構建以計算思維為核心的跨學科主題學習活動

楊美玲

摘要：本文通過在小學信息科技課程教學實踐中開展跨學科主題學習活動，以第二學段計算思維的學段目標為基礎，引導學生在真實的學習情境中，分解復雜問題，激發計算思維意識，運用知識遷移，進而提高計算思維能力。

關鍵詞：跨學科主題學習活動；計算思維

中圖分類號：G434 ?文獻標識碼：A ?論文編號：1674-2117（2024）11-0012-03

基于跨學科主題學習活動提升小學生計算思維的背景

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）倡導“以真實問題或項目驅動，引導學生經歷原理運用過程、計算思維過程和數字化工具應用過程，建構知識，提升問題解決能力”。因此，教師要特別關注課程內容與學生真實生活的結合，在教學中通過“做中學”“用中學”和“創中學”有效提升學生的計算思維能力。筆者結合計算思維在第二學段的特征和目標，在小學信息科技課程中開展了跨學科主題學習活動，旨在引導學生基于真實學習體驗計算思維過程、分解復雜問題、激發計算思維意識、運用知識遷移形成計算思維能力。

基于跨學科主題學習活動提升小學生計算思維的實踐

1.基于真實學習，體驗計算思維過程

（1）原有設計

“在線社會悄然而至”是蘇科版三年級第一單元“在線學習生活”的第1課，重點是引導學生感受在線行為無處不在，難點是能選用合適的在線工具解決實際問題。傳統的教學方式是整節課以對比的方式呈現，引導學生感受在線社會中學習方式和生活方式都在發生變化。

（2）設計思考

三年級的學生從小就身處在線社會之中，在信息科技課的學習之前，或多或少都使用過在線工具，具備電子設備和在線工具使用的能力，本節課如果僅停留在學習與生活方式的比對上，學生的積極性會大打折扣，即使安排了在線工具的體驗，也僅僅是對技能的鞏固。基于上述分析，將本節課設計為跨學科主題學習活動，通過“參觀南京博物院”這一真實場景，用信息科技的基本知識分析問題，學生在此過程中體驗計算思維過程，從而有效解決實際問題。

（3）改進設計

信息科技課程中的真實性學習要求教師要把握好自己和學生的關系，教師和學生既是數字時代的學習者，又是科學探究的合作者，教師要引導學生并做到與學生一起走進真實的問題情境中，用信息科技的知識來分析問題、解決問題，體驗計算思維過程，具體活動設計如下。

本主題學習活動共設計三個環節，每一個環節都讓學生學會思考，體驗計算思維的過程。

活動1：南京博物院我了解。

為了規劃參觀路線，自己要先大致了解南京博物院，怎么了解呢？

學生完成學習單，填寫“內容”“途徑”“設備”，即了解什么？去哪里了解？用什么設備？這些都想清楚了，就可以去實踐。這里“想清楚”的過程就是體驗計算思維的過程，在做一件事之前會思考，能想清楚怎么做，就是把抽象的事情具體化。

活動2：參觀線路我規劃。在活動1的基礎上，學生了解到南京博物院的地理位置、場館分布等內容，結合自己的興趣特點，設計參觀路線，完成學習單，在圖示中填寫場館名稱以及參觀時間。

活動2與活動1緊密聯系，并進一步深入，能結合場館的位置規劃參觀路線與時間，提前做好規劃。線路規劃也是體驗計算思維過程的重要途徑，學生對南京博物院的參觀做出推演，以期給自己一次完美的參觀體驗。在活動2中，學生繼續體驗計算思維的過程，清楚地知道自己喜歡看什么就安排多一點時間參觀，而其他場館選擇快速瀏覽。

活動3：參觀攻略之我見。學生挑選自己最滿意的一個環節在小組內分享，說出路線設計的原因，在分享與交流中再次體驗計算思維的過程。教師給出提示：在分享過程中可以加入在線學習與生活的例子，如自助導覽、掃碼支付等，在參觀的同時體驗在線社會帶來的便捷生活。

至此，“南京博物院參觀我規劃”主題活動告一段落，學生在“了解—規劃—推介真實學習活動”中體驗計算思維過程。

活動成效：學生逐步意識到計算思維已成為每個人的基本思維方式，只有不斷體驗計算思維過程，才能將其內化到思維結構中去。

2.分解復雜問題，激活計算思維意識

（1）原有設計

“在線學習與生活更從容”是蘇科版三年級第一單元“在線學習生活”的第2課，學生已經感受了在線學習生活，那么，面對在線社會中豐富的數字資源與信息，要怎樣合理運用才能讓在線學習更高效、在線生活更從容。以往的教學中，教師經常會借助國家中小學智慧教育平臺，指導學生自學平臺資源，結合自己的學習主題，推薦學習資源，總結篩選的原則，逐步形成在線學習的能力。

（2）設計思考

這樣的設計看似靈活開放，但其實自主選擇學習資源只是給了學生空間，學生不明白為什么要用這個平臺、選資源的目的又是什么。看似自由靈活的設計實則是為了“在線學習”而學習，對本節課重點“讓在線學習更高效、在線生活更從容”的突破并沒有促進作用。針對上述問題，可以將原有對學習資源的推薦改為跨學科主題學習活動，以“南京博物院出行我建議”為主題，通過分解問題、查閱資料、提出建議三個有效環節，真正做到讓“在線學習與生活更從容”。

