小学信息科技跨学科主题学习的内涵意蕴与设计要义

◎ 费宗翔

《义务教育课程方案（2022 年版）》中提出“在增强综合素质上下功夫”，要求“开展跨学科主题教学，强化课程协同育人功能”，并明确“各门课程用不少于10%的课时设计跨学科主题学习”。但对于大多数一线教师来说，“跨学科主题学习”是一个新名词、新课题，需要厘清内涵意蕴、凝聚更多共识，开展实践研究。

一、小学信息科技跨学科主题学习的内涵意蕴

信息科技课程一直关注学生用信息技术解决真实问题的能力培养。《义务教育信息科技课程标准（2022 年版）》（以下简称《2022版课标》）倡导真实性学习，再次强调“以真实问题或项目驱动”“提升问题解决能力”。但真实问题包含的信息繁杂，解决问题的方案往往需要用到其他学科的知识能力，实施起来比较难。跨学科主题学习可以成为信息科技学科提升学生解决真实问题能力的重要抓手，成为落实学生核心素养培育、实现课程协同育人的重要途径。郭华教授提出根据主导学科的数量多寡，跨学科主题学习可以分为“单学科主导的跨学科主题学习”和“多学科主导的跨学科主题学习”。《2022 版课标》虽然未对跨学科主题学习有明确的阐释，但给出了17 个跨学科主题，每个主题都是从信息科技学科的立场和目标出发主动地“跨”其他学科。因此，我们认为小学信息科技课程中实施的跨学科主题学习是立足信息科技学科的主动跨界，是以信息科技课程内容为主干，整合其他课程的知识、思想和方法，以主题为中心组织学习内容，以学生为主体开展的综合学习。

二、小学信息科技跨学科主题学习的问题释疑

通过问卷调查和个别访谈，发现教师们对跨学科主题学习的认识还存在诸多疑问。比如怎样才算跨学科？什么样的问题算真实问题？跨学科主题学习是对未学知识的新授，还是已学知识的深化应用？如果所需要的学科知识是超前的（甚至超纲的）怎么处理？关联学科的学习要求是否需要体现在教学目标中？关联学科的知识谁来教、怎么教、怎么评等，这些是开展跨学科主题学习无法回避的问题，需要释疑解惑，形成共识。

（一）怎样算“跨”

很多教师会问语文课上配乐诗朗诵，是不是就算跨了音乐学科？学生要读懂和理解教师提供的学习材料，是否就算跨了语文？如何判断是否跨到了这个学科？从跨学科的内涵来看，其特点之一就是学科立场。不同于以往开展的综合实践活动或项目式学习，跨学科主题学习是设在学科课程里的，是课程内容的重要组成部分。因此，跨学科学习不是凭经验的“跨”，而是要遵从各个学科背后的学理、遵从各个学科的知识和思想方法的“跨”。可以对标各个学科的课程标准，从课程标准的内容要求、学业要求等描述中去判断是否运用了这门学科的知识和技能，是否整合了其思想与方法，是否加深了对其意义和价值的认识。

（二）学知识还是用知识

跨学科主题学习是一种综合的学习方式，它既适用于未学知识的新学，又适用于已学知识的深化运用。前者是把学生未学过的新知置于真实问题情境中，经历问题解决，实现知识建构；后者是通过真实问题的解决，深化对已学知识的理解、运用和迁移，加强学科知识与社会生活的联系。但不管是学知识还是用知识，其前提都要基于学生的认知基础、符合教育教学规律。如果涉及的新学知识是学生已有认知无法达到的高度，那么在主题选择、问题设计的时候就应该提前考虑，要么舍弃这个主题、要么增加约束条件去回避。可以根据学情、课时，思考对主干学科是学习新知还是深化运用已学知识，也可以结合教师对其他学科的熟悉程度，考虑关联学科是否侧重对于已学知识的综合运用。

