信息科技跨學科主題學習的特征、類型與實踐策略*
——基于《義務(wù)教育信息科技課程標準(2022 年版)》的分析

◎ 周 純

跨學科主題學習是落實新課標精神的一個相對難點［1］。《義務(wù)教育信息科技課程標準（2022 年版）》（以下簡稱《2022 版課標》）提供了17 個信息科技跨學科主題學習供教師選擇和參考。然而，跨學科主題學習與傳統(tǒng)的學科學習存在顯著差異。在教學實踐中，教師對信息科技跨學科主題學習的特點、類型以及如何實施等還有許多困惑。本文基于此進行探討，以幫助教師更好地把握跨學科主題學習設(shè)計的核心要素和實踐路徑。

一、信息科技跨學科主題學習的特征剖析

跨學科主題學習主要表現(xiàn)出整合性、實踐性、開放性的特征［2］。信息科技是一門“科”與“技”并重的課程，具有基礎(chǔ)性、實踐性和綜合性的性質(zhì)［3］。可見信息科技學科本身就具有融合特性，在跨學科學習方面有其獨特的特點。

（一）整合性：跨科融合與技術(shù)應(yīng)用的協(xié)同

信息科技跨學科主題學習的整體性體現(xiàn)在跨越學科邊界，聯(lián)結(jié)學生數(shù)字生活經(jīng)驗、現(xiàn)實社會信息科技應(yīng)用場景。這種整體性不同于學科內(nèi)學習時所聯(lián)結(jié)的數(shù)字應(yīng)用場景。在跨學科主題學習中，數(shù)字應(yīng)用場景的范圍相對更為寬泛，承載了學科核心內(nèi)容，同時具有多學科的耦合內(nèi)容，涉及多樣化的技術(shù)或工具，以適應(yīng)不同學科的需求，并支持學科間的整合。相比之下，單學科內(nèi)學習的數(shù)字應(yīng)用場景相對更為狹窄，技術(shù)或工具的選擇更專注于學科核心內(nèi)容的需求，而不必過多考慮與其他學科的兼容或整合。跨學科主題學習鼓勵學生將信息科技與其他學科知識相結(jié)合，以創(chuàng)新的視角解決數(shù)字應(yīng)用場景的問題，不僅培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和問題解決能力，也加深學生對信息科技的理解。而學科內(nèi)學習則更側(cè)重對學科核心內(nèi)容的深耕細作，確保學生能夠更好地掌握學科本體知識與技能，提升數(shù)字素養(yǎng)與技能。

（二）實踐性：情境學習與現(xiàn)實問題的解決

信息科技跨學科主題學習的實踐性體現(xiàn)在學生在真實性問題的解決中開展學習，讓學生“做中學”“用中學”“創(chuàng)中學”，將學習和實踐緊密結(jié)合［4］，賦予學習經(jīng)歷深刻的個人意義。可以通過還原歷史事件、模擬現(xiàn)實場景、復(fù)刻行業(yè)案例、關(guān)注工作流程等方式，構(gòu)建豐富的信息科技應(yīng)用情境。基于這些情境的跨學科主題學習的任務(wù)通常復(fù)雜且具有挑戰(zhàn)，單靠學生個體很難在短時間內(nèi)完成，因此需要采用小組合作的形式，這種互動合作是社會化實踐的一種體現(xiàn)。社會化的實踐不僅能增強對信息科技核心內(nèi)容學習的吸引力，也能鼓勵學生在積極探索和解決實際問題的過程中，合理利用數(shù)字化平臺、工具和資源，通過實驗、模擬、仿真等手段，主動探究解決問題的路徑。這種基于問題解決的探究化實踐，與社會化實踐一同豐富了跨學科學習的實踐內(nèi)涵。

（三）開放性：體驗探索與數(shù)字環(huán)境的互動

信息科技跨學科主題學習的開放性不僅體現(xiàn)在學習過程的選擇上，也體現(xiàn)在學習結(jié)果的多樣性上。在數(shù)字化學習環(huán)境中，開放性給學生更多的自主權(quán)，可以通過在線資源、工具和平臺自行獲取信息、交流觀點、協(xié)作解決問題。這種學習方式可以突破時間和空間的限制，增強學習的靈活性和便利性。開放性同樣意味著學習結(jié)果的多樣化。在信息科技跨學科主題學習中，每個學生或小組都可以根據(jù)自己的興趣和主題需求，提出個性化的問題解決方案或創(chuàng)意產(chǎn)品。這種多樣性不僅可以豐富學習成果，也可以體現(xiàn)個性化學習的價值，有助于培養(yǎng)學生的批判性思維、創(chuàng)新精神和持續(xù)學習的態(tài)度。

