信息科技與數學學科融合的內涵、運作邏輯與實踐路徑

【摘 要】跨學科的教學方式，可以將數學思維和信息素養有機地結合起來，使學生更好地掌握數學知識和信息技術能力，并在實際中應用到相關領域。本文探討小學信息科技與數學學科融合的內涵、運作邏輯以及具體的實踐路徑，進而為跨學科融合提供理論支持和實踐指引，促進小學信息科技教育高質量發展。

【關鍵詞】小學信息科技；數學知識；跨學科融合；運作邏輯；實踐路徑

【中圖分類號】G434" "【文獻標識碼】A

【論文編號】1671-7384（2024）04-074-02

跨學科融合內涵

小學信息科技和數學學科融合，是信息科技學科教學過程中滲透數學知識的重要方式，可以使學生更好地理解和應用數學知識，同時也可以提高信息技術的實際運用能力。以數學問題為背景引入信息技術的解決方法，或者利用信息技術工具輔助數學教學，如數學軟件、模擬實驗等，均可形成兩個學科的深度融合[1]。在具體的教學實踐中，教師還需深入挖掘信息技術創新手段，提高數學知識的趣味滲透，以及學生的參與形式，從而發揮好信息科技學科與數學知識在深度融合之后的教學優勢，積極發展學生的信息思維和數學思維。

跨學科融合運作邏輯

實現小學信息科技和數學的跨學科融合，需要我們思考如何將信息技術與數學教學有機結合起來。具體的運作邏輯是從設計課程目標開始，甄選信息技術教學資源，整合信息技術與數學知識，最后再引導學生探究、交流與合作。通過信息科技課堂教學提升學生的計算思維、邏輯思維、綜合實踐能力以及解決問題的能力。

1.設計課程目標

在設計融合課程時，教師需要明確課程目標，要求學生既要掌握數學知識，又要熟練掌握信息技術解決問題的方法。這樣教師可以更好地設計融合課程內容和活動，并評估學生的達成情況。同時課程目標也可以幫助學生明確課程重點和方向，并有針對性地進行學習和實踐。

2.甄選信息技術教學資源

教師根據教學目標，選擇合適的信息技術資源，如數字游戲、數學模擬軟件、編程語言等，參考學生年齡和能力水平來確定使用何種工具或軟件[2]。如對于小學生可以選擇一些簡單易用的數字游戲、基礎的數學模擬軟件或編程語言，教師必須確保所選擇的教學資源能夠符合教學目標，而且要保證在教學過程中能夠使學生產生較強的參與感、對數學知識進行積極思考，能夠促進學生對信息技術的主動思考。

3.整合信息技術與數學知識

在課堂教學中，教師將信息技術與數學知識有機地結合起來，設計合適的教學任務和活動，使學生能夠實踐運用信息技術解決數學問題。如在一個關于平面幾何的課程中，可以通過使用計算機繪制幾何圖形、使用數學模擬軟件來探究三角形的性質，并使用電子表格進行數據分析和展示。

4.引導學生探究、交流與合作

教師在課堂中要注重引導學生自主學習、探究、交流和合作，培養他們的創新思維和解決問題的能力。如讓學生分小組完成一些任務和項目，促進學生之間的合作和交流，同時也可以提高學生的團隊合作能力和交流能力。教師還應該鼓勵學生探索信息技術和數學的應用場景，從而培養他們的創新思維和實踐能力。

跨學科融合實踐路徑

1.在博弈游戲中鍛煉計算思維

將博弈游戲融合信息技術、數學知識，對學科融合具有重要支持作用，是發展學生計算思維的重要路徑。學生需要通過設計算法策略，解決不同游戲場景下的問題。通過對博弈結果的猜測，學生可以了解常見游戲博弈規則，并且具備一定的算法設計能力。首先，教師引入游戲博弈規則，通過講解和示范，讓學生了解常見的游戲博弈規則，如五子棋、翻轉棋等。其次，學生分組進行游戲實踐，體驗游戲規則和操作方法。最后，教師引導學生設計算法策略并比較不同策略的優劣。學生在游戲實踐中思考并嘗試設計算法策略，討論不同算法策略的優缺點，并分享自己的策略，從而增強計算思維能力。

