高中信息技术课堂实现跨学科融合教学的实践与探索

汪文才

摘  要  信息技术学科课堂教学要始终坚持以发展核心素养，提升学生综合素质为主要目标。采取任务驱动和层层递进的教学策略，引导学生采用自主、合作、探究的学习方式，开展教学活动，进行交流展示，提升核心素养。同时，将爱国主义教育和生命安全教育潜移默化地渗透到课堂教学中，实现跨学科间融合教学。

关键词  核心素养；数据可视化；信息技术

中图分类号：G633.67    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2023）01-0096-03

1  案例思想

随着新课程改革不断深入，信息技术课程在普通高中课程体系中的重要地位和特殊价值体现越来越明显。信息技术学科课堂教学要始终坚持以发展核心素养，提升学生综合素质为主要目标。本节课紧紧围绕Excel电子表格数据图表呈现为主要内容开展教学，通过任务驱动和层层递进的教学策略，引导学生采用自主、合作、探究的学习方式，开展相关教学活动，通过课堂交流展示，提升学生的语言表达和沟通协调能力，使学生在分析问题、解决问题和交流协作的过程中，培养信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力等学科核心素养。同时，利用“中国GDP增长动态图”微视频和“南丁格尔玫瑰图”等具体案例，将爱国主义教育和生命安全教育等德育内容无形地渗透到信息技术课堂教学中，实现跨学科间融合教学。

2  案例背景

本节课的学习对象是普通高中一年级学生，他们思维活跃，有一定的逻辑思维能力，动手能力较强，但归纳总结能力较弱。通过前面课程的学习，他们已经掌握了Excel电子表格数据整理的基本方法，能对表格中的数据进行简单计算和处理。在生活中，他们经常在各种媒体上看到各类数据以图表形式呈现，但通过自己动手将大量原始的、孤立的、零散的数据进行有效整理并以图形化的方式表达尝试不多，完整的思维体系尚未形成，对数据图表呈现的方法充满了好奇。

3  案例主题

通过本节课的学习，学生能深入理解数据图表呈现的重要意义，并掌握数据图表呈现的一般过程，能根据数据图表分析数据，并发现事物的性质及变化规律。学生在经历数据图表呈现的过程中，进一步认识到数据分析的重要性，逐步形成数据信息处理能力，在完成具体任务中学会知识迁移，从而提升信息意识和数字化学习创新能力，形成一定的可视化思维。本次课学习的重点是让学生理解数据图表呈现的重要意义，掌握数据图表呈现的一般过程，学习难点则是如何对基础数据进行分析并选择对应的图表类型来直观明了的呈现数据，达到数据可视化的效果。

4  案例过程

4.1  激情导入，引入课题

导入是一节課的关键环节。本节课首先让学生观看“中国GDP增长动态图”（见图1）微视频，在看完视频后，引导学生开展问题讨论，让学生谈一谈观后感，有的学生表示：“中国GDP快速增长，综合国力不断增强，作为中国人，感到无比自豪”，还有的学生认为：“数据呈现的方式直观明了，信息的表现形式丰富多样”。进一步引发学生思考，这样一个非常震撼、炫丽的动态图是如何做出来的呢？表格中的数据能以图形化的方式显现吗？从而以问题讨论的形式逐步引入本次课的学习主题。

通过观看视频的方式来吸引学生的注意力，从而达到激发学生主动探索数据图表呈现过程的兴趣，这不仅让学生体验了数据可视化工具组织和存储数据的强大功能，还让学生感受到伟大祖国综合国力实现不断超越的辉煌历程，从而激发学生的爱国精神，进一步坚定理想信念，通过信息技术课堂有效进行了一次爱国主义教育。

4.2  积极探究，掌握新知

4.2.1  观察图表，了解图表类型

引导学生积极探究新问题，掌握新知识。通过课前预习，学生已经了解电子表格中常见的图表类型有柱形图、条形图、饼图、折线图等。接下来给学生展示两幅图片，“南丁格尔玫瑰图”（见图2）和“2020全球疫情防控形势分析”，让学生仔细观察并在小组内讨论，说出这两幅图是什么类型的图表。有的学生说有点像饼图但又不是饼图，还有学生说长得像雷达图又非雷达图，很是奇怪。学生的学习兴趣再次被点燃。

“南丁格尔玫瑰图”——一个美丽的名字悄然走进了学生的心里，这里有着一段为敬畏生命而存的历史，接下来教师向学生介绍南丁格尔的英雄事迹和玫瑰图的由来，教育引导学生学习南丁格尔不怕困难、不怕吃苦、无私奉献的敬业精神。同时，结合当前国际疫情防控形势，数据统计专家再次用到南丁格尔的数据统计方法，用玫瑰图直观形象地展示全球疫情防控形势，使学生进一步感受到中国政府的强大治理能力，增强了幸福感、安全感，强化生命安全意识。

通过对这两幅图的讨论，再次引导学生深刻认识数据可视化的重要意义。同时，还将英语学科知识、生命安全教育、德育等内容融入课堂教学中，和学科教学进行无形渗透和有效整合。

4.2.2  任务驱动，完成图表创建

课堂的最终目标是让学生掌握知识和技能，通过任务驱动，实践操作，让学生完成图表创建。任务如下：根据2012—2016年部分省区市国内生产总值数据表（见表1），分析和展现2012—2016年北京市、天津市、上海市三地国内生产总值的变化情况。

