信息技術促進跨學科主題教學：以趣譜（TRIP）為例

高 燕

（上海市靜安區教育學院附屬學校 上海 200040）

一、 前言

當前社會處于大變革、大發展時期，這樣的時代背景要求學生擁有解決復雜問題的能力，而復雜問題的解決往往需要學生調動多學科知識參與。2022年4月教育部頒布的《義務教育課程方案和課程標準（2022年版）》明確提出，要“設立跨學科主題學習活動，加強學科間相互關聯，帶動課程綜合化實施，強化實踐要求”。所謂跨學科主題教學，是基于跨學科意識，運用兩種或兩種以上的學科觀念以及跨學科觀念，解決真實問題的教學取向。它既是一種以跨學科意識為核心的課程觀，又是一種融綜合性與探究性為一體的深度學習方式，還是一種以綜合主題為基本呈現方式的特殊課程形態。[1]然而，在教育實踐中，跨學科主題教學面臨教學內容上的“知識拼盤”、學習組織中合作小組的“同質交往”、教學過程中學生自主探究的“引導缺位”、教學評價上的“唯結果論”等難題。[2]當前，信息技術的發展及應用為解決上述問題、有效落實跨學科主題教學提供了可能。那么，信息技術何以賦能跨學科主題教學？以何賦能跨學科主題教學？上海市靜安區教育學院附屬學校經過多年經驗積累，探索出一條信息技術賦能增效跨學科主題教學之路，取得了較好的教學效果。

二、 信息技術促進跨學科主題教學

跨學科主題教學的真正實現，要求教學內容綜合融通、學生探究自覺主動、學習評價個性精準。然而，以往的分科教學導致大多數教師專科專能，長期的講授式教學造成學生缺乏能動性，以紙筆測試為主導的評價難以關照每位學生的成長過程，這嚴重制約了跨學科主題教學的深入推進和有效實施。互聯網、大數據、人工智能等信息技術的迅速發展及其在教育領域的廣泛應用為破解上述困境提供了有力工具。2010年，美國《國家教育技術規劃2010》（National Educational Technology Plan 2010，簡稱NETP 2010）中首次提出“技術賦能學習”這一觀點。[3]2016年，NETP再次強調為未來學習而準備，重塑技術在教育中的角色，要能夠提供滿足學習者個性化需求的學習服務和體驗。[4]具體而言，針對教師專科專能所帶來的知識局限，知識圖譜等人工智能技術可以將跨學科問題中的學科知識進行有效的結構化組織，幫助構建主題知識網絡，從而促進學生對知識的深度理解與應用。虛擬現實等技術通過數字化的形式再現真實世界的場景，從而改進教學過程，助力教師進行情境引入，促進學生體驗式學習。虛擬現實等技術可以激發學生的學習興趣，提高學生的課堂參與積極性，使學生實現深度學習。傳感、通信、計算機等互聯網技術不僅能助力師生、生生互聯互通，還能實現匿名化信息發布，根據類似觀點或相同興趣進行分組等，由此喚醒學生的“主人翁意識”，實現以學生為中心的學習。對于教學評價問題，大數據技術可以對學生線上操作中的生成性信息進行記錄留存，從而實現對學生學習全過程的記錄，促進過程性評價有效展開。

綜上所述，信息技術賦能跨學科主題教學的核心要義是將知識圖譜、虛擬現實、互聯網、大數據等信息技術系統化、虛擬化、去中心和全記錄的優勢融入跨學科主題教學過程，增強場景感、體驗感，促進學生自主建構知識，實現對學生的循證評價，從而促進學生高階思維和關鍵能力的提升。信息技術賦能跨學科主題教學關系見圖1。

