基于大單元教學設計的 跨學科主題學習研究（上）

摘要：新一輪的課程改革明確提出在各學科的課程設置中，需要安排10%的跨學科學習活動。因此，在信息科技學科的落地過程中，各地教材均給跨學科學習留出了一定的空間。但在具體實施的過程中，跨學科主題學習活動如何實施是擺在一線教師面前的重要議題。本文以“智能照明系統”項目的第一課時為例，探索基于大單元教學設計的跨學科主題學習的落地方式。

關鍵詞：信息科技；大單元主題設計；跨學科主題學習活動

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2024）24-0035-04

隨著《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）的頒布，在義務教育階段信息科技學科教學中開展跨學科主題學習逐漸受到重視，同時，大單元教學設計也在教學實踐中不斷推進。但在具體的實踐中，教師也面臨著許多困境與問題，下面，筆者以“智能照明系統”項目的第一課時為例，探索基于大單元教學設計的跨學科主題學習的落地方式。

信息科技學科中大單元教學設計的困境與問題

在信息科技學科教學中，基于大單元教學設計的跨學科主題學習目前處于探索階段，還存在一些問題：一是學習內容“拼盤化”。學生在學習過程中只是簡單地接觸了多門學科的知識要點，沒有深入理解學科間的內在聯系和整合應用。二是學習過程“娛樂化”。部分教師忽視認知效能，使學習過程變得過于娛樂化，缺乏真探究和深度思考。三是學習評價“形式化”。評價形式單一，無法滿足教師教學和學生學習的實際需要。

基于大單元教學設計的跨學科主題學習案例

過程一：分析項目，展開大單元教學設計

信息科技課程作為一門科學嚴謹的科目，采用跨學科主題學習的方法能夠培養學生嚴謹的邏輯思辨能力。在課程進行之初，教師要引導學生對學習內容進行必要的分析，制訂符合任務推進的規劃，并對具體的教學內容進行必要的解構與設計。

（1）原設計

“智能照明系統”是一個跨學科學習的項目，學生通過燈控開關的工作過程感受過程與控制的關鍵內容。在常規的教學中，教師一般是從燈控開關入手，沿用傳感器原理說明→典型應用場景觀察→小組合作創作智能臺燈→作品發布→評價與調整這一教學過程。在教學流程中，信息科技與科學課程融合，重點關注傳感器的原理介紹，將能否點亮LED燈作為評價標準。但深思其中的認知過程可知，學生只進行了傳感器原理的簡單認知，并未進行跨學科學習。

（2）思考焦點

在傳統的設計過程中，學生在項目實施前的學習內容是技能的習得，他們只關注傳感器的原理及其控制程序這類技術要點，并未對智能照明系統進行有效的關注。因此，跨學科主題學習的主題并不明顯，未能收到良好的教學效果。

（3）改進型設計

“智能照明系統”項目的第一課時《智能照明系統——燈里的校園智慧》，應進行更有指向性的設計，將原有的照明系統進行智能化改造，并結合學生已有的特點，將大單元教學設計的內容定為真實的“校園智慧”，教師從學生角度出發，引導學生關注身邊的知識體驗，據此展開跨學科學習活動。建議設計如下。

①解一解：系統組成分析。

教師可現場拆解臺燈，引導學生了解其基本組成部分，并在此基礎上進行遷移，嘗試分析教室照明系統和智能照明系統中的子系統（如圖1）。

②想一想：系統場景分析。

教師可出示校園智能照明系統的不同應用場景，引導學生探究各場景中的傳感器開關，學生在了解其工作原理的基礎上感受智能照明系統帶來的便利。

③做一做：系統需求分析。

由“使用便利”引發學生對其他照明需求的思考，通過閱讀材料引導學生運用跨學科思維進行分析，深度聚焦智能照明系統：

體育與健康學科→關注用眼衛生，得出“健康護眼”的需求。

道德與法治學科→關注碳排放，得出“節能環保”的需求。

美術學科→關注冷暖色調，得出“適應場景”的需求。

……

教學評析：當大單元設計落實為具體的信息科技跨學科主題學習時，教師和學生成為伙伴。教師成為學生的協同者，對各級認知定位進行指導，在單元解析中通過具體任務的遷移讓學生明確所認知內容的廣泛性。在以上的學習中，學生不再拘泥于某一門學科的具體知識，將綜合運用不同學科多維度的方式思考，形成更為全面的系列認知框架，層層推進完成項目分析，解構大單元設計。

過程二：約定主題，細化大單元設計

在大單元教學設計過程中，需要教師和學生共同思考學習內容，據此進行必要的解析和細化，將其落實為具體的小任務、小單元、小項目。在常見的活動中，在基于跨學科主題學習的活動中，環境的支持是幫助學生進行全息認知的重要維度，根據前一策略的認知指向，進行有針對性的自主環境構建，并據此開展泛在性的深度認知。

（1）原設計

智能照明系統的組成部分之一是智能控制程序，這是傳感器開關所必需的“內核”。在創作智能臺燈的項目中，常見的教學思路會重點關注程序的相關內容，具體教學流程如下：分析傳感器的工作原理→厘清控制程序的基本邏輯→介紹相關程序模塊的含義→學生搭建程序腳本→學生測試程序功能。

