學(xué)科融合視角下的小學(xué)信息科技教學(xué)實(shí)踐路徑

龐靜怡

摘要：學(xué)科融合以一種整合創(chuàng)新型的教學(xué)模式幫助學(xué)生建構(gòu)知識(shí)的聯(lián)結(jié)關(guān)系，促進(jìn)學(xué)科思維的整合從而達(dá)成實(shí)際的應(yīng)用。作者分析了信息科技與數(shù)學(xué)學(xué)科融合的方向與角度，并以具體教學(xué)展示了學(xué)科融合的實(shí)踐路徑。

關(guān)鍵詞：學(xué)科融合；小學(xué)信息科技；教學(xué)實(shí)踐路徑

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2023）08-0059-03

學(xué)科融合教學(xué)是如今重要的教育趨勢(shì)之一，《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》要求教師應(yīng)當(dāng)依據(jù)核心素養(yǎng)，挖掘?qū)W科育人價(jià)值，融入跨學(xué)科主題開展教學(xué)，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科教師和學(xué)生共同設(shè)計(jì)與創(chuàng)造。《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》也明確指出要注重信息技術(shù)與數(shù)學(xué)的融合，在技術(shù)層面，教師可以利用數(shù)學(xué)專用軟件等數(shù)學(xué)工具開展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，將抽象的數(shù)學(xué)知識(shí)直觀化，促進(jìn)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)概念的理解和數(shù)學(xué)知識(shí)的建構(gòu)。

目前，蘇科版五年級(jí)信息科技教材中的很多內(nèi)容都需要數(shù)學(xué)知識(shí)作為輔助，如在學(xué)習(xí)《青蛙過河》《畫正多邊形》《花朵繽紛》等課時(shí)，學(xué)生需要具備坐標(biāo)、角度和邊數(shù)的數(shù)量關(guān)系、隨機(jī)數(shù)、方向以及變量等數(shù)學(xué)知識(shí)。因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)信息科技的過程中需要具備數(shù)學(xué)的眼光、思維能力、語言表達(dá)能力。

信息科技與數(shù)學(xué)學(xué)科融合的方向與角度

1.知識(shí)關(guān)系的聯(lián)結(jié)

學(xué)科知識(shí)來源于生活又服務(wù)于生活，而學(xué)科之間的知識(shí)相互聯(lián)結(jié)，密不可分，信息科技與數(shù)學(xué)更是如此。例如，在學(xué)習(xí)《初識(shí)圖形化編程》一課時(shí)，學(xué)生要了解舞臺(tái)范圍為480*360個(gè)單位長度，在學(xué)習(xí)《火柴人跳舞》一課時(shí)需要理解中心點(diǎn)和旋轉(zhuǎn)的概念，而《花朵繽紛》《小貓出題》涉及隨機(jī)數(shù)以及大量的數(shù)學(xué)運(yùn)算等。筆者將蘇科版義務(wù)教育數(shù)學(xué)教材與蘇科版五年級(jí)信息科技教材進(jìn)行了對(duì)照，信息科技教材設(shè)置的《設(shè)計(jì)筆筒》《設(shè)計(jì)花瓶》等內(nèi)容，涉及了計(jì)算圓的面積、正方形、圓柱體體積的數(shù)學(xué)內(nèi)容。

2.技術(shù)手段的支撐

信息科技學(xué)科的工具性非常突出，它可以輔助數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)。在數(shù)學(xué)教學(xué)中，通常以數(shù)字形式呈現(xiàn)如毫升、升等容積單位或者毫米、厘米、分米、米等長度單位，這些內(nèi)容比較抽象，學(xué)生理解起來較為困難，如何將抽象的數(shù)學(xué)關(guān)系借助信息科技形象地展示出來也是融合的一個(gè)角度。教師可以利用信息科技制作圖表、動(dòng)畫、思維導(dǎo)圖、幻燈片，以豐富多樣的形式將抽象的數(shù)學(xué)關(guān)系轉(zhuǎn)換為易理解、有對(duì)比的實(shí)體形象，幫助學(xué)生理解和應(yīng)用。

