突破口

《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》中提出，課程倡導基于項目的學習方式，將知識構建、技能培養與思維發展融入到運用數字化工具解決問題和完成任務的過程中。在新課程的學習中，很多教師都苦于找不到恰當的“項目”，或者學生對學習之外的事物了解不多，再或者信息技術課時不足，沒辦法開展深入的研究和學習等。其實，將學科進行融合能為這些問題的解決提供一個突破口。在傳統的教學模式中，各個學科是獨立的，而項目式教學提出的項目是一個個綜合的問題，需要跨學科、跨領域，集合多個學科的知識來完成，這種理念與學科融合是相通的。所以，進行教學設計時，教師可以從學生最熟悉的基礎學科出發，以某個公式、定理、實驗等作為項目進行研究，進行學科融合。這樣既完成了教學任務，同時也幫助學生加深了對這些概念的理解，更重要的是發展了學生的計算思維，培養了他們知識架構、關聯應用的能力。

3.聚焦深度學習，達成核心素養

“深度學習”是教育界近年來談論的熱詞，所謂深度學習，即在教師引領下，學生圍繞具有挑戰性的主題進行學習，全身心積極參與、體驗成功、獲得發展的有意義的學習過程。在上面的課例中，通過自由落體運動點燃學生學習的熱情，通過程序代碼接通了物理與信息技術的“電路”，項目中設置的各個探究問題，銜接自然，學生是有能力去完成的，因此學生在學習的過程中，是主體，是主動的。這樣的信息技術課堂，學生完成了現實世界問題到學科問題的抽象，完成了學科間知識體系的建構，在自主探究中把握定理的本質和研究方法，進而將這種抽象概括的研究方法回歸到現實生活中，形成積極的內在學習動機，實現核心素養的達成。

隨著各種新技術的蓬勃發展與應用，信息技術與各學科的深度融合是教育教學的大勢所趨，融合發展的領域應當從外圍走向內圍，應當從表象走向本質，只有這樣，才能真正實現學科深度融合。

參考文獻：

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