基于數字化設備的跨學科教育應用

顧軍 江蘇省無錫市教育信息化和裝備管理服務中心

顧菡文 江蘇省無錫市春城實驗小學

隨著社會的發展和科技的進步，以數字技術為基礎的智能革命引發了工業革命4.0，從而促進了人類社會生活的全面數字化，應此運而生的數字化設備已經成為人們學習和工作的重要工具。在教育領域，智能教育裝備產品也正在融入教育教學鏈條的各個環節，如精準記錄教師板書的智能互聯黑板、對學生各項數據進行動態監測的陽光體育系統、匯集各路名師的優質線上直播云平臺等，它們不僅可以提高教學效率，還可以促進學生綜合素質的發展。

跨學科教育作為當前教育發展的一個重要方向，不僅能彌補分科教學的不足，還是培養創新人才的重要舉措之一。它能夠在基于本學科立場的前提下，跨越學科界限，統籌關聯學科，融合多種學科知識和技能，培養學生的跨學科思維和解決問題的能力。

●數字化設備與跨學科教育

1.數字化設備的概念與應用

數字化設備是指在教育中廣泛使用的各種數字化工具和設備，可將其分為以下幾類：通用教育設備（各級各類教育所需教學儀器設備、實驗室設備等）、校園后勤設備（電子白板、紅外線報警器、近視防控產品等）、校園安全設備（校園安保和智能監控、人臉識別系統、校園信息管理平臺等）、教育新基建設備（計算機、5G+教學、人工智能設備、AR/VR沉浸式教學、虛擬學校等）、科創教育設備（創客教育課程、3D打印等）。

數字化設備已經成為教育中不可或缺的重要工具，可以用于課堂教學、作業布置、學習評估、資源共享等多個方面。數字化設備的應用可以促進跨學科教育的發展，幫助學生學習和應用多學科知識和技能，培養跨學科思維和解決問題的能力。

2.數字化設備促進跨學科教育路徑

①提供多樣化的學習方式。數字化設備可以提供多樣化的學習方式，如在線學習、游戲化學習、虛擬實驗等，這些方式可以幫助學生更好地學習和理解多學科知識。通過數字化設備，學生可以在更加自由和舒適的環境中學習，同時可以根據自己的興趣和需求選擇學習方式，從而更好地促進跨學科學習。無論是日常上課感到枯燥乏味，還是未經實踐的知識很難理解透徹，又或是因不可抗力沒有參加某次課程，學生都可以選擇自身適合的學習方式進行線上學習，滿足了學習時間的靈活性和可支配性、學習空間的多元性與舒適性，同時在無形中減輕了對學習的消極心態。

②提供跨學科資源共享。數字化設備可以幫助師生共享跨學科資源，如課程資料、視頻、圖片等。例如，國家智慧教育云平臺的板塊劃分清晰翔實，內容覆蓋德智體美勞，具有精品化、體系化等特點，便于學生尋找跨學科的優質資源。而教師可以在智慧中小學APP教師空間，分析平臺教學案例的優勢和不足，優化教學設計，同時，可以利用平臺提供的虛擬場館設計學習活動，突破傳統場館時間和空間的限制，讓師生足不出戶即可實現拓展教學時空，將有限的課堂突破為浩瀚的知識之海。

③提供跨學科解決問題的機會。數字化設備可以提供跨學科解決問題的機會，如設計、編程、科學實驗等。這些活動可以幫助學生跨越學科界限，應用多學科知識和技能，解決實際問題。同時，數字化設備還可以提供實時反饋和指導，幫助學生更好地應用多學科知識和技能。例如，在編程的過程中，將代碼中的小數點移動位置，屏幕上的物體大小就會發生變化。因此，教師可以將數學抽象的概念編成信息圖形，加深學生對數學概念的理解。

●數字化設備在跨學科教育中應用實例分析

為了更具體地說明數字化設備在跨學科教育中的應用，筆者以“兔年板繪”單元為例展開探討。在教學中，師生運用電子平板或智能手機創作數字化藝術作品，打破了學科界限，推動美術與多學科融合，提升了學生綜合素養。

1.跨學科資源共享下的單元化課程脈絡

（1）單元化設計，促進多樣文化吸收

本單元前四課分別為：第一課，開啟嶄新的2023—設計郵票；第二課，祝你“兔”飛猛進—成語書簽；第三課，兔字兔紋有乾坤—字與印章；第四課，卯兔抱福迎新年—春聯之韻。這四課從郵票與版面設計、成語與諧音、字與紋樣的演變、書法及春聯這幾個相互串聯又各不相同的角度展開教學，詩書畫印俱全，每節課都做到一課一吸收、一課一作品。