1）分析数据。通过对表格数据分析，北京市、天津市、上海市三地国内生产总值的数据包含时间趋势和大小比较两层关系，因此图表类型选择折线图。当数据沿着某个方向进行有规律变化，可以使用折线图，它用线条将相关数据连接起来，能直观看出随着x轴变化，y轴是怎样的变化趋势。

2）小试牛刀。以小组活动为主，在小组内开展自主学习和合作探究，根据下发的学习任务开展小组讨论，并按要求完成图表创建操作。（教师开展巡视，对学生提出的问题进行答疑和指导）

3）交流展示。率先完成任务的小组，选派代表通过大屏幕对操作过程进行演示。教师对操作过程进行点评，对完成任务较好的小组进行鼓励，同时关注对完成任务存在困难的学生，进行有针对性的指导，实施分层教学。

4）合作探究。让学生观察折线图，发现数据变化规律。学生通过观察折线的走势，发现北京、天津、上海三地国内生产总值在2012—2016年间一直呈上升趋势，教师帮助学生总结数据呈现的规律，表格所承载的信息多而密，虽然能显示具体数值，但是不能直观看到趋势、比重等信息，而图表能通过视觉的形式展示数据，使我们更容易发现数据的变化规律。继续让学生思考，有没有其他类型的图表也能表现出此类数据的变化规律，例如柱形图、条形图等？让学生尝试用柱形图反映三地国内生产总值的变化情况，在学生完成任务后，让学生分组讨论，对比两种类型的图表所展现的数据特点，体会各自的优势。引导学生总结规律，柱形图能较好地反映出数据大小的比较，但对数据变化趋势显现不明显，折线图的优势在于做趋势分析，而柱形图和条形图适合做类别比较，因此，我们要学会分析数据的变化规律，从而合理地选择图表类型进行数据的可视化。

通过任务驱动的形式，让学生在具体问题情境中进行合作学习，培养协作意识，在解决问题的过程中掌握学科知识和方法。通过交流展示能很好地满足学生的表现欲和求知欲，激发学习兴趣，同时，还能培养学生的语言表达和沟通能力，训练学生的逻辑思维能力，从而有效发展学科核心素养。

4.3  拓展延伸，探索组合图表

为了让课堂更加具有趣味性和挑战性，在学生充分掌握图表创建方法的基础上，下发组合图表创建任务，要求在一个图表中用折线图和柱形图同时反映同一数据的变化趋势，鼓励学有余力的学生进行积极尝试和探索。通过对学习内容的拓展延伸，引导学生进一步探索复杂图表的创建方法，满足学生解决多种复杂问题的现实需求，培养学生的创新精神和综合信息素养，还可以让学有余力的学生进行深度学习，训练高阶思维。

4.4  课堂小结，布置课后练习

对课堂内容及时总结并布置相应的课后练习，对学习具有巩固提升的效果。步入大数据时代，数据体量越来越大，各行各业对数据处理的要求越来越高，对数据进行整合、挖掘和可视化分析的需求也越来越大，我们如何从海量的数据中提取到有价值的信息，以提高信息表达的精确性和有效性，是每个中学生必备的核心素养，也是应对大数据时代挑战的关键所在。教师基于大数据背景精心设计课后作业。

1）通过查阅资料，了解雷达图、散点图、气泡图等分别适合展现何种数据关系。

2）浏览国家官方数据统计网站，收集感兴趣的数据，使用Excel软件进行图表可视化分析。

3）通过互联网查阅资料，了解几款常用的数据可视化分析工具，并尝试操作应用。通过课后练习，引导学生通过网络获取信息，能甄别信息真假，增强信息意识，强化信息社会责任。

5  案例總结反思

本节课通过学习数据图表的呈现方法，经历数据图表呈现的一般过程，让学生认识到数据分析的重要性，体验数据图表呈现的优势，深刻理解数据可视化的重要意义，能根据数据图表分析数据，并发现事物的性质及变化规律，尝试用已知的方法解决具体问题，培养处理数据信息的能力，形成一定的可视化思维。信息技术这门学科，对于培养学生的科学精神、创新精神和实践能力，提高学生对信息社会的适应能力等方面都具有重要的意义。在信息技术教学中，必须以新的教学理念和教学理论为指导，根据新的课程标准，探索适合信息技术课堂教学的教与学的新策略和新模式来挖掘学生潜能，提高学生素质，尤其是其利用计算机解决实际问题的能力。同时，在教学过程中，适当地渗透其他学科知识的学习，发挥学科间综合育人功能，将相关学科的教育内容有机整合，提高学生综合分析问题、解决问题能力，是实现跨学科教学的一次有效探索。

通过这节课，笔者明白学生的学习动机就是强烈的求知欲和对所学内容的兴趣。在教学过程中，要坚持鼓励和引导相结合，排除学生学习中各种心理障碍，创设和谐的学习氛围，鼓励学生学会合作学习。在学习小组中，笔者也安排了学生学习的“青蓝工程”，让优秀的学生带着后进生，共同进步，在互帮互助的过程中增进感情，创造出合作学习，团结向上的学习氛围。在信息技术课程教学中，需要创设基于真实问题的教学情境，让学生带着真实的任务学习，从而让学生拥有学习的主动权，充分体现在教学过程中学生的主体地位和教师的引导作用，激励学生要善于接受新事物，不断探索新技术，培养创新思维，让学生在知识的领域里，不断超越，绽放光芒。