跨学科主题学习活动培养计算思维的实践策略

摘要：本文对计算思维培养与跨学科主题学习相关文献进行了梳理研究，厘清了跨学科主题学习活动的内涵和外延，在文献研究的基础上分析了在跨学科主题学习活动中培养计算思维的可行性，并剖析了两者的关系，提出了如何通过跨学科主题活动培养计算思维的操作流程，为利用跨学科主题活动培养计算思维构建了理论基础，有助于后续研究的开展。

关键词：跨学科主题学习；计算思维培养；文献综述

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2024）11-0098-03

引言

1.跨学科主题学习是新课标提出的重要改革方向

《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）中的重要变化之一是提出在信息科技课程中设立跨学科主题学习活动，加强学科间相互关联，带动课程综合化实施，强化实践性要求。新课标提出的要求给一线信息科技教师的教学带来了巨大的挑战，因此，什么是跨学科主题学习活动、如何在信息科技课堂中设计跨学科主题活动成为亟待解决的问题。

2.跨学科综合性人才是社会发展的重要培养目标

面对数字时代经济、社会和文化发展的要求，学生具备在复杂情境下有效解决问题的能力非常重要，这就意味着教育要培养拥有跨学科知识的综合性人才，而利用小学信息科技课程培养跨学科综合性人才是一条很好的途径。

3.跨学科主题学习是培养学生计算思维的有效途径

新课标中提出了新的课程理念——强化素养导向的多元评价，因此，以计算思维核心素养为抓手，通过重组跨学科知识、设计跨学科主题学习活动，在真实、复杂的情境中锻炼学生抽象、分解、概括、问题解决的综合能力，拓展小学生计算思维能力培养新路径，能够有效解决当前如何培养小学生计算思维的问题。

计算思维与跨学科主题学习研究现状

1.计算思维培养研究现状

笔者以“计算思维培养”为关键词在中国知网进行搜索，发现从2009年至2024年3月共有期刊论文339篇，硕博论文278篇，表明对计算思维培养的研究仍然呈上升趋势，且计算思维培养的相关研究主要侧重于计算思维培养的理论研究、实践研究与评价工具研究三大类。

2.跨学科主题学习研究现状

依据不同的分类标准，跨学科主题学习有以下不同的分类：分类标准一，涉及的学科知识是否学习过，如果学习过则是应用型，否则是习得型；分类标准二，跨学科所跨越的学科数量可分为单学科主导型和多学科融合共同主导型。若综合考虑两个分类标准，可将跨学科主题学习分为下表中的四种类型。

当前，跨学科主题学习没有明确的定义，也没有一套标准的操作流程，但下面的观点是明确的：跨学科主题学习是以某一学科的大概念为主，选择合适的主题，为学生创设真实化、生活化的学习情境，教师在此过程中不断引导学生进行真实性、主动性学习，必要时提供相应的学习支架，让学生在学习情境中通过一个又一个问题的探究逐步解决问题。在此过程中，教师要关注学生生成性的学习成果，如某一个观点，学生大胆突破自己进行小组展示，学生与他人合作能力、交往能力的提升等。

3.研究述评

目前，将计算思维培养与跨学科主题学习结合起来的文章不多，虽有将两者进行结合的，但是落脚点大部分是中学生计算思维的培养，将小学生计算思维培养与跨学科主题学习结合起来的文章相对较少，这凸显了本课题研究的价值与紧迫性。

跨学科主题学习活动培养计算思维的可行性

1.新课标引领

新课标提出要涉及跨学科主题学习活动，同时提出了“强化素养导向的多元化评价”，计算思维作为信息科技学科的学科核心素养之一，是信息科技学科教学效果评价的一个方面，所以这两者在新课标的引领下存在着不可分割的关系，教师可以设计跨学科主题学习活动，以此来培养学生的计算思维。

2.两者有共同的“跨学科”性

跨学科主题学习活动强调在学习情境、问题设置、目标达成等方面实现信息科技与其他学科的融合，让学生在真实的、开放的学习情境中利用多学科的知识、技能、思想、方法解决综合性问题，进而完成跨学科知识的学习，同时，在问题解决的过程中锻炼了学生的抽象、分解、算法设计等能力。计算思维和跨学科主题学习都具有“跨学科”性，所以利用跨学科主题学习提高学生的计算思维具有可行性。