3.學(xué)科思維的整合

小學(xué)是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的啟蒙階段，要培養(yǎng)學(xué)生的有序思維，讓他們感知用數(shù)學(xué)的眼光看待世界、用數(shù)學(xué)的思維解決問題的便捷性。而信息科技旨在培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維并用以解決問題，兩者有一致的思維拓展方向。數(shù)學(xué)和信息科技都是要學(xué)會(huì)“1”的方法，總結(jié)出“1”的規(guī)律，然后從這一基礎(chǔ)上拓展延伸尋求解決其他問題的策略。因此，這兩個(gè)學(xué)科在尋找規(guī)律的方法上是有其共通性的。例如，五年級(jí)《小貓出題》一課，題目的形式多種多樣，如加減乘除等混合運(yùn)算或者雞兔同籠的應(yīng)用題等。在信息科技學(xué)科中，學(xué)生需要理解并靈活應(yīng)用變量來闡述數(shù)學(xué)關(guān)系并進(jìn)行編程，根據(jù)題目的變化選用不同的積木塊進(jìn)行編程，但是其思考時(shí)的邏輯關(guān)系是不會(huì)變化的，即變量的數(shù)量和關(guān)系是一定的。所以，計(jì)算思維某種程度上是數(shù)學(xué)思維的拓展與外化，兩者的融合能進(jìn)一步提高學(xué)生的思維能力。

小學(xué)信息科技與數(shù)學(xué)學(xué)科融合的實(shí)踐路徑

1.杜威實(shí)用主義教學(xué)論指導(dǎo)下的教學(xué)路徑設(shè)計(jì)

教學(xué)策略的設(shè)計(jì)可分為三個(gè)部分：課前、課內(nèi)及課后（如右圖）。課前，學(xué)生要學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)的科學(xué)方法，并將問題抽象成一個(gè)個(gè)小問題。課內(nèi)，教師利用信息科技和數(shù)學(xué)等學(xué)科的工具性，結(jié)合合適的教學(xué)方法，與學(xué)生共同解決問題，培養(yǎng)學(xué)生在問題解決過程中的思維能力，并總結(jié)出解決問題的普遍方法。課后，學(xué)生利用這些普遍的方法針對(duì)性地解決現(xiàn)實(shí)中多樣的問題達(dá)成計(jì)算思維的應(yīng)用。整個(gè)課堂內(nèi)外的學(xué)習(xí)并不是無限循環(huán)的過程，而是螺旋上升的。

學(xué)科融合的教學(xué)策略和計(jì)算思維培養(yǎng)的路徑是一致的。如果把計(jì)算思維比作一棵參天大樹，那么前計(jì)算思維階段就是一顆種子，它要經(jīng)歷準(zhǔn)備、形成、發(fā)展三個(gè)階段。例如，《設(shè)計(jì)筆筒》一課，筆者將計(jì)算思維培養(yǎng)的四個(gè)階段和學(xué)科融合的教學(xué)策略結(jié)合起來研究。在前計(jì)算思維階段，學(xué)生需要在生活中去觀察、感知筆筒的外形特點(diǎn)、體積大小等，在這一階段教師可以下發(fā)課前任務(wù)單，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)筆筒，使其對(duì)筆筒有自我認(rèn)知的一個(gè)具體概念；在計(jì)算思維準(zhǔn)備階段，學(xué)生需要將課前導(dǎo)學(xué)單上填寫的內(nèi)容轉(zhuǎn)化成抽象的概念，可以用繪畫、數(shù)據(jù)、概念圖等方法；在計(jì)算思維形成階段，學(xué)生要結(jié)合課前準(zhǔn)備圍繞“設(shè)計(jì)一個(gè)什么形狀的”“容納多少文具”“如何設(shè)計(jì)”等問題做好實(shí)踐規(guī)劃，并將數(shù)學(xué)和信息科技有效結(jié)合，如將“容納多少文具”轉(zhuǎn)換為容積的估算，考慮并學(xué)會(huì)使用3D打印的軟硬件工具；計(jì)算思維發(fā)展階段也是學(xué)生創(chuàng)造力發(fā)展的階段，這種發(fā)展體現(xiàn)在學(xué)生能否將設(shè)計(jì)筆筒抽象為一個(gè)問題，再把問題分解為多種其他的設(shè)計(jì)，如設(shè)計(jì)花瓶、水桶、杯子等，并在此過程中延伸到技術(shù)操作、學(xué)科知識(shí)等更為廣泛的情境領(lǐng)域。

2.新課改背景下學(xué)科融合教學(xué)實(shí)踐路徑探析

基于對(duì)信息科技教材和數(shù)學(xué)教材的解讀，筆者結(jié)合計(jì)算思維培養(yǎng)的三個(gè)階段，在杜威實(shí)用主義教學(xué)論指導(dǎo)下進(jìn)行課堂實(shí)踐，設(shè)計(jì)并優(yōu)化了小學(xué)信息科技與數(shù)學(xué)學(xué)科知識(shí)融合的實(shí)踐策略。例如，《設(shè)計(jì)筆筒》一課，在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，使用任務(wù)和問題驅(qū)動(dòng)的方法，先展示多個(gè)長方體、圓柱體的筆筒，讓學(xué)生猜一猜每個(gè)筆筒預(yù)計(jì)能放多少支筆，然后告知每一個(gè)筆筒大約能放幾支筆并提出問題：你想設(shè)計(jì)一個(gè)多大的筆筒？同時(shí)，給出一個(gè)體積為500毫升的筆筒并提出問題：怎樣設(shè)計(jì)可以讓筆筒的體積在500毫升左右？

