數(shù)字化支架助力小學生跨學科主題學習的策略

在現(xiàn)代教育實踐中，支架作為一種新興的教學支持工具，其價值在于引導學生跨越最近發(fā)展區(qū)。教師作為支架的搭建者，需以學生需求為導向，適時適度提供支持，促進學生主動探索新知、自主構建知識意義?？鐚W科主題學習是教師開展小學數(shù)學任務群教學的重要方式，旨在以任務驅(qū)動、目標引領等手段，激發(fā)學生自主學習、主動探索新知，形成跨學科知識體系。然而，部分學生因認知能力、解決問題能力不足，難以獨立完成學習任務。盡管學界對此進行了大量研究，但在信息技術與學科整合視角下的理論或?qū)嵺`研究方面仍有不足。筆者以“梨箱設計學問多”項目式學習活動為例，探討搭建數(shù)字化支架助力小學生跨學科主題學習的策略，以期為教學實踐提供有益參考。一、數(shù)字化支架的內(nèi)涵及其價值本文所述數(shù)字化支架是指以支架理論為基礎，以信息技術為支撐，充分利用數(shù)字資源互動性強、反饋及時、資訊豐富和內(nèi)容呈現(xiàn)多樣等優(yōu)點，協(xié)助學生完成項目任務的“腳手架”[1]。支架理論由維果茨基的最近發(fā)展區(qū)理論拓展而來。該理論認為，缺乏獨立解決實際問題能力的學生，需要得到教師或較強能力的同學幫助，才能完成學習任務或達成學習目標。在此基礎上，數(shù)字化支架充分利用信息技術手段和數(shù)字化學習資源，為有需要的學生提供“腳手架”，幫助學生完成學習任務，達到潛在發(fā)展水平。用于支撐學生學習的數(shù)字化支架種類繁多，常見的有媒介式、范例式、問題式、思維導圖式等數(shù)字化資源。這些支架以信息技術為支撐，具有跨時空性、實時交互性、開放性等特點，能夠為學生帶來參與式、互動式、沉浸式學習體驗，有效激發(fā)學生的學習興趣、好奇心和探索欲望，扶持學生跨越最近發(fā)展區(qū)。教師在開展跨學科主題學習活動中搭建數(shù)字化支架，引導有需求的學生利用數(shù)字化學習資源，在真實、復雜的問題情境中運用學科知識解決生活中的實際問題，不僅能促進學生完成跨學科項目學習任務，提高學生獨立解決問題的能力，還能有效推進學科整合，增強課堂吸引力。數(shù)字化支架的運用，使得學生能夠在教師的引導下，逐步構建起自己的知識體系，實現(xiàn)從依賴到獨立的轉變，這對于學生的終身學習和全面發(fā)展具有重要意義[2]。隨著教育數(shù)字化的不斷深入，數(shù)字化支架在教學中的應用越來越廣泛，其在提高教學效率、優(yōu)化學習體驗、促進學生全面發(fā)展等方面展現(xiàn)出巨大的潛力。特別是在小學階段，學生正處于認知發(fā)展的關鍵時期，數(shù)字化支架的合理運用能夠極大地激發(fā)學生的學習熱情，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和問題解決能力，為他們的終身學習奠定堅實的基礎。因此，深入研究數(shù)字化支架的內(nèi)涵、價值以及搭建策略，對于推動教育數(shù)字化發(fā)展、提高教學質(zhì)量具有重要的理論和實踐意義。二、數(shù)字化支架的搭建原則與策略（一）數(shù)字化支架的搭建原則數(shù)字化支架的搭建應以學生需求為導向，遵循信息技術與學科融合的一般規(guī)律，體現(xiàn)以學生為中心的理念。1.學生主體性原則教師設計的任務和活動要契合學生的認知發(fā)展水平，能夠引發(fā)學生深度思考。應始終突出學生在學習中的主體地位，調(diào)動學生學習的積極性。