3.跨学科主题学习与计算思维培养的关系

跨学科主题学习活动设计与计算思维培养是相辅相成的，在每一个跨学科主题活动中教师都要有意识地逐步渗透计算思维的培养。例如，在进行跨学科主题学习活动设计时，教师首先要明确核心问题，然后带着学生组织、分析问题，再依据任务设计问题解决方案，最后通过作品的制作形成解决问题的方案，并通过作品展示与分享进行互相学习与反思（如下图）。同时，在组织与分析问题时，融入计算思维核心要素中的“抽象分解”，进而在形成解决方案的过程中锻炼学生的算法思维、批判性思维以及问题解决能力。

在跨学科主题学习活动中培养计算思维的实践策略

1.借助真实的学习情境

在开展跨学科主题学习活动时，借助真实的情境是非常重要的一步。在教学中，教师要根据跨学科主题进行情境选择，并遵循适用性、可接受性、真实性以及具体性的基本原则。同时，选择的情境还要符合学生的年龄特点，最好是与主题相关的学生能够接触到的真实的具体的情境。例如，在跨学科主题学习活动“义卖活动”中，可以利用视频、图片等方式向学生呈现偏远地区的孩子们的学习环境，并让其与自己的学习环境进行对比，使其在对比中感知环境的差异，进而生发帮助他们的想法，并付诸行动。

2.提出真实的问题

跨学科主题学习活动中的问题直接关系着跨学科主题学习活动的开展效果。这就要求教师在设计跨学科主题学习活动时要认真思考什么样的问题适合于该年龄阶段的学生，同时结合本次跨学科主题学习，考虑计算思维的分解要素。

例如，在跨学科主题学习活动“义卖活动”中，教师可以在不同的阶段提出不同的探究性问题：义卖活动前期——请同学们结合参加活动的经验和网络搜索完成义卖活动方案设计（教师引导学生利用WPS文字进行方案的制订）。活动进行中——如何吸引顾客到你的摊位购买物品？活动结束后——反思这次义卖活动，你做得好的方面有哪些？有哪些方面需要改进？这次活动后你的收获是什么？

3.学生设计问题解决方案

针对教师提出的真实问题，学生分组合作讨论解决方案。学生方案设计的过程就是对问题进行抽象、分解、算法设计，并最终形成问题解决方案的过程。例如，在“义卖活动”制作活动方案阶段，小组成员首先要研究方案，将方案进行抽象和拆解，明确活动方案中包含什么内容，然后根据学习的信息科技、语文等学科的相关知识完成义卖活动方案的设计，同时，小组成员还需要将搜集到的资料进行整理、整合，从而形成整体方案的大框架，这就是算法设计的过程。在跨学科主题学习中，学生的计算思维在一个又一个问题解决方案的制订中得到培养。

4.学生自主解决问题

新课标中提出的跨学科主题学习不仅是要学生掌握跨学科的知识，更重要的是将课堂时间还给学生，让学生做课堂的主人。所以，当形成解决问题的方案以后教师就要放手让学生自己去尝试解决问题，在解决问题的过程中逐步培养计算思维。另外，学生在解决问题的过程中很有可能会碰到新的问题，所以教师要在课堂中巡视，以便当学生出现新的问题时及时提供帮助。

5.课堂反思与评价

在跨学科主题学习完成后，教师要引导学生对自己的学习进行反思，分析自己在本次跨学科主题学习中哪些做得好，哪些还需要改进。学生不仅可以从知识的学习方面反思，还可以从展示汇报、合作讨论等方面反思，多方面进行反思与评价不仅可以从不同角度检验计算思维的养成效果，还有助于学生综合能力的提升。

同时，教师的反思也非常重要。教师可以从教学目标达成、计算思维培养、学生知识掌握等方面进行反思，做得好的地方继续保持，做得不那么完美的地方可以提出改进措施，并在下一个跨学科主题学习中改进。

参考文献：

中华人民共和国教育部.义务教育信息科技课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022：4-21.

本文为江苏省教育科学“十四五”规划2023年度立项专项课题“跨学科主题活动培养小学生计算思维的教学策略研究”（批准号：C/2023/03/63）、南京市中小学教学研究第十五期立项课题“小学信息科技跨学科主题活动培养学生计算思维的行动研究”（批准号：2023NJJK15-L26）研究成果。