基于兒童力量的信息科技跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)實踐

【摘 要】兒童有著與生俱來的力量。開展好信息科技跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動，教師要堅信兒童的力量，堅守兒童立場，基于新課標要求，結(jié)合數(shù)字設(shè)備體驗、數(shù)據(jù)編碼探秘、小型系統(tǒng)模擬、互聯(lián)智能設(shè)計等主題，展開實踐和探索。

【關(guān)鍵詞】信息科技；兒童力量；跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)

【中圖分類號】G623.9" 【文獻標志碼】A" 【文章編號】1005-6009（2024）41-0057-04

《義務(wù)教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）明確要求開展跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動，并設(shè)立了數(shù)字設(shè)備體驗、數(shù)據(jù)編碼探秘、小型系統(tǒng)模擬、互聯(lián)智能設(shè)計等主題。跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)是以學(xué)科學(xué)習(xí)為立足點，運用兩個或兩個以上學(xué)科知識或方法，解決真實問題的學(xué)習(xí)方式。作為一線信息科技教師，我們一方面應(yīng)深入研讀新課標，落實新課標要求；另一方面應(yīng)充分發(fā)揮兒童的力量，積極探索跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的實踐策略和操作路徑。

一、基于兒童的好奇心，開展數(shù)字設(shè)備體驗

立足信息科技學(xué)科的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)要把“學(xué)信息科技”與“用信息科技”結(jié)合起來，通過綜合實踐的方式發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。對外界事物充滿好奇心是兒童的重要特征，也是驅(qū)動兒童認識世界的重要力量。教學(xué)中，教師應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的好奇心，開展跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動。

1.數(shù)字設(shè)備我推薦

今天，各種數(shù)字設(shè)備無處不在，為此，教師可以開展“數(shù)字設(shè)備我推薦”活動，讓學(xué)生充分展示自己對數(shù)字設(shè)備的認識，并向伙伴們積極推薦。在此過程中，他們的語言表達能力、科學(xué)分析能力、道德判斷能力等都能得到有效提升。

生1：大家通過兩周的觀察，發(fā)現(xiàn)了哪些值得推薦的數(shù)字設(shè)備呢？

生2：我家的空調(diào)、冰箱、空氣凈化器等都是用手機控制的，因為是同一個品牌，媽媽用一個App就能掌握這些電器的運行狀況，里面的數(shù)據(jù)非常詳細！

生3：前幾天我從新聞里看到神舟十九號載人飛船發(fā)射取得圓滿成功，三位航天員與神舟十八號上的航天員乘組實現(xiàn)了“太空會師”，我為我們的國家感到十分自豪……

師：同學(xué)們了解的數(shù)字設(shè)備真多，有些就在我們身邊，有些已到了遙遠的太空，他們都將在今天或明天影響到我們的學(xué)習(xí)與生活，讓我們繼續(xù)深入探究吧！

學(xué)生從自己的視角觀察了解各類數(shù)字設(shè)備，從顯性的功能到隱性的情感，從成熟的技術(shù)到未來的暢想，體現(xiàn)了他們的真情實感。

2.信息管理廣交流

信息管理伴隨著每個人，良好的信息管理習(xí)慣讓人受益終身。在教學(xué)中，教師可以有意識地引導(dǎo)學(xué)生從生活中的整理床鋪、書房、課桌做起，這既是勞動教育也是審美教育，然后延伸到數(shù)字設(shè)備如電腦中的信息管理，并讓學(xué)生對此展開交流匯報。

生1：大家看我的課桌，語文書、作文本放一起便于取用，數(shù)學(xué)書、英語書等也是這樣，各類文具放在筆袋的固定區(qū)域，非常好找；電腦里的文件我采用類似的方法存放，D盤設(shè)立了“文本”“影音”“圖片”等文件夾，里面存放了相應(yīng)的文件。

生2：我的做法差不多，考慮電腦里的文件會越來越多，所以我把D、E、F盤分別備注為“學(xué)習(xí)”“資料”“娛樂”，里面再設(shè)置若干文件夾進行細化。

生3：我覺得還要充分考慮信息的安全性，在存放數(shù)據(jù)時不能把重要內(nèi)容隨意存在電腦桌面或優(yōu)盤中，要做好備份；文件名也不能隨意輸入，要和文件內(nèi)容高度相關(guān)，便于快速查找。

在以上交流活動中，學(xué)生從整理書桌到整理電腦硬盤，體現(xiàn)了知識的遷移應(yīng)用。信息整理意識和習(xí)慣養(yǎng)成會讓學(xué)生受益終身。

3.信息安全記心頭

信息安全是信息科技學(xué)科重要的教學(xué)內(nèi)容。開展信息安全教育主要應(yīng)采取情境化、案例化的方式，同時伴以交流、討論、分享，這樣能讓信息安全意識入腦、入心。