2.解密玩具漢諾塔發展邏輯思維

漢諾塔是一種古老的益智類游戲，這個游戲的目標是將三根柱子之一上固定順序且大小不同的盤子按從小到大的順序擺放到另外一根柱子上。學生需要通過移動盤子來達成目標狀態，并且可以記錄移動步數及時間。在課堂教學中，教師可以應用希沃課件或者下載游戲模板，為學生提供體驗度較高的游戲模型。

在游戲環節中，學生鍛煉了計算思維，在移動盤子時，需要遵循一定的規則，而這些規則可以讓學生思考如何安排每一步的移動。為了解決難題，學生需要運用創造性的思維來想出新的方法和策略，同時也需要準確地估計每一步的影響，以及盤子在不同柱子上的位置關系，所以對發展學生的空間想象力具有很大幫助。在教學過程中，教師引導學生反復嘗試和分析，最終找到正確解決方案，從而提高了學生的邏輯思維，實為信息技術與數學知識的巧妙融合，對發展學生邏輯思維具有積極作用。

3.小型開關系統培養綜合實踐能力

小組合作制作小型開關系統，需要組員分工協作，可以幫助學生增強合作意識和綜合實踐能力。搭建小型開關系統需要使用電子元器件和基本的電路知識，可以幫助學生提高信息技術應用能力和電子技術水平。通過實際操作，學生需要理解和應用串聯、并聯等電路連接方式，這可以幫助學生發展數學思維能力，從而達到綜合發展實踐能力的積極效果。

在教學過程中，教師將學生分成3-4人一組，每組指定一個組長，協調各組員的工作。學生根據教師提供的材料和設計要求，確定小型開關系統的功能和特點，如聲控、光控等。各小組對設計方案進行頭腦風暴，探討可行性，并繪制初步方案。小組內確定各組員任務分工，按計劃建立原型，遇到問題及時交流并解決。完成原型后，逐一調試連接線路，檢查電路接線是否正確，再進行測試，確保系統達到預期效果。在小組討論中，反饋整個搭建過程中遇到的問題和不足，對小型開關系統進行迭代改進，綜合運用信息科技、數學、科學等知識，提升綜合實踐能力。

4.小型擴音系統提升問題解決能力

過程與控制系統可以實現對連續量的處理。例如，生活中水龍頭擰緊的程度可以持續變化地控制水流的大小。學生可以嘗試觀察生活場景中的多種設備，采用相關模塊硬件設備或在線上空間中模擬實現一個小型擴音系統。該系統可以連續地根據真實情境的需求，控制音量的大小。

教師若提供硬件設備，則應給出具體的制作步驟，或者是擴音原理圖，由學生分組實踐操作，并以最終的運行效果作為評判標準。如果采取線上模擬操作的教學活動，則需要提前設計好標準化的結構圖，要求學生設計方案盡量符合擴音系統圖的運行原理。總而言之，在制作小型擴音系統的過程中，可以綜合運用信息科技、數學、科學等知識，提升學生運用過程與控制的系統方法發現問題、解決問題的能力，是信息技術與數學及多學科知識深度融合的實踐教學路徑。

綜上所述，跨學科融合教學方式可以促進學生綜合素質全面發展，提高其信息技術水平和數學思維能力。在課堂教學中，教師將信息科技與數學進行跨學科的深度融合，設計合適的教學任務和活動，鍛煉學生的探究、交流和合作能力，鼓勵學生自主學習和解決問題，進而培養學生的信息素養與數學思維。

注：本文系海南省教育科學規劃課題“小學信息科技‘跨學科主題’教學實踐研究”（課題編號：QJH202210013）研究成果

參考文獻

馮建平，師曉婷，吳麗華. Scratch游戲化課程在小學信息技術課堂中面臨的挑戰及對策[J]. 新課程導學，2020（33）： 69-70.

雷曉鴿. 基于STEAM教育理念的小學信息技術課程設計的行動研究[D]. 長春：長春師范大學，2020.

編" "輯：馮艷艷