跨学科主题活动视域下的劳动教育新途径

摘要：本文根据新课标提出的“要设立跨学科主题学习活动，加强学科间的相互关联”的建议，设计了落实劳动教育的跨学科主题活动，以提高学生的参与性。同时明确，在开展具体的跨学科主题学习时，需要综合考虑学习主题如何选、学习目标如何定，以及如何开展学习与评价等问题。

关键词：扫地机器人；劳动；编写程序

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2023）13-0064-04

案例背景

从《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》和《义务教育劳动课程标准（2022年版）》来看，信息科技中的跨学科主题“小型系统模拟”和“互联智能设计”与劳动任务群中的“新技术体验与应用”任务群有着密切联系：“掌握一项新技术的使用方法，知道其工作原理，根据需要制作简单的产品原型。”“初步具有亲近新技术的情感和使用新技术进行劳动的意愿。”“在跨学科主题教学中树立学生的劳动意识，渗透劳动教育理念，培养学生的劳动价值观。”

因此，本文以信息科技中的控制系统“扫地机器人”为主题内容，通过对比传统劳动“扫地”和“扫地机器人”的工作原理，让学生了解信息科技给人类生活带来的便捷，并利用激光切割技术和开源硬件技术，制作扫地机器人的原型，利用设计算法、编写程序，实现扫地机器人的控制系统。通过对本案例的学习拓展学生对劳动内涵的认知，在创造性劳动的实践中达到综合育人的教育目标。

案例实施

1.在情境中树立劳动意识

师：看到“劳动”这个词语，你想到了哪些画面？

生1：打扫卫生。

生2：做家务。

生3：班级里做值日生。

师：你们说的都是日常劳动中的清洁与卫生劳动、收纳与整理劳动以及服务性劳动中的志愿者服务劳动。

通过与学生的对话，教师了解了学生跨学科学习的起点—对劳动的认知。大部分学生基于已有的生活经验认为劳动就是打扫卫生、做家务等，忽视了生产劳动中的新技术劳动。

师：（出示四年级寒假特色作业清单—春节前大扫除）大家都完成了吗？

生：完成了。

师：年前扫尘是中国人的一项传统劳动习俗，有着除陈布新的寓意。

假期中的一次劳动对学生来说很轻松，但如果每天都坚持劳动，则会感觉累、单调、浪费时间。在这个环节中一方面让学生认识到劳动很快乐，另一方面让学生意识到传统劳动的艰辛，为引出新技术劳动工具—扫地机器人做铺垫。

2.在对比中了解工作原理

师：（出示扫地机器人）别看它体积小，但它的功能很强大。它集扫地、簸箕、拖把于一体，你们家有扫地机器人吗？扫地机器人能模拟人扫地的过程，仔细观察，人是如何扫地的？

（情境再现：学生手持传统劳动工具打扫卫生）

师：她刚才发现垃圾，走过去，扫起垃圾，放进簸箕，眼睛环视四周有没有障碍物。这一系列的过程是由大脑来控制的，那扫地机器人呢？

生1：扫地机器人是在巡走过程中随机清扫垃圾。

生2：它用轮子滑过去。

生3：利用毛刷和滚刷扫起垃圾。

生4：垃圾储存在下方的真空泵里。

生5：扫地机器人利用前方的传感器来判断前方是否有障碍物。

师：扫地机器人的大脑是？

生：主控板。

师：扫地机器人是由谁造出来的？

生：人。

师：是的，扫地机器人是人类劳动升级的产物，人不仅制造了机器人，在后期使用时，人还要负责操控机器人。

3.在制作中体验信息科技

在这个环节学生要动手操作：用激光切割机切割出扫地机器人的外形（如图1）；三人一组合作，动手组装扫地机器人；掌握超声波传感器的使用方法；借助流程图分析扫地机器人的算法；在编程星空软件中编写程序；为机器人设计名字，利用画笔、超轻黏土美化机器人（如图2）。最终，让机器人实现以下功能：避开障碍物、把垃圾收集起来。

