小學信息技術與科學融合教學探究

【摘" 要】跨學科已成為當下課程教學的熱門話題。小學信息技術教師基于跨學科背景，融合科學課程聯合教學，將促使學生利用跨學科知識解決各種問題，加大知識理解的力度，使信息技術的“學”與“用”融為一體，全面提升學生的信息技術學科核心素養。本文基于此點，先闡述了跨學科背景下小學信息技術與科學融合教學的價值，隨即探尋了跨學科背景下小學信息技術與科學融合教學的策略，力求為小學信息技術與科學教學的深度融合及跨學科主題活動提供借鑒與啟示。

【關鍵詞】跨學科背景；小學信息技術；科學課程；融合教學

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》將“跨學科主題”定為課程具體內容，指出信息技術課程可以與語文、數學、科學、綜合實踐等課程融合。由此，教師將信息技術與科學融合教學有著必要性與必然性，將驅使學生主動探究，以跨學科思維理解信息技術課程內容，實現知、情、意、行的融合發展。因此，小學信息技術教師要根據教學內容，融合科學知識，創新教學活動，助推學生參與有意義的學習活動，實現從“知識學習”向“素養提升”的轉變，持續深化學科核心思維。

一、小學信息技術與科學融合的教學價值

（一）有利于滿足個性化教育需求

小學信息技術教師科學融合實施教學，將有效滿足個性化教育的需求，使創新教育獲得可持續發展。教師將彰顯信息技術課程的智能化、虛擬技術優勢，找到其與科學相融合的點，使學生在信息技術課程的探究中有豐富的科學知識支撐，展現自身對知識的綜合理解及創新應用，滿足個性化實操的需求，也滿足了高素質人才培養的時代要求。學生將在開放性的學習環境中構建豐富、多元的知識，能利用大數據、云計算等科學技術更好地理解科學知識，使二者相互促進，共同助力高效的課程實踐。

（二）有利于進一步深化教育改革

《義務教育科學課程標準（2022年版）》圍繞核心概念整合課程內容，強調教師要加強科學與工程實踐，讓學生參與真實的科學探究過程，培養其問題解決能力。《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》凝練了四個方面的學科核心素養，梳理整合了課程內容的六條邏輯主線，強調信息科技課程內容與其他學科以及學生真實生活的整合實踐。由此，信息技術與科學的融合將進一步深化教育改革，不僅強調學生運用多學科知識習得技能，升華素養，還強調學生在跨學科實踐中提升問題解決的能力，以自主實操的形式習得知識，彰顯學科綜合思維。因此，二者的融合將促使學生在進一步習得學科理論知識的同時，發展綜合技能，領悟學科融合的奧秘，突破學科壁壘，以“跨界”思維支撐自身創新發展，成為課程改革創新的實踐者。

（三）有利于建立新型教育生態關系

教師基于跨學科背景實施信息技術與科學的融合教學，將擺脫傳統教學模式的桎梏，強調多學科核心素養發展要求及組成要素的本質和相互關系，讓學生改變以往被動式的學習模式。因而教師將以主題式、項目式、探究式的形式實施教學，旨在引領學生融合科學知識解決信息技術課程中的真實問題，將進一步發揮學生的主觀能動性。教師成為學生實踐探究的支撐者、引領者、點撥者，立足學科概念，依托跨學科主題活動與學生生活的真實情境，通過概念群、問題鏈和系列任務活動完成跨學科教學活動的設計，能驅使學生獲得更愉悅的課程體驗，使信息技術學習從學科知識、技術工具運用轉向高階思維培養，構建解決真實問題的學習共同體。整個課程便呈現一種全新的樣態，學生與學生、教師與學生是合作者、共進者、互助者，以一種新型的教育生態關系維持，引領學生完成了多維高效的實踐探索。

二、小學信息技術與科學融合教學策略探究

（一）明確主題，設計跨學科教學目標

基于信息技術與科學課程標準要求，教師在開展跨學科教學時，應根據信息技術學科所教學內容，綜合挖掘，提取適合學科融合的科學知識、技能與育人價值，初步設計出信息技術與科學融合的教學內容，明確跨學科主題，精準設計跨學科教學目標，讓其支撐后續跨學科教學活動的實施，驅動學生完成更為科學的跨學科實操。

比如，教師在教授《光敏傳感機器人》時，課程教學的重點是讓學生編寫能使機器人看見地面黑色圖標時能自動轉向的程序。在檢測地面黑色圖標時，要用到光敏傳感器，讓機器人一邊行走一邊檢測地面，當發現黑色圖標時就自動轉向。這一內容可與“光”“電”有關的科學知識相融合，讓學生回顧光的傳播原理、傳播方向、反射現象及電路等知識，使學生能夠以豐富的“光學”“電學”科學知識為支撐，完成光敏傳感編程的設計，以實現光敏傳感功能、機器人的自動轉向。基于教材內容分析基礎，教師可以設計跨學科教學主題為“從光、電學知識到光敏傳感器的設計”。基于這一主題，跨學科教學活動指向學生從理論走向實踐，先融合光學、電學知識解析光敏傳感器的工作原理，后基于理論知識，結合信息技術課程內容，設計光敏傳感機器人，雙線并行，使學生的跨學科學習體現知行合一。基于跨學科主題設計基礎，教師也要設計教學目標，以驅動學生有目的地完成跨學科探索。對此，教師可以完成以下目標的設計：