二、信息科技跨學科主題學習的類型探討

信息科技跨學科主題學習以其整合性、實踐性和開放性的特征，構(gòu)建了一個動態(tài)、互動的綜合學習場域。筆者分析《2022 版課標》中17 個跨學科主題，根據(jù)主題學習的活動特點，可以歸為不同的類型，如表1 所示。不同類型的跨學科主題具有不同的特點。

表1 《2022 版課標》中跨學科主題的分類

（1）實踐探索類：要求學生深入信息科技應(yīng)用現(xiàn)場調(diào)研和進行案例分析，探索各類數(shù)字設(shè)備的使用、維護或安全策略。強調(diào)動手操作和實際體驗，讓學生通過與各類數(shù)字設(shè)備的直接互動，熟練掌握工具使用，培養(yǎng)解決問題的能力。在此過程中，信息處理、信息安全和網(wǎng)絡(luò)的概念得以內(nèi)化，并在真實情境中得到應(yīng)用和實踐。對于學生建立數(shù)字世界的直觀理解，以及在智能社會中自信且高效地生活和學習至關(guān)重要。

（2）原型創(chuàng)新類：要求學生進行設(shè)計實驗和原型開發(fā)，加深對系統(tǒng)架構(gòu)與軟件設(shè)計的了解。更側(cè)重于創(chuàng)新設(shè)計和原型制作，鼓勵學生運用想象力，設(shè)計系統(tǒng)創(chuàng)新解決方案。這不僅鍛煉學生的創(chuàng)造性思維，還提供了一個實驗和測試新想法的平臺，使學生能在實踐中學習、調(diào)整策略并提升能力。

（3）統(tǒng)計分析類：要求學生進行數(shù)據(jù)挖掘和統(tǒng)計推測，挖掘數(shù)據(jù)背后的邏輯與規(guī)律。強調(diào)數(shù)據(jù)的收集、分析和解釋，引導學生從大量數(shù)據(jù)中提取有用見解，進行有效預(yù)測，并以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)支持決策。這種分析能力對于理解智能社會中的復(fù)雜問題至關(guān)重要。

（4）用戶體驗類：要求學生通過跨學科合作和創(chuàng)作實踐，提升創(chuàng)新解決方案的設(shè)計能力。強調(diào)設(shè)計思維和用戶交互，引導學生通過設(shè)計數(shù)字化內(nèi)容來增強信息的表達和傳遞。這有助于學生理解用戶需求，提升數(shù)字產(chǎn)品和服務(wù)的可用性和吸引力，是進行有效數(shù)字化溝通的關(guān)鍵。

（5）社交協(xié)作類：要求學生通過社會參與和團隊互動，提升項目協(xié)調(diào)和數(shù)字化資源整合的能力。強調(diào)團隊合作和共同目標的追求。在數(shù)字化學習環(huán)境中，學生通過共同參與游戲、編碼和策略設(shè)計等活動，學習如何協(xié)作解決問題，并在過程中提高溝通和協(xié)調(diào)能力。

通過分析《2022 版課標》中的跨學科主題，可以看出信息科技跨學科主題學習的豐富性，不僅能提高學生數(shù)字素養(yǎng)與技能，還能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、科學思維等綜合能力。需要說明的是，這些跨學科主題學習的分類并非絕對，可以根據(jù)主題、問題和任務(wù)的不同進行合理設(shè)計和開展。例如，可以根據(jù)主題所屬的領(lǐng)域來分類，可分為數(shù)字設(shè)備與應(yīng)用、在線交流與合作、數(shù)據(jù)科學與分析等。

三、信息科技跨學科主題學習的實踐策略

不同類型的信息科技跨學科主題學習雖然有著不同的流程特點，但在關(guān)鍵環(huán)節(jié)上具有共通性。信息科技跨學科主題學習強調(diào)“融合不同學段的模塊內(nèi)容，映射信息科技概念，通過真實情境化的實踐活動展開”［4］。因此，情境的設(shè)定、任務(wù)的設(shè)計、實踐的開展以及學習的評價構(gòu)成了跨學科主題學習的核心環(huán)節(jié)。

