核心素養(yǎng)視角下信息科技跨學(xué)科學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)及實(shí)施策略

《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》指出，要“統(tǒng)籌設(shè)計(jì)綜合課程和跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)”“開(kāi)展跨學(xué)科主題教學(xué)，強(qiáng)化課程協(xié)同育人功能”，并且提出“原則上，各門(mén)課程用不少于10%的課時(shí)設(shè)計(jì)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)”[1]。在16門(mén)學(xué)科課程的義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)中，“跨學(xué)科”這一術(shù)語(yǔ)累計(jì)出現(xiàn)超過(guò)400次。這意味著跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)已成為義務(wù)教育教學(xué)改革的重點(diǎn)方向，是一線教育工作者需要密切關(guān)注并付諸實(shí)踐的重要議題。一、核心素養(yǎng)背景下信息科技跨學(xué)科學(xué)習(xí)的必要性（一）實(shí)現(xiàn)信息科技核心素養(yǎng)落地的關(guān)鍵路徑北京師范大學(xué)董艷指出，跨學(xué)科學(xué)習(xí)要結(jié)合真實(shí)生活，激發(fā)學(xué)生的實(shí)踐與探究興趣，使個(gè)人在參與群體活動(dòng)的過(guò)程中，能夠利用兩個(gè)或兩個(gè)以上的學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)、信息、理論等內(nèi)容探究具有真實(shí)意義的、與學(xué)科知識(shí)應(yīng)用相關(guān)的問(wèn)題，并整合相應(yīng)觀點(diǎn)提出解決方案，以促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深度理解[2]。跨學(xué)科學(xué)習(xí)能夠讓學(xué)生在真實(shí)情境中主動(dòng)運(yùn)用跨學(xué)科知識(shí)、思維和方法探究復(fù)雜問(wèn)題，從而有效解決書(shū)本知識(shí)和現(xiàn)實(shí)世界割裂的問(wèn)題?？偟膩?lái)說(shuō)，實(shí)施大單元教學(xué)、探索跨學(xué)科學(xué)習(xí)和開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是推動(dòng)核心素養(yǎng)在教學(xué)中真正落地的三大關(guān)鍵路徑（如圖1）。《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“課標(biāo)”）引領(lǐng)下的教學(xué)兼具以上三種特征。學(xué)生在跨學(xué)科的真實(shí)情境中掌握搜索資源的方法，提升信息意識(shí)及數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力，在跨學(xué)科項(xiàng)目的實(shí)施中鍛煉計(jì)算思維，深化對(duì)信息社會(huì)責(zé)任的理解。（二）聯(lián)結(jié)真實(shí)世界與“科”“技”實(shí)踐的重要通道傳統(tǒng)的教學(xué)觀念使得技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐與學(xué)生的真實(shí)生活是相對(duì)割裂的。信息科技是一門(mén)“科”與“技”并重的課程，具有基礎(chǔ)性、實(shí)踐性和綜合性的特征[3]。因此，信息科技學(xué)科本身具有較強(qiáng)的跨學(xué)科性，在開(kāi)展跨學(xué)科學(xué)習(xí)方面有著天然的優(yōu)勢(shì)。跨學(xué)科學(xué)習(xí)能夠有效聯(lián)結(jié)現(xiàn)實(shí)世界與虛擬的“科技世界”，驅(qū)動(dòng)學(xué)生應(yīng)用信息技術(shù)解決復(fù)雜的真實(shí)問(wèn)題，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的發(fā)生，培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題解決、創(chuàng)新實(shí)踐、溝通協(xié)作等綜合能力，幫助他們適應(yīng)快速變化的社會(huì)生活。（三）培養(yǎng)未來(lái)社會(huì)所需數(shù)字素養(yǎng)的必然選擇隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算等技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字素養(yǎng)已成為個(gè)體適應(yīng)未來(lái)社會(huì)、參與全球競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵能力。信息科技跨學(xué)科學(xué)習(xí)倡導(dǎo)學(xué)生在不同的學(xué)科情境中熟練運(yùn)用信息技術(shù)工具。