2.情境性原則教師要將學科知識與信息技術相融合，利用真實的問題情境，充分發(fā)揮情境支持認知、參與認知的支架功能，激活學生的想象力和創(chuàng)新性思維，促進學生對所學知識的意義建構。3.學生需求原則教師要利用各種數(shù)字化平臺及調(diào)查摸底等手段，評估學生已有知識和能力與所要完成任務或活動所需知識和能力之間的差距，即學生最近發(fā)展區(qū)，對有需求的學生予以精準扶持，助其達到新的發(fā)展水平。4.理解應用原則教師設計的活動應起到將學生已有知識與新知聯(lián)系起來的作用，讓學生理解新知，并能運用新知獨立解決最近發(fā)展區(qū)能力范圍內(nèi)的問題。（二）數(shù)字化支架的搭建策略與使用方法數(shù)字化支架是以學生學習實際需求而搭建的。教師作為支架的搭建者，要在了解學生的實際認知水平和潛在發(fā)展水平的基礎上，選定與學生的現(xiàn)實生活密切相關，具有一定挑戰(zhàn)性和可操作性的跨學科主題學習項目作為核心任務，精心選擇數(shù)字化資源，為有需求的學生搭建科學合理的學習支架，引導其順利完成學習任務。以“梨箱設計學問多”跨學科主題學習項目案例為例，筆者以學生生于斯長于斯的碭山梨鄉(xiāng)為項目式學習的情境支架，引導學生運用數(shù)學知識解決梨箱設計這一生活中的實際問題。為幫助有需求的學生突破認知障礙，筆者搭建了數(shù)字化支架（如圖1），包括“主題·任務”支架、“路徑·資源”支架、“整理·反思”支架，利用信息技術營造可視、可聽、可感、可交互的項目教學場景，助力學生在問題探究過程中實現(xiàn)認知能力“撐竿跳”。1.構建“主題·任務”支架，助力學生學習進階“主題·任務”支架是為了幫助學生明確項目學習的主題、任務和目標，引導學生學習進階而搭建的，它具有支持性、生長性和跨界思維等特點。所謂學習進階是指學生在掌握基本學習內(nèi)容的基礎上，進一步提升學習能力和水平，達到更高層次的學習目標的過程[3]。這一過程是圍繞項目式學習任務而展開的，由學生自覺完成。就項目式學習任務而言，一般由核心任務衍生出多個子任務，即依托真實問題情境構成具有梯度的學習任務鏈。教師在確認學生有幫助需求后，要借助支架進行引導，層層推進，激發(fā)學生學習進階的欲望，促進學生主動探索新知。例如，在“梨箱設計學問多”項目學習“主題·任務”支架支持下，筆者設計了“明確項目主題—話題征集篩選—閱讀平臺扶持—收集相關數(shù)據(jù)—自主設計流程”連貫的進階任務，依序推進主題學習活動（如圖2）。[子任務一]項目揭牌：借助微視頻明確項目主題。教師以微視頻等媒介揭示項目主題，讓學生直觀感受任務情境，明晰學習目標，增強項目學習的興趣和好奇心，同時也為任務進階打下基礎。筆者在項目揭牌任務中，首先以微視頻為支架讓學生欣賞碭山作為酥梨之鄉(xiāng)（聞名世界的連片梨園）的鄉(xiāng)土美景。筆者在學生享受家鄉(xiāng)美好，興趣正濃時適時拋出問題支架：“雖然酥梨暢銷，但運輸過程中磕碰現(xiàn)象嚴重，給商家?guī)砹瞬簧贀p失。如何設計一款既方便運輸又能宣傳家鄉(xiāng)特色的梨箱呢？”利用這一震撼學生心靈之問，引發(fā)學生思考：為什么設計？設計什么？筆者以此引導學生體悟本主題學習的意義，解決部分學生學習任務不明、目標不清的問題，同時也讓學生從中體驗到家鄉(xiāng)積淀深厚的梨文化，激發(fā)對家鄉(xiāng)的熱愛之情和運用所學知識解決生活中實際問題的情感，收到事半功倍之效。[子任務二]項目啟動：利用互動平臺甄選熱點話題。