圖1 信息技術賦能跨學科主題教學關系

三、 以趣譜（TRIP）教學為例

（一） 趣譜教學的內涵

趣譜教學是指以主題引領，在教師的幫助下，讓學生進行跨學科、主題、實踐、探究學習的教學。其突出特征是整合：一是課程內容整合，即將信息科技、勞動技術、社會、科學、自然等課程的內容重構，建立不同學科的關聯，幫助學生綜合利用多學科知識，完成主題任務，提升問題解決能力；二是學習方式整合，即以主題、探究、跨學科、實踐等多種方式開展教學** 四種學習方式——主題（Theme）、探究（Research）、跨學科（Interdisciplinary）、實踐（Practice）的英文名稱首字母的大寫即為趣譜（TRIP）名稱的由來。，注重激發學生的天性、潛能和創造力；三是教學評價整合，構建包括知識體系、實踐成果、關鍵能力三個維度的評價體系，采用過程性評價與終結性評價相結合、綜合評價與增值評價貫穿始終的評價方式，形成學生個性化評價報告，指導學生的個性化發展。

（二） 趣譜教學模型構建

跨學科主題教學的目標是發展學生核心素養，其核心是學生運用多種學科的理念、知識與方法解決問題，形成解釋或者創造產品[5]。目前，研究者對于如何開展跨學科主題教學進行了大量的探索。例如，美國巴克教育學院創造了一個適用于項目學習（Project-Based Learning，簡稱PBL）的“黃金標準”，該標準包括一個核心（即學生的學習目標）和七個要素（即挑戰性的問題驅動，持續探索，真實性，學生的聲音和選擇，重視反思，評價、批判與修正，公開的產品展示）。[6]趙呈領等建構了一個整合創客和STEM的跨學科教學模型，即“創設情境—學生生成性項目—教師講演—制定評價標準—確定創作項目—設計項目方案—實施項目方案—項目成果展示—項目成果評價”。[7]鄭長龍提出了化學課堂主題教學的 CASES-T模型，即內容（Content）、活動（Activity）、情境（Situation）、評價（Evaluation）、策略（Strategy）、目標（Target）。[8]在實踐中，各學科的中小學教師探索出包括主題選擇、內容組織、目標制定、情境創設、活動規劃、評價設計等在內的跨學科主題教學實踐模型。[9-11]通過對已有理論和實踐的梳理可以發現，跨學科主題教學設計往往以項目、主題為載體，以問題解決為線索，落腳點在于學生全面發展。在此基礎上，本校構建了校本跨學科主題教學模型，包括主題與情境、組織與實施、評價與反思三個階段，涉及主題驅動、問題導學、組織選擇、項目實施、分享展示、綜合評價、學習反思七個環節（見圖2）。

圖2 校本跨學科主題教學模型

主題與情境階段包含主題驅動與問題導學兩個環節。在這一階段，教師通過發布跨學科主題，為學生學習創設生活化情境，用問題引導學生對主題內容進行自主探索。組織與實施階段包含組織選擇、項目實施、分享展示三個環節。學生通過對主題進行細分與興趣選擇，完成學習小組的建設，而后進行主題的合作探究與創意制作，最后以小組為單位進行展示與交流。評價與反思階段包括綜合評價、學習反思兩個環節。跨學科主題教學以表現性評價和過程性評價為主，并在教學完成后通過學生的學習反思，促進學生對跨學科學習的深度理解以及在這方面的能力發展。

（三） 信息技術促進趣譜教學過程

為保障趣譜教學有效實施，基于信息技術的上述優勢，本校開發了集教、學、評于一體的信息化教學系統（AIclass），該系統全程參與趣譜教學的課前設計、課中實施和課后評價，支持跨學科主題教學的每一個階段。在跨學科主題教學準備中，AIclass輔助教師擬定一個大方向或大主題讓學生自主探索，教師能夠在系統中便捷選擇知識范圍、規劃教學實施、創建教學活動。AIclass支持教學實施過程，內有多種討論工具和教學工具，可以支持教師與學生開展線上互動。在教學實施階段，學生在AIclass中進行討論和交流，開展各類小組活動（如團隊組建、題目選取、任務分工、合作探究），制定研究計劃，收集加工資料，完善活動日志，撰寫研究報告，匯報創意成果。AIclass會自動收集學生主題學習過程性資源、數據和成果，充分記錄每個主題的探究性學習過程，助力教師從知識體系、實踐成果、關鍵能力等不同維度對學生進行評價，關注每一位學生的個性成長。在跨學科主題教學的每一個環節，AIclass的具體作用如下（見圖3）。