（三）真实问题

跨学科学习的主题通常是一个真实问题。但完全真实的问题会是一个复杂的系统，对于小学生来说，解决这样的问题往往超出他们能力范畴。《2022 版课标》“倡导真实性学习”，与“真实”相比，“真实性”强调了反映事物真实情况的程度。因此，我们认为“真实问题”某种程度上是指“真实性问题”，它需要教师基于学情，增加约束条件、去掉繁杂信息，虽然可能会降低问题的真实性，但只要它能让学生主动调用已有知识和经验与生活中的场景建立连接，能激发学生利用所学知识主动解决一个有实际意义的问题，解决问题的思路方法能在现实生活的其他场景中迁移运用，那么这就是一个好的真实性问题。

（四）教、学、评一致性

跨学科主题学习强化学科间的整合，因此，在教学目标编制时除了要考虑本学科的教学目标，还要关注关联学科的学习要求和跨学科素养的培育要求。从教、学、评一致性的角度来看，有了教学目标就要有与之对应的教学活动和教学评价。实施其他学科的教学，对很多一线教师来说是有难度的。建议学校成立跨学科研究小组，相关学科的教师共同参与案例研究，对课堂上如何落实关联学科的内容献计献策。笔者认为，对于关联学科已学的知识，或者学生自学就能学会的比较简单的知识，可以请学科教师提供阅读材料或录制微视频，供学生解决问题时自主学习和巩固。对于一些自学有难度的知识，可以请关联学科教师共同授课，以达成学习目标。

三、小学信息科技跨学科主题学习的设计要义

小学信息科技跨学科主题学习设计可以结合学科六大逻辑主线，参考《2022 版课标》，确定主题、编制学习目标、组织与实施学习内容、设计学习评价。

废活性炭的再生工艺核心原理是通过再生反应恢复活性炭的活性，其中温度控制是保障活性炭性能恢复的关键。我们设定 700℃、750℃、800℃、850℃和 900℃五个温度测点进行再生实验。首先，将废活性炭进行简单的清洗祛除其表面杂质，经过磁选工艺后进入料仓备用。然后进行水炭比检测，保障进入后续环节的活性炭水分比例达到最佳状态，再启动负压装置对活性炭进行除异味处理，待所有杂质和废气完全析出后进入活化区进行处理。

（一）确定主题

《2022 版课标》所主张的“跨学科主题学习”既是“跨学科”的，又是“主题学习”。这里的主题通常是一个相对复杂的、有真实情境的综合问题，是建立学科关联的桥梁、是设计跨学科学习的第一步。因此，主题的选择和确定需要认真思考、反复琢磨。

1.主题的来源

（1）基于课程标准。在信息科技学科开展跨学科主题学习，要基于信息科技学科的教学内容，要体现学科的核心知识和思想方法。因此主题首先要参考学科课程标准。义务教育信息科技课程标准中共列举了17 个跨学科学习的主题，这些主题分布在不同的学段中，对应着不同的内容模块，比如“用数据讲故事”这一跨学科主题，它对应了课程标准中第二学段的“数据与编码”内容模块。课程标准也从该主题学习的目的、过程建议、会关联到哪些学科等角度做了简要的说明，为教师选择和设计主题提供了很好的参考。其次跨学科学习主题要关联其他学科，也可以从其他学科的课程标准中去发现哪些主题是多门学科共同关注的，那么这样的主题就比较适合于开展跨学科学习。

（2）源于日常生活。哲学家怀特海说“教育只有一个主题，那就是五彩缤纷的生活”。除了课程标准给出的主题参考，学生的学校生活、社会生活蕴藏着丰富的素材和资源，从这些素材和资源中可以提炼出适合跨学科学习的主题。比如“数说碳排放”主题，源自学校的校园科技节，在科技活动中全校一至五年级都开展了“碳认知”的科普教育，学生对“碳中和”“碳排放”形成了基础的认知，也产生了继续研究的兴趣。以此为基础，学生可以从碳排放的活动探究中感受身边无处不在的数据，学会用数据支撑观点，讲好节能减排的故事。