教師組織熱點話題征集篩選活動，有利于提升學生的思維，培養(yǎng)學生互學互助的品質(zhì)。筆者在項目啟動環(huán)節(jié)，以問題為支架，引導學生借助互動平臺參與熱點話題征集篩選活動，幫助有需求的學生把握梨箱設計關鍵要素和環(huán)節(jié)。經(jīng)過篩選，“設計梨箱應該考慮哪些因素？”“哪些要素可在設計梨箱時選用？”等話題脫穎而出。這些話題聚焦于設計梨箱需考慮的重要因素。學生完成上述任務可夯實主題學習進階的基礎。[子任務三]項目預熱：借助閱讀平臺扶持。教師借助閱讀平臺豐富學生知識儲備，拓寬學生視野，提高學生綜合素養(yǎng)，可以幫助學生建構對新知的意義。筆者在項目預熱環(huán)節(jié)，利用閱讀平臺這一媒介支架，引導學生自主學習，充實自我，幫助部分學生解決設計梨箱知識儲備不足導致盲目設計的問題，提高他們完成任務的能力。[子任務四]項目前奏：利用問卷軟件收集相關數(shù)據(jù)。借助問卷星了解學生所想所思，可以針對性幫助有需求的學生開展主題學習活動。筆者在本任務中，讓學生開展社會調(diào)查，了解商戶需求，利用問卷星這一媒介支架發(fā)布并收集相關數(shù)據(jù)。從數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果看，學生都有設計一個外表美觀、箱內(nèi)布局合理、減少水果損耗梨箱的愿望，但是也有部分學生對于實用與美觀二者兼得的設計目標，存在信心不足的問題。筆者利用此任務支架，引導學生想商戶所想，解商戶所盼，使學生堅定了解決生活中實際問題的信念，明晰了梨箱設計目標，同時也讓筆者對學生的幫助需求了然于胸。[子任務五]項目序曲：利用互動平臺助力學生自主設計流程。學生借助互動平臺支架自主設計流程并非放任自流，教師的引導至關重要。例如，在此任務中，筆者首先指導學生組建任務活動小組并進行合理分工，學習并熟練掌握工具使用方法，設立共同目標，然后引導學生利用互動平臺運用數(shù)學、語文、科學、美術等學科知識制訂梨箱設計方案，使用幕布軟件繪制思維導圖，共同討論多角度展示設計成果的方式。活動中，筆者利用互動支架，引導小組成員以強幫弱，不僅解決了部分能力較弱學生存在的設計梨箱思路不清、流程不明等問題，而且提高了任務完成效率，培養(yǎng)了學生團隊合作精神。2.借助“路徑·資源”支架助力學生自主學習正確的學習路徑和豐富的數(shù)字化資源是學生自主學習的重要支撐。學生高效自主學習不僅需要主動學習的意識，而且需要正確的學習方法與策略，以及豐富的數(shù)字化學習資源。教師對有需求的學生要及時提供支架，避免學生走彎路。例如，筆者在本任務中為學生提供梨箱設計路徑和數(shù)字化設計資源（如圖3），目的就是利用資源支架啟發(fā)學生在項目學習中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。（1）學習路徑支持根據(jù)項目學習需要，筆者將學生在完成任務中可能選擇的學習路徑，按時間先后順序設計了階段性路徑表單（貫穿設計梨箱的全過程），包括構建雛形、優(yōu)化、定型和設計成品，為有幫助需求的學生提供扶持。表單一：設計雛形。筆者播放梨箱視頻，引導學生利用相關知識初步嘗試設計梨箱“一代設計圖”（如圖4）。在此基礎上，筆者利用信息技術，為學生呈現(xiàn)梨箱立體圖，并進行動畫演示（擺放梨的過程），以數(shù)字化范例支架幫助部分空間感知與圖形造型能力較弱的學生打開設計思路。表單二：設計優(yōu)化。