（一）情境剖析：邏輯主線與多學科耦合

跨學科學習的成功在很大程度上取決于情境的選擇。如何挑選一個具有跨學科屬性的情境，使其能夠融合多學科的知識和技能呢？《2022 版課標》以數(shù)據(jù)、算法、網(wǎng)絡(luò)、信息處理、信息安全、人工智能六大學科概念作為邏輯主線，貫穿義務(wù)教育各學段的知識體系。因此，關(guān)注邏輯主線與學科間的相互關(guān)系，有助于發(fā)現(xiàn)合適的跨學科研究方向。具體來說，可以從以下三個層面進行剖析（見圖1）。首先，分析情境中蘊含的主要學科邏輯主線及其相關(guān)的學習目標；其次，識別其中潛在的相關(guān)學科；最后，探討每個學科對于該邏輯主線的作用。例如，《2022 版課標》中第三學段的跨學科主題“小型開關(guān)系統(tǒng)”，可以通過圖1 所示的方法進行剖析，探討教師基于該主題預(yù)設(shè)的情境“家庭燈光智能開關(guān)系統(tǒng)”中蘊含的不同學科學習內(nèi)容。

圖1 “家庭燈光智能開關(guān)系統(tǒng)”情境剖析

教師首先聚集家庭中真實的小型開關(guān)系統(tǒng)，分析其“信息處理”邏輯主線，探索通過反饋機制實現(xiàn)的過程與控制。在此基礎(chǔ)上，將科學知識如“控制電流的方法”［5］與地理知識如“繪制平面圖”［6］進行整合，確立學生需要運用科學和地理知識及其相互關(guān)聯(lián)，通過分析家庭中燈光控制的布局、現(xiàn)狀及存在的問題，構(gòu)建一個簡易的小型開關(guān)系統(tǒng)模型，模擬優(yōu)化家庭燈光開關(guān)系統(tǒng)，并提供相應(yīng)的平面圖以及系統(tǒng)設(shè)計的簡要說明。這樣的跨學科主題實施有助于促進學生對“信息處理”邏輯主線的深入理解。

（二）任務(wù)拆解：統(tǒng)領(lǐng)任務(wù)與子任務(wù)進階

在跨學科主題學習中，任務(wù)的拆解是激發(fā)學生興趣和促進深度學習的關(guān)鍵。任務(wù)應(yīng)緊密結(jié)合前文剖析的情境，將主題學習各學科相關(guān)的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為一系列漸進式的子任務(wù)，使學生在完成這些子任務(wù)的過程中，能夠逐步掌握和運用跨學科的知識與技能。在進階任務(wù)設(shè)計時，有三個關(guān)鍵的方面需要關(guān)注，一是盡管有些子任務(wù)可能是綜合性的，仍需要強調(diào)或明確信息科技學科特點和立場；二是子任務(wù)與各學科的關(guān)系需要保持對應(yīng)性，但要避免簡單地一一對應(yīng)，以免成為碎片化的“拼盤式”任務(wù)；三是子任務(wù)的進階性要與學生的學科素養(yǎng)發(fā)展相匹配。例如，《2022 版課標》中第二學段的跨學科主題“用數(shù)據(jù)講故事”，采用圖2 所示的方法進行任務(wù)拆解，探討教師基于“用風力數(shù)據(jù)講故事”這一預(yù)設(shè)情境的漸進式子任務(wù)。

圖2 “用風力數(shù)據(jù)講故事”任務(wù)拆解

此情境中蘊含了道德與法治、科學和勞技等學科知識，學生需要完成的統(tǒng)領(lǐng)性任務(wù)是使用文字處理軟件制作數(shù)據(jù)分析報告，為完成這一任務(wù)，學生還需要運用數(shù)據(jù)處理軟件分析數(shù)據(jù)，掌握科學學科中關(guān)于風力形成的方法、勞技學科中設(shè)計與制作作品的技巧，以及道德與法治學科中關(guān)于風力對人類生產(chǎn)和生活影響的知識。