2.主题的确立

《2022 版课标》虽然给出了跨学科主题，但缺少主题情境，使得具体实施存在一些困难。以“用数据讲故事”为例，这一主题明确了学科的核心内容，但还是比较宽泛，看不出关联了学科的哪些学习要求，也不清晰用数据讲什么故事、要解决什么问题。因此，无论是出自课标抑或是来自生活，主题的确立还需进一步选取情境加以提炼。

首先，基于学生的认知基础。主题情境的选择应充分考虑学情，基于学生的已有经验和认知基础选取情境、确定主题、设计核心问题。若主题所涉及的学科知识超过了学生的认知能力，是他们“跳一跳”也达不到的高度，那么这个情境还需再调整。比如“火星探秘”这一主题，设计之初是想结合“‘天问一号’火星探测器发现生命迹象”这一热点事件，让学生通过解读从火星上采集来的数据，挖掘数据中蕴藏的信息，用数据讲火星上的故事。但要完成这一任务，学生需要有比较专业的地理、科学等学科知识，这是一般小学生不具备且难以在现阶段学习和理解的，这样的主题不适合在小学中低年级进行。

其次，要具有一定的开放性和复杂性。主题可以生发出系列问题和任务，因此主题要具有一定开放度才能启发学生从多个角度积极思考、整合多门学科的思想方法主动尝试。要具有一定的复杂性，才能激发他们的探究欲，加深对学科知识的理解与运用，促进高阶思维的发展。但在关注开放性和复杂性的同时还要把握好边界。比如“豆芽的种植日记”这一主题，记录豆芽每天的生长数据，尝试从数据中分析哪些环境条件会对植物的生长造成影响，但是实验周期太长。如果让学生带回家观察，家庭环境变量过于开放，会导致实验过于复杂，结果无法聚焦。且信息科技学科的跨学科主题学习是在本学科的10%课时中开展，因此要立足本学科，突出本学科的主导地位，但这个主题下科学学科的比重过大，主干学科被弱化。

最后，要能体现主题研究的现实价值。主题不能脱离实际需要，问题的解决要具有一定的现实意义，不能为了做而做。比如“校园八景游记”这一主题，校园八景每个景点都有它自己的内涵和历史典故。我们想通过采集校园八景的数据、等比例缩放，为校园八景制作一份电子导览图。但校园八景的资料信息需要学生花费较多的课外时间去调查收集，并且校园八景身处学校之中，学生随时可以去参观，制作电子导览图来云游八景，其实际意义并不大。

（二）编制目标

主题确定后，需要进一步确定跨学科主题学习的目标，目标如何确定？跨学科主题学习的目标与往常的学科教学目标有什么不同呢？

1.依据课程标准，明确目标要求

2022 年发布的义务教育课程标准中明确了课程要培养的核心素养，也给出了总目标、学段目标和每个内容模块的内容要求与学业要求，这是确定各学科素养培育要求的重要依据。例如，“数说碳排放”主题学习是为了让学生通过学习形成对“数据”这一学科核心概念的理解和认识，教师可以参考学段目标中与“数据”有关的描述，确立“了解数据的作用与价值”“依据问题解决的需要，组织与分析数据，用可视化方式呈现数据之间的关系，支撑所形成的观点”的目标要求。

2.依托主题情境，确立学习目标

主题确定后，可以依托具体情境，站在完成核心问题或统领性任务的角度，思考主题的学习需要分解成几个任务去完成，每个任务的背后需要用到哪些学科的哪些知识、技能与思想方法。再将其汇总为跨学科主题学习的教学目标。在“数说碳排放”的目标编制过程中，围绕“如何用数据讲好低碳减排的故事？”这一核心问题，将其分解为“不同年份的碳排放量产生了什么样的差异？”“日常生活中，我们一日的碳排放量是多少？”“如何做可以减少碳排放量？”“如何用不同类型的数据讲述低碳减排的故事？”四个子问题，每个子问题的解决除了需要信息科技学科的知识、方法，还需要综合应用其他学科的知识与方法。比如要知道“日常生活中，我们一日的碳排放量是多少？”，还需要科学学科中的环保知识作铺垫，用到数学学科的单位换算、数量关系等知识加深学生对数据作用的认识。教师需要对标科学学科和数学学科的课程标准，找到其对相关内容的学习要求，整合形成跨学科主题学习的学习目标。