（2）接觸新媒介，運用數字化設備繪畫

新課標提出“用傳統與現代的工具、材料和媒介”的要求，因此課程中教師對學生進行了數字化設備技術輔導，幫助學生學習軟件的基礎操作。同時，在線上觀看微課時采用數字軟件作示范，線下則根據環境選擇傳統工具示范，使學生可以觀察到不同工具、不同媒介帶來的繪畫效果變化，幫助學生在夯實繪畫基本學習任務的同時開拓眼界，了解當下流行的繪畫方式，產生繪畫動力，并學習數字化設備是怎樣高效地完成繪畫任務的。第一課的漸變效果、第二課的書簽形狀、第三課印章的陰刻陽刻轉換、第四課的字體顏色轉換等，均體現出數字軟件繪畫的獨特性。

（3）跨學科教學，挖掘傳統美術背后的哲思

課程采用“握手式”教學方法，與語文、思政、信息學科有機互融。本單元從一個“兔”字的演變過程開始建立以金石為審美坐標的書法體系，讓學生對甲骨文、金文、篆書、隸書、楷書有基本了解，能夠從“畫字”提升到“寫字”。在第四課中，不僅通過欣賞春聯鞏固學習字體字形，還拓展了平仄的概念，讓學生知道如何區分春聯的上下聯。在此過程中，化安靜的美術課堂為有聲，化枯燥記憶的文學知識點為行動，促使學生在做中學。另外，在課堂中多引入古今優秀作品對比，鼓勵學生參與討論，分析其形式、題材等。最終得出結論：雖然古今美術作品的媒介不同、表達方式各異，且跨越巨大的時間空間維度，但其本質卻都寓于傳統文化中，可見我國古人是多么地富有智慧。以此加深學生對“中華傳統美術源遠流長，具有強大的生命力和凝聚力”的理解，增強文化自信，同時引發學生對傳統文化現代化創新的思考。

（4）健全心理，用藝術手段調節心靈

在第一課中，在學生獨自設計一款郵票后，教師拓展：“有了郵票，我們就可以寄信給自己的親人、朋友，老師或同學。我們還可以給未來的自己寫一封信，說說你對生活的期待或煩惱。等未來再看，你是不是解決了當時的小問題？”生于信息時代的學生很少有會寫信的，本課引導學生用作品承載心情，用不常見的媒介克服緊張，大膽向別人說出心里的話，或向自己許下一份期待，不斷成長，獲得持續等待的幸福。

2.信息技術助力課堂高效實施

由于信息素養和專業素質等內在要求和其他外部因素，教師在課堂中要充分利用信息化手段，在制作線上微課時采取“素材分類整理—課程高效錄制—后期整體把控”的行動路徑。在導入環節，教師可以通過國家智慧云平臺及互聯網數字化資源縱覽大量傳統文化作品等制作課件，自主學習視頻制作技術，精心剪輯課件視頻，使內容更契合課本要求（如“卯兔抱福迎新年”一課中的繪本故事）。在示范環節中，要嚴格控制時長，全程后期配音，耐心講解重點內容，重復性操作的部分要控制倍速，以確保學生的專注力。最后，對整體微課的音軌音量、場景切換方式、講授語速等做出細致調整，并配以字幕便于學生理解。

3.融合思政引導新時代正能量三觀

在課程整體規劃上，教師要引導學生在感知美、體驗美的過程中產生文化自信。例如，第四課時，在欣賞繪本環節，除了引發學生對過年傳統習俗的探究，并動手體驗寫春聯，追溯記憶中的年味之外，還可以利用文化素養拓展，把對美術能力的培養，升華為對理想信念、人生觀、價值觀的塑造。例如，第二課通過“龜兔賽跑”的寓言故事，讓學生自主感悟“驕傲使人落后，謙虛使人進步”。

4.指向藝術學科核心素養的開放式單元作業設計

在藝術課程氛圍與智能技術的雙重支持下，教師可以根據學生的學情和個性化學習需求，結合優質教學資源實現分層布置作業、個性化作業分配。筆者在研究國家智慧教育平臺內教師研修欄目中作業命題板塊下的優質資源后，設置了以“想象、創造”為核心的作業目標，力求作業內容科學，符合學生認知，作業結構合理，以課時遞進，體現其銜接性與關聯性。不以量化定義作品的好與壞，以開放的、浪漫的、具有游戲精神的方式實施評價和管理，促使學生在做中激發天性，在玩中收獲成長。

這四課的內容有抽象、有具象，有設計類、有文化類，學生對兔子這一動物的繪制方法在第一節課就能熟知，后三節課的作業以傳統文化的創新為主。雖有主題卻不框定具體內容，因此作業蘊含了學生的審美、情感、個性、價值觀等諸多元素，可以充分反映教學的效果，是提升課程意義的重要內容。

另外，在基本繪畫技能方面，對學生提出構圖、線條和色彩的要求；在創作方式方面，引導學生開闊思維、挖掘潛能，促進學生創造力的培養；在核心素養培養方面，引導學生認識到“身為新一代中華兒女，應當善于繼承，善于創新”。

●結語

跨學科教學設計的過程即教師反思、研究、成長的過程。一線教師應當不斷積累提升數字化設備的使用水平，立足自身常態課堂，邊行動，邊研究，邊總結，邊反思，跟上數字化教學的步伐，從關愛學生心理開始，以美育人，以美培元。