圖3 信息技術促進趣譜教學

1. 主題驅動：知識整合賦能跨學科結構化，提升學生的問題創生能力

在教學開始前，多學科教師協同研討，將原本分散在各學科之中的相關內容或因素重新聯結起來，擬定跨學科學習范圍[12]，而后基于信息化教學平臺建立跨學科主題知識圖譜。知識網絡的構建，打破了學科分立壁壘，便于學生串聯不同學科的內隱邏輯。

教師在具體的跨學科主題中設置教學環節，并根據所設計教學活動的需要，選擇平臺提供的活動類型創建活動任務；學生通過數字平板電腦接收教師發布的主題任務，進行主題分析，結合自身的經驗和興趣提出個性化的探究題目。這個過程本質上就是在培養學生提出問題的能力。例如，當教師公布“智能家居”這一主題后，學生即可結合日常生活發現身邊存在的家居問題（如“下雨了，陽臺衣服沒人收怎么辦”“臥室潮濕昏暗怎么辦”“家里電器忘記關了怎么辦”），進而提出“智能家居有哪些功能”“我能否利用軟件自主設計一款智能家居產品”等問題。

2. 問題導學：開源資料庫助力學生預學習，提升學生的資料搜集能力

在問題導學環節，由于跨學科主題涉及知識廣泛，教師應根據實際教學需要，組織學習資源，并設計多種活動（平臺支持“思維導圖”“資源”“微視頻”“討論”“作品”等十余種教學活動）以幫助學生開展探索，形成導學包，引導學生開展預學習。

學生學習期間，不僅可以利用導學包中的資源進行學習，還可以在網絡上自主檢索完成任務所需的作品設計、制作方法等知識，在此過程中提升資料搜集能力。以“智能家居”為例，學生若想制作家居產品，則需要提前了解室內設計的概念、風格、內容，對室內設計形成初步認識；了解家居設計、制作需要考慮的因素，掌握家居設計、制作的方法等。

3. 組織選擇：匿名自組織加強學生中心度，提升學生的自主負責能力

課堂上，教師向學生推送跨學科主題任務和學習支架后，學生需要以小組的形式進行合作學習，共同對主題任務、疑難問題展開探索。信息化教學平臺通過思維導圖、跟帖投票、線上研討三種形式助力學生分組。思維導圖促使學生自主細分問題，持有相似細分觀點的學生自動成組；跟帖投票幫助學生將項目創意匿名發送至公共屏幕，學生從興趣出發進行投票，興趣相同的學生成為一組；線上研討引導學生在公共組中匿名研討，持相似觀點的學生成為一組。借助信息化教學平臺的學習分組過程實現了學生的志趣參與，激發了學生的表現欲，讓學生自主表達、靈活選擇，提升了學生的自主負責能力。

4. 項目實施：信息化工具提升學生參與感，提升學生的專注創新能力

在教學實施環節，教師通過信息化教學平臺將跨學科主題任務進行可視化呈現；利用“畫筆”“計時器”等信息化工具提升學生課堂參與的積極性；在平臺上動態、即時地跟蹤各組任務完成進度，把控課堂節奏；對學生知識與能力建構過程中遇到的問題給予必要的幫助和解答，有力調動了學生探究的積極性。學生可以在信息化教學平臺上進行語音、文字的討論和交流，開展題目選取、任務分工等小組活動。信息化手段的使用，不僅幫助教師科學引導，還增添了學習的樂趣，提升了學生學習的積極性和專注度，助推有意義學習的發生。