結(jié)合網(wǎng)絡(luò)單元的教學(xué)，教師可組織開展“開眼界、練本領(lǐng)”網(wǎng)絡(luò)主題實踐活動。針對學(xué)生喜歡玩游戲的現(xiàn)狀，可普及VR（虛擬現(xiàn)實技術(shù)）知識，拓寬他們的視野，引導(dǎo)他們了解VR不僅應(yīng)用于影視娛樂領(lǐng)域，還廣泛應(yīng)用于教育、設(shè)計、醫(yī)療、軍事、航天等眾多領(lǐng)域。教學(xué)中，教師可提供“中國科學(xué)技術(shù)館VR全景”“全景故宮”等公益在線平臺，讓學(xué)生沉浸式參觀，體驗信息科技的魅力。同時，網(wǎng)絡(luò)版的實用工具也越來越多，常用的文字、圖片、音視頻編輯處理，在線都能自助解決，如一些給圖片加水印的小程序就是一個既能解決現(xiàn)實需求，又可開展信息安全教育的小工具，能增強學(xué)生的信息安全意識。

二、基于兒童的思維力量，開展數(shù)據(jù)編碼探秘

教學(xué)活動既要基于學(xué)生思維，又要推動學(xué)生思維發(fā)展。信息科技課程中的數(shù)據(jù)編碼主題活動是很適切的兒童思維展示場、提升器。

1.在線學(xué)習(xí)大普及

近年來，對于在線學(xué)習(xí)，學(xué)生幾乎都有接觸。當(dāng)前，在線學(xué)習(xí)主要采用兩種形式，分別是單向資源共享和多邊互動課堂，兩者各有側(cè)重，互為補充。單向資源共享一般為學(xué)生通過在線信息檢索的方式確定學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)習(xí)時，教師、家長可作必要的提示與引導(dǎo)，如“國家智慧教育公共服務(wù)平臺”就提供了優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源，涵蓋學(xué)校教育、家庭教育的方方面面。此外，省級、市級的“名師空中課堂”近幾年也上線了大量與各學(xué)科課堂教學(xué)高度契合的教學(xué)資源。多邊互動課堂一般采用直播的方式進行，學(xué)生可實時參與領(lǐng)取任務(wù)、加工信息、分享交流、成果評價等活動，這是對學(xué)生語言表達能力、數(shù)學(xué)歸納能力、科學(xué)思辨能力等進行的大檢閱、大展示，是學(xué)生跨學(xué)科學(xué)習(xí)的體現(xiàn)。

2.編碼故事深探究

“碼”伴隨人類走過了漫長的歲月，數(shù)字社會中的“碼”更是無處不在。“碼”奇妙、深奧，既有科學(xué)原理，又有技術(shù)因素，值得學(xué)生探究。

在跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)中，我們圍繞“碼”的過去、現(xiàn)在、未來設(shè)計了三步探究活動。首先是了解古代的編碼，我國的古籍中早已有編碼的介紹，古代社會生活中也有編碼的廣泛使用，有學(xué)者還對《周易》中的二進制思想進行了深入研究，發(fā)現(xiàn)了古人讓人驚嘆的智慧。探尋“碼”的過去涉及語文、數(shù)學(xué)、歷史等學(xué)科知識，能增強學(xué)生的文化自信。接著，教師帶領(lǐng)學(xué)生交流“碼”的現(xiàn)在，學(xué)生表達自己經(jīng)過觀察、實踐、思考形成的感悟，語文、數(shù)學(xué)、地理等知識相互交融。最后是暢想未來的編碼，教師啟發(fā)學(xué)生打開視野、發(fā)散思維，大膽確立充滿個性的編碼規(guī)則。學(xué)生的作品與方案讓人驚喜，有蘊含海量信息的“立體碼”，有記錄生命全程的“時間碼”，有遨游宇宙的“黑洞碼”……學(xué)生的想象力是無窮的，兒童的力量是偉大的，教師要做的是呵護、維持、發(fā)展。

3.編碼描述樂分享

編碼描述作為跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容之一，一方面有助于開展好上述的“編碼故事深探究”活動，另一方面可將社會生活需求與編碼充分融合，進行創(chuàng)新設(shè)計，強化思維訓(xùn)練，用編碼來高效分享精彩的資源。借助“草料二維碼”等第三方工具，學(xué)生可對目前應(yīng)用最廣泛的二維碼進行模擬解碼，了解神秘圖案中包含的各類信息。同時，可將文本、網(wǎng)址、文件、圖片、音視頻等制作成二維碼并分享給他人。