（2）思考焦點

在以上的教學過程中，算法特征較為突出，教師重視機器語言和算法編程，以程序邏輯的介紹和程序腳本的搭建為重點內容。但是作為跨學科學習的項目，以上關注點是不夠全面的，學生缺乏關于臺燈結構的內容認知，同時缺乏必要的應景常識需求，所以教學過程較為單調。

（3）改進型設計

在第一課時《智能照明系統——燈里的校園智慧》中，可以進行適宜的教學環境的供給、認知工具的支持，讓學生能夠在結構學、工程學、創客項目中得到跨學科主題學習能力的提升。教學建議如下。

①約一約。

商定項目主題：承接之前關于系統組成、系統場景和系統需求的分析，提出臺燈智能化改造的項目目標，出示“創作智能臺燈”的項目主題。

②思一思。

分解項目要求：教師引導學生思考創作智能臺燈的關鍵步驟，再結合學生的思考，將這一大項目細化為四個小項目，即繪制草圖、搭建結構、編寫程序和發布成果，出示具體的任務要求，并帶領學生進行任務解讀（如圖2）。

③辯一辯。

明確項目方向：學生通過小組討論，結合自身對智能照明系統的認知，明確智能臺燈的具體創作方向。教師可提出一系列關鍵問題來幫助學生進行有效的思考，如智能臺燈的外形如何、需要具備何種功能、智能如何體現、需要何種傳感器開關進行控制、該傳感器獲取的信號是數字量還是模擬量等。

教學評析：以上教學過程展現了良好的跨學科主題學習項目計劃。首先，通過設定明確的項目主題“創作智能臺燈”，為整個項目提供了清晰的目標，這有助于學生集中精力投入到項目中來。其次，將大項目分解為四個小項目，不僅使項目更加具體化，也便于學生理解和掌握每個部分的任務，這種任務分解有助于提高項目的可執行性和成功率。此外，通過小組討論來明確項目方向，這種方法能夠充分發揮團隊合作的優勢，激發學生的創造力和參與熱情。其中涉及的關鍵問題，如智能臺燈的外形、功能、智能體現等，為學生提供了思維支架，幫助他們深入分析和規劃項目，助力多維度的素養提升。

過程三：尊重個性，訂制大單元教學設計

跨學科主題學習需要在大單元教學設計的背景之下，組織與實施小學信息科技學科合作探究式的教學。教師應在尊重學生個性化差異的基礎上確立學生的主體地位，培養其良好的學習習慣，用科學合理的教學手段培養學生的探索學習能力，提升其自主學習意識，這樣才有助于學生未來能夠更快地適應社會發展的需求。

（1）原設計

《智能照明系統——燈里的校園智慧》課時的項目難點是項目實施環節，即通過小組合作來搭建系統。在常規的小組合作過程中，學生往往是集中力量，按照“繪制草圖→搭建結構→編寫程序→發布成果”的線性順序來逐一完成項目任務。這樣的做法看似可以讓每個學生都經歷項目實施的全過程，但是在實際合作中，有些學生只是作為“旁觀者”，沒有實際參與活動的過程。

（2）思考焦點

以上的設計是技術為主的傳統方式，其設計的深度和新意不足。學生多操作、少思考，教師沒有提供及時的評價建議，因此沒有達到跨學科學習的目的。

（3）改進型設計

在進行跨學科主題學習的過程中，可將該課的項目實施環節進行結構化改良，以促進學生綜合素養能力的提升。教學建議如下。

①角色我知道。

教師出示小組分工表（如上表），組織學生進行合理的組內分工。這里可以給每個角色設定鮮明的名稱和明確的職責，幫助學生厘清自身、伙伴與合作的定位。

②標簽我認證。

學生根據合作要求及自身特長進行組內分工，粘貼“角色標簽”。“角色標簽”可以是貼紙，也可以是頭飾，重點是要佩戴在明顯部位，讓學生在合作過程中能隨時提示自己的角色定位和職責。

③指南我清晰。

結合任務分解表，幫助學生明確各自的活動要求。這里可以配合學習單，為每個角色的學生提供個性化的項目實施指南，讓學生知道自己要做什么、為什么要這么做以及具體怎么做，同時激發學生的積極性和主動性。

④合作我參與。

學生在明確自身職責及活動要求的前提下開展小組合作，合理利用各種數字設備完成“智能臺燈創作”項目。教師在此過程中不僅要為各小組提供個性化指導，還要及時進行過程性評價，注意引導學生發現并記錄遇到的問題，思考并實踐解決的方法。

⑤作品我發布。

教師以發布會的形式組織學生分享交流本組的作品。這里不應只是項目成果的發布，更應是合作過程的交流。學生將遇到的問題拋出來與全班進行分享，可以是已解決的問題來交流解決經驗，也可以是未解決的問題來尋求解決方法，這些都可以引發更多、更廣、更深的思考，促進學生的深度學習。

教學評析：通過提供分工圖表并粘貼角色標簽的方式，確保每個學生都能明確自己的角色和任務，從而有效地參與到項目中來。像這樣根據自身特長進行的自主分工，能夠充分發揮每個學生的主觀能動性以及在團隊合作中的價值，檢驗學生跨學科主題學習的收獲。

結語

本文是基于大單元教學設計的跨學科主題學習項目課堂教學研究的第一部分，以該項目的第一課時《智能照明系統——燈里的校園智慧》為例展開探索。在下一期的文章中，將基于該項目的第二課時展開相關闡述。