（3）改進設計

設計“南京博物院出行我建議”跨學科主題學習活動，要提出建議就得有依據，什么樣的依據能形成有效的建議？這就需要引導學生嘗試將復雜的問題分解成一個個小問題，并逐一解決，從而提出建議，進而在問題分解中不斷激發學生計算思維意識。活動設計如下。

為了能有理有據地提出建議，分三步完成本次跨學科主題學習活動。

活動1：分解問題。出發前，有哪些事情需要考慮？以此撬動學生的思維，激活學生計算思維意識，將“提出建議”這一復雜問題有效分解——怎么提建議？提什么建議？為什么提這個建議？引導學生進一步思考，我們要考慮哪些問題？通過小組討論、匯報，確定要考慮的因素有天氣、交通以及用餐。根據天氣情況能給出著裝建議、防曬建議以及出行建議；根據交通狀況選擇交通工具與路線；根據用餐喜好確定用餐時間與地點。

活動2：查閱資料。經過活動1的梳理，學生已經迫不及待去了解、去學習，這時知識的學習順理成章。要了解天氣情況，就要學會查閱天氣預報。選擇什么工具？用什么設備？怎么查閱？每一個問題下都有若干個子問題，學生的計算思維意識進一步被激活。同時，結合任務單的學習小技巧，查閱天氣預報，搜索交通路線，做好用餐安排，讓在線生活更從容。

活動3：提出建議。根據出行日期，給出合理的出行意見。學生匯報時從日期、天氣、穿衣、出行、用餐等方面進行闡述，大膽表達，根據查詢到的資料提出建議，有理有據。

活動成效：在活動中，讓學生以建議者的身份，即從決策者的角度，統籌考慮參觀南京博物院的復雜情況，引導學生分解復雜問題，將出行建議細分成三個小問題，這一過程有效激發了學生計算思維意識。

3.運用知識遷移，形成計算思維能力

（1）原有設計

“在線信息的搜索”是蘇科版三年級第三單元“在線信息獲取”的第2課，在本單元學習中承擔著承上啟下的作用。在傳統教學中，教師會先引導學生了解信息的來源，然后進一步聚焦到在線信息的搜索與保存，了解在線搜索的多渠道多方式，并能根據自己的需要選擇不同的搜索方式。同時，通過創設真實情境——分享“低碳生活”，引導學生了解在線搜索信息的意義，利用在線方式獲取“低碳生活”的資源并分享。

（2）設計思考

上述設計有其亮點：學生在分享“低碳生活”的過程中，經歷“認識新工具—掌握新方法—體驗新過程—激發源動力—養成好習慣”五個階段，在真實的需求下學習、體驗、分享，有效促進學科核心素養的形成。但是，三年級學生快速閱讀和理解大段文字的能力不足，對“低碳生活”的理解還停留在“環保”的層面，對搜索到的信息不能深入理解，匯報的內容也基本一致，缺乏探究的意義。

（3）改進設計

第二學段的學生的邏輯思維開始迅速發展，記憶從機械向有意發展，這正是發展計算思維的最佳時期。因此，教師可以從學校真實活動“小谷粒探茶”出發，將線下活動搬到線上，通過與學生對話，引導學生提出探“茶”的新問題，產生“在線搜索信息”的真實需求，在學習中注重知識的遷移應用，從而形成計算思維能力。活動設計如下。

活動1：茶文化，我學習。在與學生的談話交流中，拋出新問題：茶葉有保質期嗎？南京產什么茶？茶葉價格為什么相差那么大？利用這些問題自然引出“在線信息的搜索”，結合學生已有的在線搜索經歷，采取知識遷移的方法，引導學生搜索并了解“茶文化”。

活動2：茶文化，我傳承。調用學生已有知識經驗，運用聽歌識曲的方法識別“茶馬古道”，既完成了知識技能的學習，又鼓勵學生大膽嘗試，學會使用知識遷移的方法，提升思維品質。

活動3：茶商品，我來選。通過為“小谷粒探茶”展示區選購商品，鼓勵學生大膽嘗試，根據實際需求選擇搜索渠道，提高搜索效率，提升綜合運用的能力。

活動成效：活動中蘊含了一明一暗兩條線，明線是知識點環環相扣（活動1，用到了關鍵字搜索和圖片搜索；活動2，用到了聽歌識曲，從搜索引擎過渡到在APP里搜索；活動3，從知識的學習回歸到生活，生活中哪些場景需要搜索，用到什么工具，從搜索本身拓展到根據實際需要合理選擇搜索工具和搜索方式，快速有效地獲取有用信息），暗線是學生從大概了解茶到能辨認茶，進而探尋茶的故事，品味“茶馬古道”這一歷史長河中的文化傳奇。讓經典走進學生心里，讓茶文化浸潤學生心靈，激勵學生為傳承傳統文化貢獻自己的力量。

結語

在小學信息科技課堂中，教師通過基于真實活動、分解復雜問題、運用知識遷移等環節，在體驗計算思維過程的基礎上激活學生計算思維意識，從而形成提升計算思維能力的一般路徑。但其在實踐過程中還存在活動時間缺乏、活動資源有限、活動評價欠缺等問題，需要在后續教學中不斷探索與完善。

本文為江蘇省教育科學“十四五”規劃2023年度立項專項課題“跨學科主題活動培養小學生計算思維的教學策略研究”（批準號：C/2023/03/63）、南京市中小學教學研究第十五期立項課題“小學信息科技跨學科主題活動培養學生計算思維的行動研究”（批準號：2023NJJK15-L26）研究成果。