例如，在歷史學(xué)科的學(xué)習(xí)中，學(xué)生可利用數(shù)字資源探究歷史事件，提升信息檢索與分析能力；在學(xué)習(xí)藝術(shù)學(xué)科時(shí)，學(xué)生可借助計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)展藝術(shù)創(chuàng)作，發(fā)展數(shù)字表達(dá)與創(chuàng)新能力。這種模式為學(xué)生提供了豐富的數(shù)字體驗(yàn)，幫助他們成為具備數(shù)字素養(yǎng)、適應(yīng)未來(lái)社會(huì)發(fā)展的數(shù)字公民。二、信息科技跨學(xué)科學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)思路按照課標(biāo)要求，信息科技學(xué)科每學(xué)期至少要分配4個(gè)以上的課時(shí)實(shí)施跨學(xué)科學(xué)習(xí)?！盁o(wú)人機(jī)互聯(lián)表演”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“無(wú)人機(jī)”）項(xiàng)目是一次基于課標(biāo)的跨學(xué)科學(xué)習(xí)嘗試，授課對(duì)象為八年級(jí)學(xué)生。本項(xiàng)目主要融合了信息科技、數(shù)學(xué)、藝術(shù)3個(gè)學(xué)科的知識(shí)、思維和方法，設(shè)計(jì)過(guò)程主要聚焦以下3個(gè)環(huán)節(jié)。（一）透徹研究信息科技新課標(biāo)，選取跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題學(xué)習(xí)主題的選取，最便捷的途徑便是通過(guò)透徹研究課標(biāo)、教材，深入剖析其中的學(xué)習(xí)活動(dòng)、章節(jié)內(nèi)容，從課程觀、內(nèi)容觀、方法觀方面將它們建立有機(jī)聯(lián)系，從而設(shè)計(jì)一個(gè)恰當(dāng)、高質(zhì)量的主題?！盁o(wú)人機(jī)”項(xiàng)目借鑒了課標(biāo)中“互聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)計(jì)”模塊的跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動(dòng)，融合的數(shù)學(xué)學(xué)科知識(shí)來(lái)源于《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中初中部分“圖形與坐標(biāo)”模塊的相關(guān)拓展內(nèi)容，融合的藝術(shù)學(xué)科知識(shí)來(lái)源于《義務(wù)教育藝術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中音樂(lè)部分的課程內(nèi)容“學(xué)習(xí)任務(wù)4：編創(chuàng)與展示”。我們還可以從學(xué)生感興趣的話(huà)題或者他們可接觸到的資源設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)主題。需要注意的是，跨學(xué)科主題須具備指向核心素養(yǎng)、具有真實(shí)意義、涵蓋跨學(xué)科學(xué)習(xí)內(nèi)容三大特點(diǎn)，載體一般為一個(gè)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題。一個(gè)好的驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題往往是真實(shí)的、綜合的、兼具挑戰(zhàn)性和實(shí)踐性的，但不能過(guò)于開(kāi)放，需要加入一定的限制性條件，明確指向這個(gè)項(xiàng)目所需要學(xué)生達(dá)成的各學(xué)科核心素養(yǎng)。基于以上分析，該項(xiàng)目的驅(qū)動(dòng)性學(xué)習(xí)主題定為：在第十二屆校園文化藝術(shù)節(jié)活動(dòng)舉辦之際，請(qǐng)依托已有學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合無(wú)人機(jī)造型設(shè)計(jì)及音樂(lè)舞蹈元素，在舞臺(tái)上呈現(xiàn)一場(chǎng)精彩的無(wú)人機(jī)互動(dòng)表演。（二）重點(diǎn)開(kāi)展跨學(xué)科教學(xué)分析，明確素養(yǎng)目標(biāo)及學(xué)習(xí)過(guò)程1.繪制跨學(xué)科知識(shí)圖譜跨學(xué)科知識(shí)圖譜是開(kāi)展跨學(xué)科學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。教師需要對(duì)主題涉及的跨學(xué)科知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行分析和提煉，形成知識(shí)圖譜或思維導(dǎo)圖，明晰要學(xué)習(xí)的跨學(xué)科知識(shí)的具體內(nèi)容、內(nèi)容類(lèi)型及它們之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系[4]。在“無(wú)人機(jī)”項(xiàng)目中，學(xué)生需要主動(dòng)聯(lián)結(jié)信息科技、數(shù)學(xué)、藝術(shù)3個(gè)學(xué)科的知識(shí)內(nèi)容、學(xué)科思想和方法支撐所有的項(xiàng)目探究活動(dòng)（如圖2）。2.