小学信息科技跨学科深度学习的设计与实施——以“滑动电位器的使用”为例

宋新 江苏省宜兴市闸口小学

深度学习是学生在教师的引导下，基于真实问题的学习主题，深度参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程，是培育学生核心素养的重要途径，其基础是学生的深度参与。跨学科学习是一种以解决真实问题为核心的深度学习方式，学生围绕学习主题深度参与，综合运用两种或两种以上学科观念和知识对主题持续探究，最终解决问题，形成成果，发展跨学科理解及核心素养。由此可见，跨学科学习是促进深度学习真实发生的有效方式。下面，笔者以小学信息科技学科五年级图形化编程内容中“滑动电位器的使用”为例谈谈跨学科深度学习的设计与实施。

●确定跨学科主题

跨学科主题在选择时要坚持回归生活的教育理念。五年级学生亲身经历了新冠疫情，每个人都切身感受到了科技对防疫的重要性和便利性，因此笔者确定以“互联智能设计”为跨学科主题，以科技助力抗击新冠疫情为主题背景，以“滑动电位器的使用”为项目，综合运用多学科知识开展学习实践活动。

●确定活动目标

本次跨学科学习以信息科技学科为关键学科，以科学、道德与法治、历史等学科为支撑学科，活动目标的确定需要各学科教师与学生交流和相互学习，了解多学科信息及知识，通过探讨完成。在教师的引导下，学生通过自主、合作、探究达成如下页表1所列的目标。

表1

●提出跨学科引导问题

在跨学科学习活动过程中，教师要利用引导问题贯穿学习始终。本次跨学科学习活动笔者提出了两类引导问题：一是事实性问题，即应对关键学科知识，如何利用滑动电位器控制角色位置实现智能互联？二是争议性问题，争议性问题是开放的，没有标准答案，目的是引发学生从多学科、多角度去思考和探索，不断提出“为什么”。本次的争议性问题是面对高速发展的互联智能带来的贡献和挑战，人类应如何合理应对？引导问题会随着学生的探索产生子问题，从而促进学生的持续探索。

●活动实施

本次跨学科学习活动课内和课外结合开展，课外以互联智能助力抗击新冠疫情为项目开展，课内以滑动电位器的使用为项目开展，并涉及数学、美术、道德与法治、科学等学科教师的协作与知识的迁移运用。

1.入项探索

教师根据学生的个性和特长将学生合理分组，学生也可自由组合，每组大约5人。推选组长，对组员明确分工，有负责信息搜集和处理的，有负责组员之间信息分享和交流的，有负责将成果物化的，有负责展示和表达的等，组员团结合作，协同探究，完成新冠病毒相关知识、历史上发生的重大疫情、科技对疫情的作用和影响、互联智能在抗击疫情中的运用等信息的学习和搜集。教师组织学生采用多种形式进行展示和交流，如制作新冠病毒知识展板、以导图形式展示新冠病毒变异过程、用绘本描述互联智能在抗疫中的运用、制作PPT展示历史上的重大疫情等，并将语文、美术、信息技术等知识综合运用到实际生活中，使学生享受成功的乐趣。

2.实践探究

在学生充分了解智能互联后，就可以进入实践探究了。笔者选择互联智能在消杀中的运用，大致过程如下。

①情境创设，激趣导入。先观看利用无人机进行环境消杀的视频，同时抛出问题：a.和人工消杀比，利用无人机消杀的优势是什么？b.无人机由什么控制？在什么方向上移动？再通过滑动电位器控制无人机小游戏，激发学生兴趣，使其感受科技力量，顺势开启对滑动电位器的探索。

②抽象分析，转化模拟。学生观察小游戏中角色的动作和变化，分析涉及的学过的脚本，完成知识的迁移。教师引导学生将真实与模拟对比，从现实场景到虚拟背景，从遥控器到滑动电位器，从无人机、消毒液、病毒到软件中的角色，体现计算思维中的抽象概念，促使学生形成设计思路和真实的理解。

③自主协作，完成创作。学生连接硬件，编写脚本，综合运用数学学科知识和信息科技学科知识，合作完成监测滑动电位器的值。在将滑杆模拟值变为当前角色的坐标值公式推导过程中，教师引导学生组间合作，以制作微视频等形式完成，进而满足学生的不同需求，并鼓励学生“做中学”“用中学”“创中学”，凸显学生主体性。另外，在编写角色脚本时，引导学生知识迁移，利用已学知识，完成脚本的编写。

④自主创新，展示成果。在完成作品后，教师引导学生综合运用美术、科学学科知识，添加一些效果来优化或提升游戏的精彩度，并展开小组讨论确定方案，拓展学生设计思路。例如，增加消灭病毒的数量统计，添加病毒的旋转、音效等运动效果，添加计时器功能等，培养学生数字化学习和创新意识。

⑤项目总结，评估检测。小组对自己组的项目进行展示、总结，同时采用组间互评和教师点评结合形式，对游戏作品美观性、可玩性、学科知识的多样性、逻辑方面进行合理评价，磨炼学生信息表达能力。

⑥反思迁移，升华素养。对本项目进行复盘，从设计思路、投入程度、最终效果、项目价值、运用的学科知识解决问题是否合理等方面进行反思总结。例如，滑杆不仅限于控制角色的位置，还可以控制角色的大小、颜色、方向等其他变化，进一步拓宽创新思路，使学生的核心素养得到升华。

3.评议修订

在跨学科学习活动中，教师要注重探究过程，及时完善活动记录表（如下页表2）。

表2

在分小组展示时，重点围绕引导问题的解决进行，如在学习滑动电位器时如何探究滑杆的最大值、最小值？如何推导滑杆模拟值转换成对应坐标的公式？在编写脚本时迁移的是哪些学过的知识？通过互联智能设计的学习怎么运用到现实生活的调音台、汽车温度调节中？互联智能高速发展对人类会有哪些不良影响？应该担负哪些信息社会责任？在各类项目活动中遇到了哪些问题？又是怎么解决的？……评议采用小组自评、小组互评和教师评价三部分，提出修订方案，各组根据方案修订项目成果。评价表设计如表3所示。

表3

4.总结

各小组在确定修订方案后，各学科教师可引导学生通过丰富的形式提炼最终成果，如以思维导图描述活动的历程、以绘本叙述活动中的小故事、用文字记录活动的收获和感悟、用照片定格快乐时刻……最后通过校园网、校刊、微信公众号、学校橱窗等多渠道展示成果，使学生收获各种表达与交流技能，提升学习的价值，享受成功带来的喜悦和自豪，最终产生跨学科理解。

●收获与反思

在完成了“互联智能设计”跨学科深度学习的设计与实施后，笔者有不少收获：一是构建了师生学习共同体；二是学生产生了运用多学科观念与方法解决问题、创作作品的“跨学科理解”；三是通过跨学科学习活动让深度学习真正发生；四是初步生成了小学信息科技跨学科深度学习的实践样本，或可为其他学科提供参考。

回顾“互联智能设计”跨学科深度学习，笔者对跨学科主题的选择、学习目标的确定仍存在困惑，对跨学科学习中各学科教师、教师与学生之间关系的改变，各学科教师如何协同合作，教学方式的变革带来的观念转变问题等诸多方面还存有疑虑，有待进一步研究与实践。