杜威實(shí)用主義教學(xué)論注重經(jīng)驗(yàn)而割裂了課本知識(shí)，但經(jīng)驗(yàn)只是部分知識(shí)積累的過程，不能代替一切專業(yè)性學(xué)科知識(shí)。所以在教學(xué)過程中，學(xué)生可以選擇利用已有的數(shù)學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)自己可以計(jì)算體積的筆筒，并將其底面面積、高以及計(jì)算結(jié)果記錄下來然后再根據(jù)數(shù)據(jù)繪制3D圖紙。在學(xué)生設(shè)計(jì)完成后，教師選取兩個(gè)體積一樣但是形狀不一樣的筆筒進(jìn)行設(shè)計(jì)并打印實(shí)物，現(xiàn)場(chǎng)展示兩個(gè)筆筒以及使用結(jié)果。學(xué)生通過現(xiàn)場(chǎng)使用會(huì)發(fā)現(xiàn)相同容積的筆筒可以放進(jìn)不同數(shù)量的筆，從而發(fā)現(xiàn)筆的放置多少其實(shí)還與筆筒口的大小、筆擺放的角度、筆的粗細(xì)等有關(guān)，這也涉及學(xué)生對(duì)變量的理解。在展示的過程中，教師還可以通過動(dòng)畫演示在筆筒內(nèi)裝液體等形式提出容積的概念，因?yàn)槿绻麑⒐P筒內(nèi)壁的厚薄這一變量考慮在內(nèi)，同樣體積的筆筒容積是不一樣的。

在拓展提高環(huán)節(jié)，學(xué)生先將放置筆的數(shù)量列入考慮因素再進(jìn)行形狀的設(shè)計(jì)，如果有的學(xué)生尚未學(xué)會(huì)計(jì)算的圖形也可以進(jìn)行估算與比較。學(xué)生還會(huì)從筆筒衍生出更多器皿的設(shè)計(jì)，如花瓶、水杯、水桶等。實(shí)用主義教育之所以有其可取之處，是因?yàn)榭梢砸虻刂埔说貙?duì)其進(jìn)行本土化的改良應(yīng)用，如有的地區(qū)有相應(yīng)的制作工藝的文化，那么在拓展提高環(huán)節(jié)可以創(chuàng)設(shè)更豐富的設(shè)計(jì)制作空間。

3.反饋于學(xué)生的教學(xué)路徑的優(yōu)化

通過課堂實(shí)踐以及學(xué)生自評(píng)反饋，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生在《設(shè)計(jì)筆筒》學(xué)習(xí)過程中的計(jì)算容積這一環(huán)節(jié)存在困難，很多學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不扎實(shí)，會(huì)出現(xiàn)忘記公式、計(jì)算錯(cuò)誤等問題。針對(duì)這一點(diǎn)，可以設(shè)計(jì)導(dǎo)學(xué)卡并標(biāo)識(shí)公式提醒學(xué)生。對(duì)于容積的概念，由于受筆的體積、擺放位置、筆筒口大小等變量的影響，學(xué)生以筆筒這一形象去感知可能無法得到準(zhǔn)確的體會(huì)。對(duì)此教師可以發(fā)揮信息科技的優(yōu)勢(shì)，制作3D打印過程的疊加效果動(dòng)畫展示給學(xué)生或者以微課、動(dòng)畫等形式讓學(xué)生感知液體水從1毫升累計(jì)到500毫升的過程，再和5升水進(jìn)行直觀比較。這樣，學(xué)生對(duì)毫升和升的計(jì)量單位能有更清晰的認(rèn)知，也提升了聯(lián)想能力。

結(jié)語

筆者通過小學(xué)信息科技和小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)科的融合教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的學(xué)習(xí)生活情境，能更好地發(fā)揮學(xué)生的主體作用，有效引導(dǎo)學(xué)生從真實(shí)情境中主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。信息科技和數(shù)學(xué)不再圍繞知識(shí)點(diǎn)教學(xué)，而是建立與現(xiàn)實(shí)世界的關(guān)系，向?qū)W科育人轉(zhuǎn)變，圍繞信息科技基本概念形成分析問題的基本邏輯與觀念。

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