確定素養(yǎng)目標(biāo)—教學(xué)目標(biāo)確定學(xué)習(xí)目標(biāo)是開(kāi)展跨學(xué)科學(xué)習(xí)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)著學(xué)生的學(xué)習(xí)方向。教師可以參考各學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)中的核心素養(yǎng)目標(biāo)，確定所設(shè)計(jì)的項(xiàng)目要達(dá)成的各學(xué)科核心素養(yǎng)提升目標(biāo)。本項(xiàng)目從信息科技、數(shù)學(xué)、藝術(shù)3個(gè)學(xué)科確定了跨學(xué)科學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)及教學(xué)目標(biāo)（見(jiàn)表1）。在核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的引領(lǐng)下，教師可繼續(xù)確定具體的三維目標(biāo)或?qū)W業(yè)目標(biāo)。三維目標(biāo)主要是從知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個(gè)維度展開(kāi)具體分析，學(xué)業(yè)目標(biāo)則需要根據(jù)各學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)中的學(xué)業(yè)質(zhì)量要求和學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)際情況確定。本項(xiàng)目確立的學(xué)業(yè)目標(biāo)為：①以數(shù)學(xué)知識(shí)為支撐，知道如何設(shè)置無(wú)人機(jī)的空間位置；②以物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)為支撐，知道無(wú)人機(jī)定位技術(shù)；③通過(guò)繪制草圖的方式，規(guī)劃、設(shè)計(jì)無(wú)人機(jī)飛行動(dòng)作；④應(yīng)用Python語(yǔ)言編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行控制。3.分解子項(xiàng)目信息科技學(xué)科的跨學(xué)科學(xué)習(xí)一般以主題活動(dòng)或項(xiàng)目式學(xué)習(xí)兩種形式實(shí)施。筆者建議從知識(shí)邏輯，即知識(shí)內(nèi)容的遞進(jìn)學(xué)習(xí)順序邏輯，將核心主題分解為各子主題；從項(xiàng)目邏輯，即驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題解決的邏輯，將主項(xiàng)目分解為各子項(xiàng)目。“無(wú)人機(jī)”項(xiàng)目屬于創(chuàng)意造物范疇，以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式實(shí)施，因此教師采用典型的基于驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題解決的項(xiàng)目邏輯對(duì)核心主題進(jìn)行了分解，學(xué)生以小組為單位經(jīng)歷調(diào)查分析、方案設(shè)計(jì)、創(chuàng)意實(shí)踐和項(xiàng)目展示過(guò)程。按照子項(xiàng)目的復(fù)雜程度，教師為每個(gè)項(xiàng)目活動(dòng)設(shè)置了若干任務(wù)群（如圖3）。4.確定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)“無(wú)人機(jī)”項(xiàng)目的評(píng)價(jià)維度主要依照表1的核心素養(yǎng)目標(biāo)設(shè)計(jì)。根據(jù)評(píng)價(jià)的內(nèi)容和特征，教師設(shè)置了自評(píng)、教師評(píng)、組間評(píng)等不同的評(píng)價(jià)形式，并將表現(xiàn)性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)結(jié)合（見(jiàn)表2）。本項(xiàng)目收集的表現(xiàn)性評(píng)價(jià)素材包括各小組的項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案（包含草圖）、學(xué)生個(gè)人的學(xué)習(xí)過(guò)程記錄表、項(xiàng)目方案展示情況以及最終的無(wú)人機(jī)作品展示情況，以為表現(xiàn)性評(píng)價(jià)提供參考依據(jù)。同時(shí)教師通過(guò)測(cè)驗(yàn)、問(wèn)卷等終結(jié)性評(píng)價(jià)方式考查學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)原理、無(wú)人機(jī)定位、音樂(lè)舞蹈等知識(shí)的掌握程度及對(duì)信息社會(huì)責(zé)任的理解。（三）充分完成資源準(zhǔn)備，支撐學(xué)生自主探究和建構(gòu)過(guò)程跨學(xué)科學(xué)習(xí)的過(guò)程本質(zhì)上是學(xué)生自主探究和意義建構(gòu)的過(guò)程，資源作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)探究的支架尤其重要。