基于大单元教学设计的 跨学科主题学习研究（上）

摘要：新一轮的课程改革明确提出在各学科的课程设置中，需要安排10%的跨学科学习活动。因此，在信息科技学科的落地过程中，各地教材均给跨学科学习留出了一定的空间。但在具体实施的过程中，跨学科主题学习活动如何实施是摆在一线教师面前的重要议题。本文以“智能照明系统”项目的第一课时为例，探索基于大单元教学设计的跨学科主题学习的落地方式。

关键词：信息科技；大单元主题设计；跨学科主题学习活动

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2024）24-0035-04

随着《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）的颁布，在义务教育阶段信息科技学科教学中开展跨学科主题学习逐渐受到重视，同时，大单元教学设计也在教学实践中不断推进。但在具体的实践中，教师也面临着许多困境与问题，下面，笔者以“智能照明系统”项目的第一课时为例，探索基于大单元教学设计的跨学科主题学习的落地方式。

信息科技学科中大单元教学设计的困境与问题

在信息科技学科教学中，基于大单元教学设计的跨学科主题学习目前处于探索阶段，还存在一些问题：一是学习内容“拼盘化”。学生在学习过程中只是简单地接触了多门学科的知识要点，没有深入理解学科间的内在联系和整合应用。二是学习过程“娱乐化”。部分教师忽视认知效能，使学习过程变得过于娱乐化，缺乏真探究和深度思考。三是学习评价“形式化”。评价形式单一，无法满足教师教学和学生学习的实际需要。

基于大单元教学设计的跨学科主题学习案例

过程一：分析项目，展开大单元教学设计

信息科技课程作为一门科学严谨的科目，采用跨学科主题学习的方法能够培养学生严谨的逻辑思辨能力。在课程进行之初，教师要引导学生对学习内容进行必要的分析，制订符合任务推进的规划，并对具体的教学内容进行必要的解构与设计。

（1）原设计

“智能照明系统”是一个跨学科学习的项目，学生通过灯控开关的工作过程感受过程与控制的关键内容。在常规的教学中，教师一般是从灯控开关入手，沿用传感器原理说明→典型应用场景观察→小组合作创作智能台灯→作品发布→评价与调整这一教学过程。在教学流程中，信息科技与科学课程融合，重点关注传感器的原理介绍，将能否点亮LED灯作为评价标准。但深思其中的认知过程可知，学生只进行了传感器原理的简单认知，并未进行跨学科学习。

（2）思考焦点

在传统的设计过程中，学生在项目实施前的学习内容是技能的习得，他们只关注传感器的原理及其控制程序这类技术要点，并未对智能照明系统进行有效的关注。因此，跨学科主题学习的主题并不明显，未能收到良好的教学效果。

（3）改进型设计

“智能照明系统”项目的第一课时《智能照明系统——灯里的校园智慧》，应进行更有指向性的设计，将原有的照明系统进行智能化改造，并结合学生已有的特点，将大单元教学设计的内容定为真实的“校园智慧”，教师从学生角度出发，引导学生关注身边的知识体验，据此展开跨学科学习活动。建议设计如下。

①解一解：系统组成分析。

教师可现场拆解台灯，引导学生了解其基本组成部分，并在此基础上进行迁移，尝试分析教室照明系统和智能照明系统中的子系统（如图1）。

②想一想：系统场景分析。

教师可出示校园智能照明系统的不同应用场景，引导学生探究各场景中的传感器开关，学生在了解其工作原理的基础上感受智能照明系统带来的便利。

③做一做：系统需求分析。

由“使用便利”引发学生对其他照明需求的思考，通过阅读材料引导学生运用跨学科思维进行分析，深度聚焦智能照明系统：

体育与健康学科→关注用眼卫生，得出“健康护眼”的需求。

道德与法治学科→关注碳排放，得出“节能环保”的需求。

美术学科→关注冷暖色调，得出“适应场景”的需求。

……

教学评析：当大单元设计落实为具体的信息科技跨学科主题学习时，教师和学生成为伙伴。教师成为学生的协同者，对各级认知定位进行指导，在单元解析中通过具体任务的迁移让学生明确所认知内容的广泛性。在以上的学习中，学生不再拘泥于某一门学科的具体知识，将综合运用不同学科多维度的方式思考，形成更为全面的系列认知框架，层层推进完成项目分析，解构大单元设计。

过程二：约定主题，细化大单元设计

在大单元教学设计过程中，需要教师和学生共同思考学习内容，据此进行必要的解析和细化，将其落实为具体的小任务、小单元、小项目。在常见的活动中，在基于跨学科主题学习的活动中，环境的支持是帮助学生进行全息认知的重要维度，根据前一策略的认知指向，进行有针对性的自主环境构建，并据此开展泛在性的深度认知。

（1）原设计

智能照明系统的组成部分之一是智能控制程序，这是传感器开关所必需的“内核”。在创作智能台灯的项目中，常见的教学思路会重点关注程序的相关内容，具体教学流程如下：分析传感器的工作原理→厘清控制程序的基本逻辑→介绍相关程序模块的含义→学生搭建程序脚本→学生测试程序功能。

