面向核心素养的信息技术跨学科教学模式研究

摘要：跨学科教学基于问题或项目展开，强调跨学科知识的整合与应用，重视学生的学习体验。本文提出，面对信息技术学科核心素养的双重取向，对跨学科教学模式的研究需从教学设计层面规划，以信息意识、计算思维等学科核心素养为立足点，对组织形式、具体活动流程进行界定，并通过课堂实验检验其有效性。

关键词：信息技术；跨学科；教学模式

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2023）13-0060-04

信息技术中的“跨学科”

信息技术环境下的“跨学科”被定义为教师、学生共同整合两个或两个以上学科内容，综合理解并构建新的方法以解决复杂问题的过程。因此，笔者认为信息技术跨学科教学可采用主题单元的形式组织，主题单元形式可以围绕某一课程主题设计，具有自身的活动特征，可以指向特定的学科核心素养，不同主题单元间也可以通过主题概念联系起来。

信息技术跨学科教学模式的设计

面向核心素养的信息技术跨学科教学模式研究需从教学设计层面规划。笔者采用ADDIE模型[Analysis（分析）、Design（设计）、Development（开发）、Implementation（实施）、Evaluation（评价）]开展相关设计。

1.分析阶段

本阶段包含学习者特征、学习需求及内容来源分析。①学习者特征。本研究以初一学生为研究对象，他们的认知思维普遍处于形式运算阶段，具备假设、推理与演绎的能力，具有较强的学习动机，对协作探究的学习活动有较高的参与性。因此，教师在开展相关活动时，一方面要为学生提供挑战或任务，另一方面要组织多种形式的学习活动，以满足学生的学习需求。此外，他们已具备一定的计算机知识基础和使用经验，但水平参差不齐。因此，教师在教学内容和目标的选择上，应考虑范围和难度。②学习需求。学习需求包含基础学习需求与高级学习需求。对所跨学科间各自知识、技能的掌握是基础学习需求的主体；跨学科整合所形成的新方法是高级学习需求的主体。③内容来源。内容来源由学生的学习需求决定，除基础来源外，还包含体现探究创新过程的拓展来源。基础来源主要指教材中学科知识的描述及活动案例；拓展来源是支持学生协作探究、反思提升、灵感迁移，助力最终方案设计与作品完成的各类资源工具，具体包括教师提供的整合支架，小组分工计划表，Word、思维导图等信息加工工具，及讨论、评价所使用的聊天工具等。

2.设计阶段

本阶段包含教学原则与策略设计、主题单元界定与活动类型划分。

（1）教学原则与策略设计

①整合性原则。特定主题下项目或问题的设计要体现出跨学科内容的融合特性，同时也应考虑单一学科特色的方法特征。

②情境性原则。信息技术跨学科教学应将跨学科的知识内容还原到丰富的生活场景与学生经验中，寻找契合真实情境需求的项目结合点或问题突破点，运用合适的主题编排统领教学活动。

③主体性原则。主题情境要为学生主动探究与创造提供必要线索，让学生能够激活相关认知结构中的已有经验，同化和索引当前所学的新知识，在跨学科学习的过程中重组与建构跨学科认知体系，从新角度赋予学科知识以深层意义。

④实践性原则。跨学科教学是一个认识与实践相互促进的过程。通过实践，学生经历经验的丰富、规律的领悟、情感的满足，使学科间的知识不断与最新的学习经验建立联系，在积极探究与动手完成计划方案中实现理性建构。

（2）主题单元界定与活动类型划分

本研究采用契合问题探究、协作学习、实践创造特征的“5E”教学模式帮助界定信息技术跨学科教学模式下的主题单元，它包含参与、探究、解释、精致和评价五个环节，如图1所示。不同主题单元的活动理念、学习方式等均存在差异，教师需要根据不同的培育目标安排活动类型，形成循序渐进、深入探索的多重学习活动，实现不同学科核心素养的培养，具体如表1所示。

信息技术跨学科教学模式的实践

1.开发与实施阶段

该阶段在前述设计的基础上，进行活动案例的开发，其中包含信息技术跨学科主题确定、跨学科交叉内容选取，主题概念框架的梳理，三维学习目标细化及综合各要素的活动过程整合性开发。

（1）跨学科主题确定、跨学科交叉内容选取

跨学科交叉内容的深度开发需考虑知识粒度与分科教学安排。经过相关学科教师的多次沟通与讨论，从确保学生顺利开展信息资源检索与管理，体验自主使用软硬件工具，开展方案设计、作品呈现等学习活动出发，选择“地图信息处理”作为信息技术跨学科主题。通过问题“为何跨学科？跨哪些知识点？怎样跨学科？”，讨论确定学科交叉内容：“地图信息处理”案例以地球位置关系为跨学科背景，确定初中信息技术教材中的《信息与信息技术》《计算机的文件操作》《在网络中检索信息》等章节，确定数学学科中的《正数和负数》《有理数的加减法》《近似数》等章节，确定地理学科中的《地球的运动》《地图》等章节。

