指向學科育人的高中通用技術跨學科主題教學實踐研究

摘" 要：闡述學科育人的內涵和三層境界，以“智能農場的設計與制作”為例探索跨學科主題教學實施策略，即引導求知、引導做事和引導做人。通過跨學科主題教學，培養學生求知的欲望、做事的本領、做人的原則。

關鍵詞：學科育人；高中通用技術；跨學科主題教學；智能農場

文章編號：1671-489X（2025）07-00-04

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2025.07.0

0" 引言

“跨學科主題教學”是《義務教育課程方案（2022年版）》中頗為搶眼的一個詞，是一種新型教學方式。開展高中通用技術跨學科主題教學，旨在加強課程綜合，注重學科間知識與思維關聯暢通，培養學生在真實情境中綜合運用知識與技能、思維與方法等解決復雜問題的能力，同時強化課程協同育人功能[1]。

1" 學科育人的內涵和三層境界

高中通用技術跨學科主題教學如何指向學科育人？領悟學科育人的內涵與跨學科主題教學之間的邏輯關系至關重要。

1.1" 學科育人的內涵

學科育人的內涵是在傳遞知識和啟迪智慧中滲透立德樹人的教育思想。高中通用技術跨學科主題教學是在相關課程資源開發與整合中融入德育素材，在傳授跨學科知識與技能的同時，通過項目主題實踐學習啟迪智慧，在培養學生認知性素養的基礎上，培養學生的精神性素養[2]。

1.2" 學科育人的三層境界

各學科都有自己獨特的育人價值，并且力圖達成“育人的知識、育人的智慧和育人的精神”，即學科育人的三層境界。高中通用技術跨學科主題教學在傳授各學科基礎知識與鍛煉學生基本技能的基礎上，需要啟迪學生智慧，教會學生學習方法，激發學生的學習動機，讓學生產生學習內驅力和求知的欲望，形成正確引導和規范學科知識運用的價值取向和行為規范[2]。如果高中通用技術跨學科主題教學僅停留在傳授基礎的學科知識和技能上，是在教會學生做事，這是學科育人的最低境界——育人的知識。如果高中通用技術跨學科主題教學在傳授學科知識和技能的同時，教會學生各學科知識和技能中所蘊含的智慧與思想等，再試著啟迪學生如何做事，此時，學科育人的境界提升——育人的智慧。如果高中通用技術跨學科主題教學在教會學生如何做事的基礎上，能夠引導學生正確地做事、做正確的事，能夠想著為人民服務，這是學科育人的最高境界——育人的精神。

2" 高中通用技術跨學科主題教學實施策略

項目組近三年實地調研了安徽省亳州市、阜陽市和合肥市的高中通用技術跨學科主題教學實施情況，如表1所示。

調研結果分析：1）高中通用技術專職教師數量不足，其中物理、生物、數學等學科的臨時兼職教師比例達到32.8%。2）高中通用技術教師能夠實施跨學科主題教學的僅占27.7%，38人都是專職教師，其中省級示范高中教師35人。3）圍繞跨學科主題教學開展學科實踐的教師占8.0%，都來自省級跨學科基地實踐校，配備有專門實驗器材。

高中通用技術跨學科主題教學如何實施才能指向學科育人？下面走進安徽省跨學科基地實踐校——亳州市第二完全中學，與江淮名師、正高級教師、特級教師、省級跨學科基地實踐校負責人趙洋老師共同探討高中通用技術跨學科主題教學如何實現學科育人。

以趙洋老師選取的“智能農場的設計與制作”跨學科主題教學為例，從學科育人的三層引導、七個環節實施跨學科主題教學，如圖1所示。

2.1" 引導求知，從生活經驗到學科素養

高中通用技術跨學科主題教學在設計項目主題時，要以學生的生活和學習真實情境素材為例，從生活經驗出發到素養建構，在解決實際問題中激發學生的求知欲。

2.1.1" 項目情境

切入點：北方地區進入冬季較早，影響到蔬菜的生長，請你設計與制作能開展室內種植的智能農場控制系統。

2.1.2" 項目分析

教師講解蔬菜種植知識，分析影響蔬菜生長的環境要素；學生體驗智能農場補光、通風和灌溉等控制技術，獲取設計智能農場所需的知識和技能；學生設計與制作蔬菜智能種植農場模型，在設計、探究、制作等過程中強調從系統的角度理解控制系統的組成、工作流程等問題；學生進行展示與分享，培養團隊合作能力和實際問題解決能力。

2.1.3" 項目準備

教師圍繞學生的生活經驗，選取“智能農場的設計與制作”項目主題教學案例，激發學生求知的欲望。此跨學科主題教學內容主要關聯到《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》中“控制及其設計”方面的內容要求和學業質量，涉及通用技術、信息技術、生物學和勞動等學科內容及對應的學科素養，具體分析如表2所示。

2.2" 引導做事，從學科教學到實踐育人

跨學科主題教學要引導學生做事，才能真正實現學科實踐育人。

2.2.1" 項目構建

教學對象為高二年級學生，已學習通用技術和信息技術必修1的內容，了解項目設計的流程環節及其制作的基本方法，理解用編程語言解決簡單問題的思路，結合開源硬件和編程語言來解決實際問題。