师：你们的机器人能完成任务吗？还需要做哪些改进？

生1：它会碰到墙壁，需要在前后左右都安装超声波传感器。

生2：在左边的墙角时，它不知道往右转弯。

生3：超声波传感器的位置不对，测不到前方矮一点的物体，要降低超声波传感器。

生4：它不能看到垃圾，能不能装个摄像头试试？

师：你们发现了扫地机器人的不足，提出的改进意见非常了不起。目前，市面上的扫地机器人成品也无法解决精准发现垃圾的问题，利用开源硬件我们可以解决部分问题，但像精准定位问题，还有待你们继续努力去攻克。

从程序、外观、功能等方面来改进新技术劳动工具“扫地机器人”，让它能解决测试中遇到的问题，如碰到墙不知道左转右转问题、不能扫到边角问题、不能精准定位垃圾问题，在改进中提升学生综合利用知识创造性解决问题的能力，提高扫地机器人的劳动效率。

师：新技术劳动工具和传统劳动工具，究竟谁更牛？我们来一场人机大战，PK一下。（教师布置比赛场地，一位学生用扫把、簸箕参赛，另一位学生用自制的扫地机器人参赛）

学生思考问题：①谁更牛？

②和比赛前，你心里猜的结果一样吗？③哪些因素导致这样的结果？

④如果改变劳动的环境，扫地机器人会反败为胜吗？为什么？

师：我们的比赛结果是？

生：人更牛。

师：和你预期的一样吗？是什么原因导致出现这样的结果？为什么会这样？

生：因为它看不见垃圾，不能像人一样快速地扫垃圾。人一下能扫很多，机器人一次只能扫一点。

师：这也是机器人有待改进的地方。但如果把场地变大一些，如操场，那机器人就会获胜。

生：如果把比赛的场地变为核辐射的场地，人要穿着防护衣一点点扫，运用机器人就会更合适。

师：为什么呢？

生：因为人会疲惫，机器人只要有电，就会一直工作。人对劳动的环境有一定的要求，而机器人没有。

师：过冷过热的环境人会不舒服，为什么机器人没有？

生：因为机器人是机器，是没有感受的。

师：机器人是对我们人类劳动的模仿和强化，它是一种程序，它不具备主观意识，这是它的优点，也是它的缺点。正是因为它不能思考，所以机器人需要我们协助它去更新，去完善。

学生通过改进、测验新技术工具，并和传统劳动工具的劳动效率进行对比，获得丰富的劳动体验。

4.在辩论中树立劳动观念

师：新技术劳动工具已经走进我们生活的方方面面，像今天所学的扫地机器人、马路上的自动扫路机、工厂里的自动生产机器人，它给我们的生活带来了哪些变化？

生1：在田地里，让机器人去劳作、去浇水，农民伯伯就可以休息。

生2：在图书馆分书、还书是一件很烦琐的事情，用机器人来操作就能提高劳动效率。

师：新技术劳动工具解放了我们的双手，空出了我们的时间，提高了我们的效率，让我们有更多的时间去提升自我，做自己想做的事。那人类是不是就可以躺平，不需要劳动了呢？

生：我们还要和机器人一起劳动，机器人不是那么完美。

师：对啊，我们也不能懈怠，要让我们的大脑和双手动起来，不断地创新使用和改进新技术劳动工具。

教师引导学生正确看待新技术劳动给现实生活带来的变化，辨析人和新技术劳动工具之间的关系，理解劳动创造美好生活的道理。

教师将新技术劳动与具体的劳动项目相结合，在劳动项目中融入智能化因素，引导学生思考如何升级当下的劳动。学生在应用中加深了对新技术劳动的理解，扩大了对劳动内涵的认知。

案例反思

在“新技术劳动：扫地机器人”跨学科主题式教学中，教师提前预设学生学习需要的技术支持和知识储备，明确小组内的人员分工，为跨学科主题学习做好资源支持和活动准备。本教学案例充分发挥了学生的主体性、积极性和创造性，综合运用多学科知识，真正让学生做到了知行合一、学创融通、手脑并用、体脑结合，既能落实信息科技核心素养，又培养了劳动素养。当然，在实施跨学科主题教学时，笔者也遇到了一些困惑，但在边教边解惑的过程中对跨学科主题式学习也有了更深的认识。