三、基于兒童的實踐力量，開展小型系統(tǒng)模擬

小學(xué)生普遍好動，充滿著實踐力量，教師可采用做中學(xué)的方式，讓兒童的實踐力量轉(zhuǎn)變?yōu)槌砷L的力量。

1.游戲解密趣味多

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師常用學(xué)生熟悉的“剪刀、石頭、布”游戲來進行搭配組合的教學(xué)，這其中體現(xiàn)著明顯的算法思想。在信息科技教學(xué)中，教師可帶領(lǐng)學(xué)生對該游戲進行解密。教師可先設(shè)定甲乙兩人，用ABC、abc分別表示兩人的三種手勢，并列出Aa、Ab、Ac等9種組合，學(xué)生還可以進一步概括簡化為“3×3”或“32”。再如解密經(jīng)典的“取火柴游戲”，一堆火柴，兩個人輪流取1～3根，取到最后一根者獲勝。采用倒推法每次取后剩下4的倍數(shù)就能獲勝，如火柴總數(shù)是15根，則15÷4=3……3，所以甲首先取余下的3根剩12根，之后乙取出幾根，甲就取4減幾根，這樣先取者甲就能獲勝。如果總數(shù)是20根，則20÷4=5，沒有余數(shù)，假設(shè)甲先取，那么乙就能獲勝，前提是乙也掌握了這套算法策略。這樣的游戲充滿思辨性、挑戰(zhàn)性和趣味性，能極大地激發(fā)學(xué)生參與的熱情，且隨著數(shù)字的增大，該算法的優(yōu)勢愈加明顯，學(xué)生更能感受算法的魅力。

2.小型開關(guān)巧控制

兒童最大的樂趣之一是不停地“拆”與“建”，這就是實踐的一種形態(tài)。“拆”為的是探索未知，“建”為的是體驗欣賞，期間充滿了觀察、想象、判斷、計算與重構(gòu)。在跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)中，教師帶領(lǐng)學(xué)生分組開展“微型農(nóng)植園”設(shè)計搭建項目，綜合應(yīng)用信息科技、數(shù)學(xué)、科學(xué)、勞動等學(xué)科知識，組建一個高度自動化的農(nóng)植園。在此過程中，學(xué)生對各類傳感器、控制器的結(jié)構(gòu)原理以及模型框架的質(zhì)地選材展開討論，在搭建的過程中更是努力協(xié)作，各小組形成了風(fēng)格各異、功能多樣的作品。

四、基于兒童的創(chuàng)造力量，開展互聯(lián)智能設(shè)計

兒童天生具有創(chuàng)新創(chuàng)造的力量，教師應(yīng)充分利用這種力量。

1.美麗家鄉(xiāng)宣傳員

家鄉(xiāng)是兒童成長旅途中的第一站，也是感知世界的第一站。教師可結(jié)合信息科技、語文、英語、道德與法治、藝術(shù)等學(xué)科組織開展“美麗家鄉(xiāng)宣傳員”主題活動，引導(dǎo)學(xué)生借助各類信息技術(shù)工具展現(xiàn)家鄉(xiāng)獨特的美，從而增強愛家鄉(xiāng)的情感。具體實施時可結(jié)合學(xué)生的學(xué)科特長組建團隊，分工開展工具選擇、作品設(shè)計、素材收集、整合優(yōu)化、發(fā)布推廣等活動。在展評中，學(xué)生的成果形式豐富，平面的、立體的，中文的、英文的，單機的、在線的，圖文的、影音的……各美其美，美美與共。

2.智慧出行小能手

當(dāng)下，人們的出行方式迎來了諸多變革，如各類交通工具運行時間的實時掌握、定制服務(wù)等。面對這些變化，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生留心觀察，積極思考，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造力量。“說一說你眼中的今日出行”“想一想智慧出行的原理”“畫一畫未來的交通發(fā)展”等子活動共同組成了一個完整的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動，學(xué)生暢談今天的技術(shù)，展望未來的發(fā)展，“地球村朝發(fā)夕歸”在兒童看來已不是遙不可及。

3.無人機互聯(lián)大舞臺

互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展為現(xiàn)實生活創(chuàng)造了諸多新思維、新模式、新方法、新平臺，無人機互聯(lián)表演就是學(xué)生特別感興趣的項目。無人機集群燈光秀、負重懸停和流星雨等全新的科技、舞美體驗，“人機共舞”炫目效果的背后都有著信息科技的強大支撐。在驚羨于眾多特效的同時，引導(dǎo)學(xué)生知其然更知其所以然是跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的重難點，也是彰顯兒童力量的關(guān)鍵點。室外無人機是如何導(dǎo)航的？室內(nèi)無人機是如何定位的？無人機表演系統(tǒng)是怎樣運行的？這些專業(yè)問題既需要學(xué)生憑借已有的信息科技、數(shù)學(xué)、物理、地理等學(xué)科知識去嘗試解答，也需要教師選用數(shù)字資源幫助學(xué)生深入地理解。

任何知識都不是孤立存在的，信息科技是當(dāng)今世界迭代升級最快的領(lǐng)域，與其相關(guān)的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)有著廣闊的空間。在信息科技的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)中，教師應(yīng)充分發(fā)揮兒童的力量，為培育學(xué)生正確的價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力作出屬于新時代的探索。

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