（三）過程引導：探尋問題解決多元可能

過程引導是實現(xiàn)跨學科學習任務(wù)的重要環(huán)節(jié)，教師在這一階段的角色是指導者和協(xié)助者，應(yīng)引導學生從多個角度探索問題解決方案。通過鼓勵學生進行多視角分析和多方法深度探究，從而建立更全面的學科知識結(jié)構(gòu)。教師還應(yīng)提供必要的學習材料和工具，包括數(shù)字化學習資源、工具或平臺等，支持學生在學習過程中個性化且多元化的實踐探索，幫助學生在問題解決的探索過程中發(fā)現(xiàn)多樣的可能性。為支持學生明確如何有效實踐，“家庭燈光智能開關(guān)系統(tǒng)”案例設(shè)計了如圖3 所示的過程引導。

圖3 “家庭燈光智能開關(guān)系統(tǒng)”過程引導

在明確實踐內(nèi)容時，教師提供在線協(xié)作工具和問題分解表單等支架，引導學生明確實踐內(nèi)容，識別和分析任務(wù)的關(guān)鍵要素，如在設(shè)計燈光智能開關(guān)系統(tǒng)時，學生需要考慮系統(tǒng)的實用性、燈光局的合理性以及用戶操作的便捷性。基于小組討論，學生可以利用在線工具共同制訂合理的實踐計劃。在開展實踐過程中，為加深學生對“信息處理”這一邏輯主線的理解，教師可以圍繞輸入、計算、輸出三個過程與控制的典型環(huán)節(jié)設(shè)計學習單，引導學生從多個角度深入理解實踐內(nèi)容，并探索基于原理的系統(tǒng)優(yōu)化方案。

（四）評價追蹤：多形式與多維度的協(xié)同

評價是檢驗學生跨學科學習成果的重要手段，應(yīng)當涵蓋多種形式和多個維度，以充分體現(xiàn)跨學科的特點。評價的重點在于考查學生在真實情境中的表現(xiàn)、實踐活動中思維的發(fā)展情況、對于學科知識的關(guān)聯(lián)和拓展情況等，從而全面反映學生的跨學科學習進展和能力提升。首先，跨學科學習的評價應(yīng)設(shè)計不同的工具，滿足不同主體設(shè)計的需求，自評工具旨在支持自我反思，互評工具旨在提供全面的學習評價；其次，評價要兼顧過程性評價與終結(jié)性評價，過程性評價主要通過學習單、自檢單等形式記錄學習進展，終結(jié)性評價則可以與統(tǒng)領(lǐng)性任務(wù)相結(jié)合，評估學習任務(wù)的達成度。與統(tǒng)領(lǐng)性相匹配，“用風力數(shù)據(jù)講故事”案例設(shè)計了如表2 所示的評價量規(guī)，將量化評價與質(zhì)性評價相結(jié)合。

通過這樣的評價量規(guī)，要求個人、同伴和教師從設(shè)計、探究、分析、決策以及分享方面，對制作方案、數(shù)據(jù)測試與統(tǒng)計、數(shù)據(jù)分析報告制作、作品分析及結(jié)論進行全過程評價，以此考查學生對“數(shù)據(jù)”、“信息處理”學科邏輯的理解與應(yīng)用，以及對風力形成、測量方式和對人類生產(chǎn)影響的認識與內(nèi)化。通過“星級雷達圖”將評價結(jié)果量化，并結(jié)合“同伴評語”這一質(zhì)性評價方法，共同深化綜合評價，使整個評價體系更加充實，實現(xiàn)評價促進學習的目的。

四、結(jié)語

信息科技學科本身就具有交叉融合特質(zhì)和跨學科優(yōu)勢，根據(jù)其跨學科主題學習的復(fù)雜性、實踐性和開放性的特征，貫徹教、學、評一致性，情境剖析以至“跨學科主題學習”之緯度，任務(wù)拆解以至之經(jīng)度，過程引導而達之深度，評價追蹤以至之效度，是跨學科主題學習的實踐路徑。以此路徑來思考和探索基于信息科技課標的跨學科主題學習，意在為學生提供利用多學科知識解決智能社會現(xiàn)實問題的機會，加深對學科學習意義和價值的認識，形成綜合解決問題的意識和能力，將跨學科主題學習真正落在實處。