以粵教版通用技術必修2第四單元“控制及其設計”為主，既有結構、流程的思想，又有系統權衡的思想，是對結構、流程、系統學習的內容拓展和實踐應用。緊扣學科大概念“控制”一詞，統攝控制系統與信息系統創新設計，“智能農場的設計與制作”項目主題教學活動任務和課時安排如表3所示。

以多學科知識進階與思維鏈融通構建項目主題教學活動任務，在設計思路橫向上，按照項目主題教學活動任務群“知識線”“情境線”“活動線”展開；在設計思路縱向上，按照項目主題教學認知邏輯規律逐層深入展開項目主題教學活動任務群，融合多學科知識與技能、思維與方法，在實踐創造中生成智慧[3]。

2.2.2" 項目實施

高中通用技術跨學科主題教學注重培養學生的實踐能力和動手能力，體現“做中學習、學中創造、創中實踐”。以“智能農場的設計與制作”項目主題教學“任務二：認識智能農場通風系統”為例。

“認識智能農場通風系統”從三個方面聚焦教學目標：了解溫度與植物生長的關系、溫度傳感器基本原理和應用，知道舵機等執行器和結構的基本作用和使用方法；體驗溫度傳感器，編程設計環境溫度設置、溫度獲取與實現農場排風和開窗功能；繪制開環控制系統方框圖，理解與領悟開環控制系統工作過程。

1）設計智能農場通風系統，加深對開環控制系統的理解。教師提前準備好實驗器材，供學生動手組裝，以四人為一組，分工合作完成。各小組的實驗器材如表4所示。硬件連接：將舵機接到Micro：bit擴展板P8引腳；將溫濕度傳感器連接Micro：bit擴展板P0引腳；利用溫濕度傳感器獲取種植土壤環境溫度的數值，編程設定合適的閾值，讓天窗自動開啟。

2）繪制智能通風控制系統程序設計流程圖，如圖2所示；編寫智能通風控制系統程序代碼，進行調試，基于mind+環境的參考代碼如圖3所示。

3）代碼編寫好后進行測試，直到當溫度傳感器檢測到空氣中溫度過高（設置為＞20℃）時能夠啟動舵機打開窗戶。

“認識智能農場通風系統”教學活動任務融知識與思維、理論與實踐在“學中思考、思中創造、創中實踐”探究過程中，通過硬件搭建、框圖繪制、編程設計、實踐創新等探究體驗過程強化學生的工程思維能力、計算思維能力和實踐創新能力，指向學科實踐育人。

趙洋老師圍繞跨學科主題教學，組織學生開展學科實踐，培養學生的實踐創新能力。這是亳州市第二完全中學的高中通用技術跨學科主題教學能夠指向學科育人的法寶。

在學科實踐中引導學生做事，是幫助學生將學科知識和技能轉化為實踐創新能力的必經途徑。在學科實踐創新中生成解決問題的智慧，獲得解決問題的情感體驗，使學科知識和技能轉化為學生內在的價值觀、必備品格和關鍵能力，是學科育人境界的提升——育人的智慧。

2.3" 引導做人，從實踐育人到立德樹人

在學科實踐中通過做事引導學生做人，是學科實踐育人的升華。引導學生做對自我、社會有意義、有價值的事情，把學生培養成具有社會責任感和擔當精神的人，能夠超越個人利益為社會服務、為人民服務，這樣才能實現從學科實踐育人到立德樹人。這是學科育人的最高境界——育人的精神。

2.3.1" 評價標準

指向學科育人的高中通用技術跨學科主題教學，需要教師在相關課程資源開發與整合中融入德育素材、在學科實踐中滲透德育精神，引導學生做有智慧的事、有益于社會和他人的事，并且是快樂地做事。

2.3.2" 項目拓展

通過“感知智能農場補光系統”“認識智能農場通風系統”“體驗智能農場灌溉系統”項目主題教學活動任務驅動，學生在學科實踐中基本學會了如何做事，能夠創作搭建智能農場控制系統模型（以下簡稱智能模型）。

智能模型的創作搭建，可以培養學生的實踐創新能力。如何使智能模型走進北方地區的室內種植基地，幫助北方農民解決冬季室內種植蔬菜的難題？如何有效控制陽光、溫度和灌溉等因素對蔬菜生長的影響？趙洋老師組織學生分組研討智能模型轉化成室內種植基地的高科技產品還受阻于哪些因素：1）聚焦智能模型是否符合室內種植基地各類蔬菜生長的光照強度、溫度監控、智能灌溉等因素的技術質量要求；2）聚焦智能模型批量生產對人、社會和自然的影響是否符合技術設計的一般原則，如何進一步優化技術方案；3）聚焦智能模型投入使用后，技術產品的工藝、性價比、后期維護和帶來的不便之處或不利因素。

3" 結束語

項目組一直在探索高中通用技術跨學科主題教學，通過轉變教學方式，加強信息技術、生物學和勞動等課程內容的融合，選取學生的生活情境為項目主題，整合與開發相關課程資源，引導學生進行探究學習，在充滿樂趣的實踐活動中學會解決問題，在實踐中做事，在做事中做人。

4" 參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部.義務教育課程方案（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022：5.

[2] 陳理宣，劉炎欣，李妍伶.學科育人：內在機制、實踐環節與實施路徑[J].中國教育學刊，2024（7）：34-38.

[3] 盧慶廣.探尋縣城普通高中通用技術教師專業發展路徑[J].教育文匯，2024（6）：44-46，54.