（2）思考焦点

在以上的教学过程中，算法特征较为突出，教师重视机器语言和算法编程，以程序逻辑的介绍和程序脚本的搭建为重点内容。但是作为跨学科学习的项目，以上关注点是不够全面的，学生缺乏关于台灯结构的内容认知，同时缺乏必要的应景常识需求，所以教学过程较为单调。

（3）改进型设计

在第一课时《智能照明系统——灯里的校园智慧》中，可以进行适宜的教学环境的供给、认知工具的支持，让学生能够在结构学、工程学、创客项目中得到跨学科主题学习能力的提升。教学建议如下。

①约一约。

商定项目主题：承接之前关于系统组成、系统场景和系统需求的分析，提出台灯智能化改造的项目目标，出示“创作智能台灯”的项目主题。

②思一思。

分解项目要求：教师引导学生思考创作智能台灯的关键步骤，再结合学生的思考，将这一大项目细化为四个小项目，即绘制草图、搭建结构、编写程序和发布成果，出示具体的任务要求，并带领学生进行任务解读（如图2）。

③辩一辩。

明确项目方向：学生通过小组讨论，结合自身对智能照明系统的认知，明确智能台灯的具体创作方向。教师可提出一系列关键问题来帮助学生进行有效的思考，如智能台灯的外形如何、需要具备何种功能、智能如何体现、需要何种传感器开关进行控制、该传感器获取的信号是数字量还是模拟量等。

教学评析：以上教学过程展现了良好的跨学科主题学习项目计划。首先，通过设定明确的项目主题“创作智能台灯”，为整个项目提供了清晰的目标，这有助于学生集中精力投入到项目中来。其次，将大项目分解为四个小项目，不仅使项目更加具体化，也便于学生理解和掌握每个部分的任务，这种任务分解有助于提高项目的可执行性和成功率。此外，通过小组讨论来明确项目方向，这种方法能够充分发挥团队合作的优势，激发学生的创造力和参与热情。其中涉及的关键问题，如智能台灯的外形、功能、智能体现等，为学生提供了思维支架，帮助他们深入分析和规划项目，助力多维度的素养提升。

过程三：尊重个性，订制大单元教学设计

跨学科主题学习需要在大单元教学设计的背景之下，组织与实施小学信息科技学科合作探究式的教学。教师应在尊重学生个性化差异的基础上确立学生的主体地位，培养其良好的学习习惯，用科学合理的教学手段培养学生的探索学习能力，提升其自主学习意识，这样才有助于学生未来能够更快地适应社会发展的需求。

（1）原设计

《智能照明系统——灯里的校园智慧》课时的项目难点是项目实施环节，即通过小组合作来搭建系统。在常规的小组合作过程中，学生往往是集中力量，按照“绘制草图→搭建结构→编写程序→发布成果”的线性顺序来逐一完成项目任务。这样的做法看似可以让每个学生都经历项目实施的全过程，但是在实际合作中，有些学生只是作为“旁观者”，没有实际参与活动的过程。

（2）思考焦点

以上的设计是技术为主的传统方式，其设计的深度和新意不足。学生多操作、少思考，教师没有提供及时的评价建议，因此没有达到跨学科学习的目的。

（3）改进型设计

在进行跨学科主题学习的过程中，可将该课的项目实施环节进行结构化改良，以促进学生综合素养能力的提升。教学建议如下。

①角色我知道。

教师出示小组分工表（如上表），组织学生进行合理的组内分工。这里可以给每个角色设定鲜明的名称和明确的职责，帮助学生厘清自身、伙伴与合作的定位。

②标签我认证。

学生根据合作要求及自身特长进行组内分工，粘贴“角色标签”。“角色标签”可以是贴纸，也可以是头饰，重点是要佩戴在明显部位，让学生在合作过程中能随时提示自己的角色定位和职责。

③指南我清晰。

结合任务分解表，帮助学生明确各自的活动要求。这里可以配合学习单，为每个角色的学生提供个性化的项目实施指南，让学生知道自己要做什么、为什么要这么做以及具体怎么做，同时激发学生的积极性和主动性。

④合作我参与。

学生在明确自身职责及活动要求的前提下开展小组合作，合理利用各种数字设备完成“智能台灯创作”项目。教师在此过程中不仅要为各小组提供个性化指导，还要及时进行过程性评价，注意引导学生发现并记录遇到的问题，思考并实践解决的方法。

⑤作品我发布。

教师以发布会的形式组织学生分享交流本组的作品。这里不应只是项目成果的发布，更应是合作过程的交流。学生将遇到的问题抛出来与全班进行分享，可以是已解决的问题来交流解决经验，也可以是未解决的问题来寻求解决方法，这些都可以引发更多、更广、更深的思考，促进学生的深度学习。

教学评析：通过提供分工图表并粘贴角色标签的方式，确保每个学生都能明确自己的角色和任务，从而有效地参与到项目中来。像这样根据自身特长进行的自主分工，能够充分发挥每个学生的主观能动性以及在团队合作中的价值，检验学生跨学科主题学习的收获。

结语

本文是基于大单元教学设计的跨学科主题学习项目课堂教学研究的第一部分，以该项目的第一课时《智能照明系统——灯里的校园智慧》为例展开探索。在下一期的文章中，将基于该项目的第二课时展开相关阐述。