5. 分享展示：多媒體展示豐富學生獲得感，提升學生的溝通表達能力

在分享展示環節，展示內容往往有理有據。這是因為在跨學科主題活動開展過程中，學生的學習過程資料會通過信息化教學平臺自動匯入個人學習空間，作品自動收入作品庫（包括Word、PPT、圖片、視頻等）。在展示形式上，學生可以運用信息技術支持的多媒體手段進行主題成果展示，具體包括制作演示PPT、電腦小報、短視頻、宣傳海報等。這大大豐富了學生的獲得感，并在展示過程中提升了學生的溝通表達能力。以“智能家居”為例，各小組輪流上臺推介自己的室內設計圖、家居模型，借助多種手段，如產品說明書、演示文稿、視頻、小品等，全方位介紹產品的創意。

6. 綜合評價：過程性數據循證學生發展度，提升學生的觀察判斷能力

在綜合評價環節，教師利用平臺可以在課堂上對學生進行即時評價，并通過詳細記錄學習過程形成的學生個性化“學歷包”，對學生的參與情況進行循證的過程性評價，較為精確地判斷學生的增值發展。此外，學生也參與自評與互評。這一過程讓學生積極觀察并做出判斷，不僅能提高其觀察判斷能力，也有助于其建立開放、坦誠、共進的關系。

7. 學習反思：階段性反思提高學生遷移性，提升學生的反思遷移能力

在學習反思環節，學生可以通過平臺查看自己的跨學科主題學習報告。根據這份學習報告，教師和學生可以清晰地了解各階段學習后的學科知識、實踐活動、創新作品、所得評價等情況。學生根據自我體驗與報告評估撰寫學習反思，學習反思可以促進學生對跨學科學習的再思考與對所學知識的近遷移，提升學生的反思遷移能力。學生的學習反思也可以幫助教師完善和調整后續教學，為教師改進跨學科主題教學提供依據。

四、 啟發與建議

（一） 教學內容：通過知識圖譜技術支持跨學科知識網絡構建，促進學科間知識結構化

實踐表明，利用知識圖譜技術構建知識網絡，對不同學科的知識進行結構化整合，可以避免“在實施跨學科主題教學時，只是將若干學科的知識進行‘硬性拼盤’，難以實現知識真正整合”的問題。基于知識網絡，跨學科教師共同體前期可以在信息化教學平臺上對主題所涉及的知識點進行選取，系統建構跨學科知識圖譜，幫助各學科教師實現統一理解。同時，將各學科知識點傳入信息化教學系統，利用系統化的知識庫打破學科壁壘，在主題選取時可以方便準確地構建對應的知識結構，以免在學科整合過程中出現知識點遺漏或過度重復的情況。

當前的主題多是由跨學科教師共同體集體思考確定的。信息技術在基于跨學科知識網絡的主題選取方面仍有很大的進步空間——主題如何從教師擬定走向系統自擬或學生自擬，即當各學科教師將學科知識點錄入系統后，信息化教學系統可以根據知識點的相關性進行主題自擬；讓學生根據志趣創生跨學科主題，允許不同學習小組基于個性化的主題知識網絡進行自主探究、異步探究，有待于進一步實踐研究。

（二） 教學組織：通過線上線下融合促進學生自組織探究，實現志同道合的小組合作

在一般的合作性學習中，學生的線下自主分組選擇往往并非基于理性，更多受到教師引導、人際情感、學習條件等因素的影響。信息技術通過去教師中心化，實現學生以志趣為分組取向的自組織探究。通過引入信息化教學系統，使用思維導圖、跟帖投票、線上研討三種匿名分組形式，避免了由教師指定合作小組或者學生互相選擇學習伙伴時可能出現的不以相似的主題興趣、觀點為依據，而以人際關系、學習程度等為合作標準，即“同質交往”的情況，實現真正的志趣分組。志趣取向的小組合作保證了學生對于跨學科學習主題選擇的興趣純粹性與好奇心，最大限度地激發了學生探究真實問題的內驅力，也有利于小組中每位學生全面參與探究。