目標一：學生能結合光學、電學知識，厘清光敏傳感器的工作原理；

目標二：學生能選擇恰當的工具、儀器，觀察光敏傳感器，科學分析光敏傳感機器人設計模式，在分析探究基礎上形成實踐操作的基本認識；

目標三：學生能編有選擇結構的程序，使機器人在遇到地面黑色圖標時自動轉向，有清晰的編程思維。

綜上所述，教師基于跨學科教學主題，循著科學及信息技術學科重點內容，設計了三個教學目標，有著明確的指向性，將驅動學生完成富有特色的跨學科實踐。

（二）項目實操，優化跨學科教學活動

跨學科教學往往與項目化實操聯系在一起。小學信息技術教師融合科學實施跨學科教學時，可以以項目化實操的形式，分解教學活動，指引學生在項目任務的探究中融合科學與信息技術學科的知識，完成綜合性探索，自主參與知識生成的整個過程，有創新思考及創意實操的表現。由此，整個教學課堂才更科學合理，能讓學生經歷有意義的跨學科實踐活動。

比如，教師聚焦“從光、電學知識到光敏傳感器的設計”這一主題，在設計教學活動時，要以項目任務為指向，驅使學生融合科學知識，完成高質高效的實踐探索活動，自主參與知識生成的整個過程。對此，教師可以設計以下項目任務：

項目一：探究光敏傳感器工作原理

教師可以利用微課視頻，為學生呈現“光敏傳感器”工作原理的解說視頻。學生觀看完視頻之后，將抓住關鍵信息“光敏傳感器的工作原理是利用光敏元件將光信號轉換為電信號的傳感器，它的敏感波長在可見光波長附近，包括紅外線波長與紫外線波長”完成探究。基于這一工作原理，教師可以讓學生結合科學知識，思考紅外線與紫外線的形成原理、光信號轉為電信號的過程中是否涉及了折射與反射原理光信號與電信號的轉換過程及光敏傳感器與照明電路之間關系等。

項目二：初步設想光敏傳感機器人設計方向

教師指導學生厘清光敏傳感器的工作原理之后，學生也明白了設計光敏機器人的關鍵在于機器人對地面顏色的檢測，也就是場地與軌跡之間要有比較明顯的顏色差，便于光敏傳感器“看清”行走路線。機器人在行走過程中，光敏傳感器要檢測軌跡線，基于檢測所得結果，迅速作出自動轉向、前進等動作。

項目三：編寫光敏傳感機器人轉向程序

教師指導學生初步設想了光敏機器人的設計方向之后，便要讓學生將心中的設想付諸實踐，編寫光敏傳感機器人的轉向程序，使理論走向實踐。對此，教師可以讓學生以小組為單位，基于自身的設想，編寫程序，具體見下表。

（三）綜合反饋，實施跨學科教學評價

對跨學科學習活動進行反饋評價是不容忽視的一環。教師應根據學生跨學科項目實操的情況，組織學生呈現項目成果，激勵學生之間就成果進行多維交流與互動，進一步回顧、辨析、思考跨學科知識，深化學科融合思維。而后教師也要組織學生之間基于跨學科實操的情況，互相評價，以獲得更客觀、豐富的評價結果，做到對跨學科教學過程的立體化反饋。

比如，教師聚焦“從光、電學知識到光敏傳感器的設計”這一主題，指引學生完成了三個項目活動。學生在每一個項目中完成了不同的任務，獲得了不同的成果。由此，教師便要指引各項目積極展示自己的項目成果，就光敏傳感器工作原理、光敏傳感機器人設計方向、光敏傳感機器人轉向程序等進行交流，對光學、電學、光敏傳感器、程序編寫等知識作進一步探索與思考。項目組可以就彼此的成果進行評價，選出最優質的項目成果。而后項目組內部成員之間也可以就彼此在項目實操中的具體表現進行互相評價，分析對方在項目探究中所做的貢獻、優勢與不足等。項目組在多維評價中將反思并轉化項目問題，提出新的研究方案，繼續完成新一輪的跨學科實操。由此，學生便也真正做到了像專家一樣研究、探索與思考，經歷了完整的科研過程，獲得了豐富且完善的跨學科知識儲備。

三、結束語

綜上所述，隨著新課改的推行，跨學科教學實踐勢在必行，育人方式的變革也讓信息技術學科面臨著各項挑戰。基于跨學科背景，小學信息技術教師在融合科學實施教學時，應立足所教學內容，明確與科學知識的融合點，選定跨學科教學主題，設計跨學科教學目標，優化布局跨學科教學活動，合理實施跨學科教學評價，使得跨學科教學過程科學合理，能支撐學生完成多維探索，以獲得更為深遠的發展。

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