學生分組互評“一代設計圖”，優(yōu)化生成“二代設計圖”（如圖5）。筆者利用幾何畫板，將梨箱立體圖展開，使之逐漸變?yōu)槠矫鎴D，以數(shù)學化范例支架引導學生探究圖形變形的路徑與方法，促進學生空間觀念的形成和空間想象能力的培養(yǎng)。表單三：設計定型。二代圖設計優(yōu)化后需要添加梨箱圖標。筆者利用繪圖軟件或AI技術，生成了一系列很有科幻感的圖標，以數(shù)學化范例支架引導學生了解圖形布局技巧和外觀審美要素，進一步激發(fā)學生設計靈感。表單四：設計成品。教師引導學生利用工具制作、展示梨箱（如圖6），對其進行評估。筆者使用軟件拖動和反轉功能，讓學生全方位欣賞和感知直觀形象、豐富多彩的梨箱，以數(shù)學化范例支架幫助有需要的學生優(yōu)化梨箱內(nèi)部空間布局、外觀圖形美化等設計，培養(yǎng)學生的空間想象力和創(chuàng)造力。（2）學習資源支持在本任務中，筆者將自己整理的與梨箱設計相關的學科學習資料以及錄制的梨箱設計與制作工具使用方法視頻提供給學生，讓學生從中獲得梨箱設計與制作的知識和技能。從效果來看，學生自主學習梨箱設計資料，觀看關于工具使用方法的視頻后，設計和制作梨箱變得得心應手。3.利用“整理·反思”支架助力學生養(yǎng)成批判性思維習慣整理所學與反思所得是促進學生養(yǎng)成批判性思維習慣的有效路徑。批判性思維不僅需要思維技巧，而且需要有一定的創(chuàng)造力。項目式學習是培養(yǎng)學生批判性思維的重要陣地。在活動結束后，教師要引導學生整理所學知識，反思項目式學習過程中的收獲及需要改進的地方，培養(yǎng)學生批判性思維能力。對于能力較弱的學生，教師提供支架支持是不可或缺的。例如，在“梨箱設計學問多”主題學習中，筆者在學生設計梨箱作品后，引導學生整理項目式學習中習得的知識和技能，并針對自己的作品和學習過程進行反思：“我的作品有何特別之處？哪一款梨箱設計更具實用性？”“此次活動中用到了哪些學科工具，獲得什么感悟？有哪些需要改進？”筆者利用數(shù)字化問題支架進行引導，啟迪有幫助需求的學生反思，對“常規(guī)思維”進行否定與重構，培養(yǎng)學生的批判性思維習慣和能力。三、搭建數(shù)字化支架的反思數(shù)字化支架的搭建要以學生為中心。教師、學生、學科知識、數(shù)字資源和環(huán)境等是構成數(shù)字化學習支架因素。教師要厘清各要素的內(nèi)涵、內(nèi)在要求以及要素之間的聯(lián)系，處理好要素之間的關系，這對支架的搭建至關重要。（一）正確處理個性需求與共性需求的關系數(shù)字化支架具有可視、可感、可交互等特性，在支持班級學生的共性需求方面具有無可比擬的優(yōu)勢。然而，支架的搭建是以學生個體需求為落腳點的。在班級制教學情境下，教師如何為處于不同最近發(fā)展區(qū)的學生提供支架？筆者認為，應當立足教學情境，按支架幫助與簡單引導兩類，分層展開。對于與潛在發(fā)展區(qū)差距較大的學生群體，應根據(jù)不同學生以及他們不同的最近發(fā)展區(qū)情況予以支架幫助。對于與潛在發(fā)展區(qū)差距較小的學生群體，則宜采取簡單引導的方式，促進其達到潛在發(fā)展區(qū)水平。（二）支架提供、調(diào)整與撤回應適時得當數(shù)字化支架作為學生學習過程中一種動態(tài)引導性的支持工具，其作用在于幫助有需求學生破除認知障礙。隨著教學進程的推進和學生認知水平的提高，教師應當根據(jù)學生最近發(fā)展區(qū)的變化及時調(diào)整幫助的內(nèi)容與形式