在開(kāi)展“無(wú)人機(jī)”項(xiàng)目前，教師對(duì)該項(xiàng)目涉及的學(xué)習(xí)環(huán)境、材料設(shè)備、軟硬件資源、學(xué)習(xí)資源進(jìn)行了充分的評(píng)估和準(zhǔn)備（見(jiàn)表3），并預(yù)設(shè)了學(xué)生可能會(huì)遇到的難點(diǎn)，從而準(zhǔn)備能夠提供支持的學(xué)習(xí)資源，如跨學(xué)科知識(shí)微課、電子版學(xué)習(xí)資料、導(dǎo)學(xué)案等，幫助學(xué)生順利地完成知識(shí)建構(gòu)。學(xué)習(xí)資源準(zhǔn)備得越細(xì)致、恰當(dāng)，學(xué)習(xí)支架的作用越能得到最大程度的發(fā)揮。三、信息科技跨學(xué)科學(xué)習(xí)的實(shí)施策略（一）實(shí)施方式：循序漸進(jìn)，從主題活動(dòng)逐漸過(guò)渡到項(xiàng)目式學(xué)習(xí)對(duì)于信息科技教師而言，《義務(wù)教育信息科技教學(xué)指南》及課標(biāo)是跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐最好的切入點(diǎn)。筆者建議在第一、第二學(xué)段，信息科技的跨學(xué)科學(xué)習(xí)主要采用主題活動(dòng)的形式，在第三學(xué)段，可適當(dāng)過(guò)渡到項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，到第四學(xué)段則主要采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式開(kāi)展，引導(dǎo)學(xué)生圍繞真實(shí)情境、復(fù)雜現(xiàn)象、棘手議題，開(kāi)展指向問(wèn)題解決的探究學(xué)習(xí)活動(dòng)?！盁o(wú)人機(jī)”項(xiàng)目正是對(duì)課標(biāo)中的跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動(dòng)“無(wú)人機(jī)互聯(lián)表演”在課堂中的進(jìn)一步拓展和深化。根據(jù)課標(biāo)中提出的主題建議，本文對(duì)4個(gè)學(xué)段的跨學(xué)科主題實(shí)施方式提出了建議（如圖4）。（二）教學(xué)組織：體現(xiàn)“六有”，做好學(xué)生自主探究的引導(dǎo)者學(xué)生在體驗(yàn)解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中提升跨學(xué)科理解是實(shí)施跨學(xué)科學(xué)習(xí)的目標(biāo)。教師需要做好引導(dǎo)者角色，在教學(xué)中充分體現(xiàn)“六有”原則（如圖5），主要包括：有兼具真實(shí)性、綜合性和實(shí)踐性特征的驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題；有立德樹(shù)人指向的核心素養(yǎng)目標(biāo)和具體的學(xué)業(yè)目標(biāo)；有可實(shí)施的、挑戰(zhàn)性的任務(wù)群；從學(xué)習(xí)和時(shí)間序列上，有清晰的探究活動(dòng)流程；有資源支架的支持和學(xué)習(xí)過(guò)程中的有效幫助；有跨學(xué)科學(xué)習(xí)成果的交流、展示、總結(jié)和提升。在“無(wú)人機(jī)”項(xiàng)目的教學(xué)中，教師依此引導(dǎo)學(xué)生探究，首先共同確定驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，學(xué)生圍繞問(wèn)題展開(kāi)調(diào)查分析，接著設(shè)計(jì)無(wú)人機(jī)飛行方案，繼而開(kāi)展創(chuàng)意飛行實(shí)踐。此過(guò)程中教師給予及時(shí)反饋和幫助，提升學(xué)生完成項(xiàng)目的信心。最后學(xué)生在班級(jí)和校園藝術(shù)節(jié)展示成果，通過(guò)自評(píng)、教師評(píng)、組間評(píng)等方式反思提升。（三）效果評(píng)價(jià)：以生為本，關(guān)注學(xué)生是否形成跨學(xué)科理解在跨學(xué)科學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)方式、評(píng)價(jià)維度考量方面，筆者建議以表現(xiàn)性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式，評(píng)價(jià)維度盡量與核心素養(yǎng)目標(biāo)維度保持一致，驗(yàn)證跨學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)落實(shí)情況。在評(píng)價(jià)內(nèi)容的設(shè)置方面，教師需要考查學(xué)生是否主動(dòng)聯(lián)結(jié)了跨學(xué)科知識(shí)和方法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜問(wèn)題的解決、是否形成了跨學(xué)科理解，這是跨學(xué)科學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵。在評(píng)價(jià)證據(jù)的收集方面，教師應(yīng)從各項(xiàng)評(píng)價(jià)內(nèi)容出發(fā)，全面收集學(xué)生在各類(lèi)探究活動(dòng)中形成的顯性的成果和行為，形成表現(xiàn)性評(píng)價(jià)證據(jù)鏈條，支撐表現(xiàn)