（2）主题概念框架的梳理

“地图信息处理”教学案例的主题单元包含强关联的大小概念，它们协同作用于主题单元，深刻影响不同主题单元内子活动的顺序及意义。经过相关学科教师协作整理的主题概念框架如图2所示。

（3）三维学习目标细化

知识与技能目标：知道信息处理的一般流程；掌握地球与地图中的基本概念，学会使用地图元素识别并分析地理信息；掌握数轴、绝对值、近似数等基本概念，学会使用它们表达相对关系；认识网络浏览器、文件资源管理器的页面布局及功能构成，使用它们开展学习。

过程与方法目标：有效利用搜索引擎、网络工具，下载与整理各学科的价值信息；有效利用文件资源管理器与聊天工具，同小组成员协作加工、汇总跨学科信息；比较收集到的位置信息，发现并验证时区与经纬度间的关系；根据收集到的跨学科信息，运用数学知识类比计算，归纳数轴同时区、经纬度间的规律。

情感态度与价值观目标：体验信息的应用过程，认识信息价值，养成良好的信息活动习惯；形成数学学科迁移应用的意识，增强数学学习兴趣与动机；形成地理学科迁移应用的意识，增强地理学习兴趣与动机；经历团队合作过程，增强集体意识。

（4）综合各要素的活动过程整合性开发

①参与单元。借助视频展示世界地理信息，借助图片提问吸引学生注意力，进而引导学生归纳信息的基本概念特征。通过“没有科学的处理信息的方法，信息的价值能够发挥出来吗？”“有哪些科学方式能让大家快速获取前面视频中的地理信息呢？”等问题引导学生明确基本的信息处理流程。

②探究单元。教师提出“每个人收集并加工一个地点的基本信息，而组内集体需要描述清楚不同地点之间的信息关系，并结合信息处理流程向全班同学展示”的项目要求，并提供探究过程中所需的材料（如小组分工计划表）与支架（如浏览器与文件管理器的功能说明、信息处理案例），引导小组成员初步体验各种电子地图并及时记录与汇总价值信息。接着，教师继续提供支架（如地理概念说明、数轴类比经纬线/度的说明）并组织头脑风暴，引导小组成员探讨不同地点间时间、距离、季节等可能存在的信息规律，填写小组分工表，明确个人任务。在探究活动中学生可以根据个人任务协调小组进度，在遇到困难时，可以内部沟通或请教教师。

③解释单元由学生代表进行小组作品展示。教师通过点评激发学生思考，引导学生强化意义建构，形成跨学科知识结构；学生开展作品优化，并进行自评与互评。

④精致单元。教师组织第二次头脑风暴，小组成员在借助上一节课得出的不同地点间时间、距离、季节等信息规律的基础上，拓展考虑图例及出行方式等因素，用以制订不同地点间合适的出行计划。不同小组可根据上一节课的作品进度，完善分工或重新设计，在开放的情境中，形成真正意义的“组内合作”。

⑤评价单元贯穿完整的跨学科主题教学，教师可采用观察记录、量规填写、作品评价等方式实时跟进，学生则可采用自评、互评的形式进行评价。师生均能进行全面的教学评判，为反思与改进信息技术跨学科教学效果提供依据。

2.评价阶段

本阶段通过分析信息技术跨学科教学活动效果，能够验证信息技术跨学科教学模式的可行性。基于《信息技术课程教学效果调查问卷》的定量数据分析结果如表2所示。

由表2可知，配对样本检验中各维度能力的Sig.（双侧）值

均＜0.05，且t值较大，表明前后具有显著差异，即后测分值均显著高于前测分值。可证明信息技术跨学科教学活动导致了前后各项能力的变化，学科核心素养得到了发展，本文研究的信息技术跨学科教学模式可以进行推广。

结语

本研究通过构建“主题”特色的信息技术跨学科教学模式，验证了该教学模式的稳定性，证明基于该模式的教学活动有助于三维教学目标的达成与学科核心素养的全面培养。

但是，本研究的实践案例整合文科知识较少，在开展教学设计时可能出现不兼容的情况。此外，实践案例创设的开放式问题情境虽激发了学生的主观能动性，但容易导致探究活动与教学目标结合不紧密的情况。因此，如何在鼓励学生探索的同时注意加强与教学目标的结合，提高开放式问题情境的效率，使学生真正有所收获，还需教师在教学活动安排、教学主题延伸、课程资源开发等方面继续下功夫。

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