1.选择跨学科主题学习的主题

疑问：如何确立有价值的跨学科主题？教师自定跨学科主题还是选择课标提供的活动主题？在开展跨学科主题教学时一定要坚持学科立场，还是隐性融合？

本案例是跨信息科技学科与劳动学科的主题学习，在确定学习主题时，笔者先翻阅了两门学科的课标，找到可融合的契合点。在劳动课标中，对“新技术体验与应用”任务群的内容给予了清晰的描述：“选择1、2项新技术，如三维打印技术、激光切割技术、智能控制技术等，初步进行劳动体验与技术应用。熟悉某项新技术的主要功能及简单的使用方法。感受新技术在提高生产效率、产品质量及创造性解决问题等方面的重要作用，感受现代劳动中的创新精神。”在信息科技课标中有这样的描述：“通过分析典型应用场景，了解计算机可用于实现过程与控制，能在实验系统中通过编程等手段验证过程与控制系统的设计。从智能家居中提取算法问题作为教学实例，学生通过阅读理解、修改运行等体验计算机程序，设置和调整参数，观察讨论，执行验证程序。”

通过以上课标描述，笔者结合学校现有的教学装备“扫地机器人”、日常劳动任务群中“清洁与卫生”中的扫地劳动，以及学校的开源硬件设备，将研究主题锁定为“新技术劳动：扫地机器人”。

2.制订跨学科主题学习的目标

疑问：每门学科都有系统的知识体系，有自己的学科特色。那么，跨学科主题式教学是否也有一个系统的知识体系呢？除跨学科主题式教学涉及的学科知识目标外，跨学科主题学习是否也应有自身的目标，如合作、交流、表达等？

跨学科主题学习的出发点是学习目标的确立。教师首先要明确带学生到哪里去，才能设计学习过程带学生去。不同于学科内的学习目标，跨学科主题的学习目标更具有综合性、连贯性。笔者围绕“认识扫地机器人—制作扫地机器人—改进扫地机器人—讨论扫地机器人”这几个维度展开，依次描述学习要达成的目标。

3.确定跨学科主题学习的实施途径

疑问：丰富的跨学科主题活动时间会较长，如何在有限时间内完成相关活动？如何区分主题教学中的多学科和跨学科？两位教师一起上课，还是一位教师上课？

在“双减”后，笔者所在学校的每位教师都可以开设自己的社团。每周两次社团课，再加一节信息科技课，三节课时恰好能一完成一次完整的跨学科主题教学活动。

有的主题教学围绕一个关键词，从多学科展开，如“长征”，语文学科读长征，数学学科量距离，美术学科画人物，音乐学科拍戏剧。而跨学科学习，则是为了完成一个主题，综合利用多学科知识而开展的学习。

如果涉及专业性较强的跨学科主题，如教学水果乐器的演奏，即为音乐课和信息科技课的跨学科，则需要两位教师同时上。信息科技教师教会学生利用水果和开源硬件制作钢琴，调出七个基本音，乐谱、节奏的教学就需要由音乐教师来完成。

4.跨学科主题教学中的评价问题

疑问：评价让学生的实践水平和学习质量得到及时反馈，那么在跨学科主题教学中，如何评价才能看到最真实的成长？

问题链能串起学科间的知识点，是落实核心素养的有效抓手。教师根据教学环节梳理教学中的问题链，形成跨学科主题学习方案评价单（如上表），让学生以小组为单位对学习中的表现进行评价。另外，还可以根据学生的作品进行表现性评价，从外观、结构、功能三方面判断是否达到预期的效果。

跨学科主题学习是落实劳动教育的一种途径，学生从信息科技学科中获取知识，为劳动教育的实施做铺垫，学生在劳动中创新运用所学知识，学习的过程也是劳动的过程，学习的成果也是劳动的成果。