當然，小組合作環節也存在需要改進的地方——將組內分工提前至匿名分組階段。匿名環境隱藏了不同學生的外在特征、性格特點等，為學生營造了“無領導”的安全狀態。將組內分工提前至匿名分組階段，這樣的環境既鼓勵了平時不積極主動的學生，也避免了后續可能出現的組內責任不明引發學生紛爭的情況，使每位學生都可以真實參與跨學科主題學習。

（三） 教學過程：通過信息化工具，促進學生探究過程中的學習引導與過程監控

跨學科主題教學多為項目式學習，以學習小組的自主探究為主，容易出現教師“過度放權”“引導缺位”等問題，具體表現為學生失去方向、過于自主、學習進度難以推進等。信息化工具可以輔助教師實現學生自主探究過程中的引導和監督。在教學準備階段，通過建立虛擬情境，幫助學生理解主題，生成問題。在教學過程中，通過系統中的“隨機點名”“計時器”等功能，提升學生參與度。在學生自主探究過程中，通過平臺追蹤把握學生探究進度，加強過程監控，并基于平臺記錄的學習生成性材料及時調整或指導學生探究。

未來，可探索利用人工智能技術實現學習支架的自適應反饋推送，提高學生自主探究的科學性和有效性。具體來說，教師可以預先設計不同難度、梯度的學習支架，包括引導性問題、階段性題目、專業性材料等，上傳至平臺，平臺基于探究過程中的生成性材料對學生的學習進度進行判斷，而后自行推送適合學生的學習支架，從而實現信息化教學平臺對學生跨學科主題學習的自主監控和自動引導。

（四） 教學評價：通過記錄生成性學習數據，賦能循證綜合評價

鑒于操作的便利性，傳統的跨學科主題學習往往僅根據學習小組最后的成果來評定學習的效果，這是一種“唯結果論”的表現。信息技術可以對學習過程中的生成性資料進行自動匯總，幫助教師進行過程性的循證評價，讓評價有據可依、真實可靠。具體而言，教師通過對生成性數據的分析，可以較為清楚地看到學生的知識應用情況、學習態度以及創新能力。同時，由于在跨學科主題學習中，同一小組學生的分工不同，生成的數據也不同，循證的組內評價避免了由于多人合作，教師個人難以關照到每位學生可能帶來的成果“搭便車”問題。

當前的評價仍由教師進行或學生參與自評、互評。未來可開發信息化教學系統的自動評價功能，使評價更加真實客觀。系統的自動評價需要跨學科教師團隊制定綜合評價標準與學習數據常量，系統根據收集到的過程性數據對學生的學習發展進行自動評價，從而實現過程性評價與終結性評價、質性評價與量化評價的融合。同時，信息化教學系統還需要引入增值評價功能，不僅關注學生的最終狀態，而且關注學生的動態發展，適時對學生的發展進行情感關照。

五、 結語

作為新課程改革的重要變化，跨學科主題學習活動的綜合化實施勢在必行。但如何進行科學有效的跨學科主題教學，真正提高學生的復合問題解決能力，仍需要進行持續探索。面對跨學科主題教學內容“知識拼盤”、合作小組“同質交往”、自主探究“引導缺位”、評價對象“唯結果論”的實踐問題，需要發揮信息技術的優勢，基于信息化教學平臺，保障跨學科主題教學的平穩實施和育人成效。在信息技術賦能跨學科主題教學的過程中，除了需要明確每一教學環節具體可操作的途徑，還需要重視以下三點：一是系統性，著眼于系統科學觀，合理配置教學過程中的各個技術要素，致力于教學效果整體最優化；二是適配性，技術應用不是為了應用而應用，而是要在教學實施的過程中找到適切的技術，將其深度融入教學過程；三是動態性，信息技術的應用不是一蹴而就的，要根據技術的迭代更新，以及跨學科主題學習活動的需要，進行動態更新，逐步完善相應的信息化教學平臺。展望未來，信息技術能促進跨學科主題教學更高質量發展，最終達成培育學生核心素養、滿足未來社會人才需求的目標。