（三）组织与实施学习内容

如何组织学习内容、设计学习活动来落实跨学科主题学习的目标？安桂清教授提出“跨学科学习是一种融知识综合与问题解决为一体的深度学习方式。”因此，跨学科主题学习需要重构各学科学习内容，在问题解决的过程中，深化学生对学科知识的理解，建立知识与生活之间的联系。

1.以主题为中心组织学习内容

跨学科主题学习的学习内容不是仅仅基于某一门学科的某一个章节，它是围绕特定主题，根据问题或任务解决的需要，整合不同学科的知识方法。因此，跨学科主题学习可以以主题为中心，将主题指向的核心问题或统领性任务分解为若干具有逻辑关联的子问题或子任务，围绕问题或任务的解决，组织学习内容，设计学习活动。

问题的分解可以纵向分，按学生认知发展的进程，比如从现象到本质再到应用，层层递进、逐步解决。在“春季运动会开始了”这一主题学习中，我们从“如何完成春季运动会报名工作？”这个核心问题出发，以运动会报名工作的情节发展为脉络，设计了“制作春季运动会的报名表”“运动会项目有变动、参赛人员也有变化，报名表要如何调整”“如何让报名表看起来更清晰、美观”“报名人数太多，班内组织预赛选拔，如何设计成绩登记表”4个在情节发展上有关联，对学生认知要求层层递进的学习任务，引领学生学习。问题的分解也可以横向分，把问题分成几个组成部分、几种类型或几种情况，逐个解决。在“制作植物标识牌”主题学习中，按照植物标识牌的构成要素，将问题分解为“如何用表格布局？”“如何添加植物的文字介绍？”“如何插入植物的照片？”“如何制作二维码？”4 个任务，逐个解决制作植物标识牌的四道工序，完成产品的制作。

2.以学生为主体设计学习活动

跨学科主题学习要转变教师讲、学生听的传统教学形态，以学生为主体设计学习活动，多为学生创造动脑、动口、动手的空间，鼓励学生通过做中学、用中学、创中学，建构知识、提升能力。如何支撑学生主动学、自己“做”？学习任务单是个好抓手。但在实际操作过程中，不能把学习单变成练习单，看似放手给学生探究，其实教师一步一步地教，学生还是跟着教师亦步亦趋地做，把做中学变成了讲练结合。建议把学习单设计成导览图，既给学生总任务的概览，让他明晰总目标是什么，又给学生提供解决任务的阶梯和相匹配的学习资料，让学生知道到达目标可以通过哪些路径、借助哪些资源。学生可以根据自己的情况，选择适合的路径和资源去体验与学习。

3.以学习资源和工具为支撑完善学习过程

跨学科主题学习过程中关联学科的知识技能怎么教？针对已经学过的知识，教师可以制作微视频或者提供图文资料，让学生自学巩固；针对未学过的知识，教师可以请相关学科的授课教师，就这部分学习内容制作教学视频，学生先自主学，再找教师答疑，培养学生的自主学习能力。如果在问题解决中，无法避免会碰到超过学生认知能力的未学知识，教师可以尝试制作数字化学习小工具，将学生无法理解的、复杂的算法变成数字化小工具的黑盒。学生只要知道使用学习工具时输入什么数据，会输出怎样的结果即可。多媒体学习资源和数字化学习工具可以为学生更好地体验跨学科主题学习提供助力。

（四）设计学习评价

教师在编制学习目标、设计学习活动的同时，也要关注学习评价的设计。小学信息科技学科从学习兴趣、学习习惯、学业成果三个维度设计评价，既关注对学生学习过程的评价，又关注对学生学习成果的评估。

每个维度设置不同的观察点。例如，在学习兴趣维度上，我们从学生课堂学习的参与程度、问题与任务解决的主动探索程度和交流分享的表达意愿以及三个观察点进行评价。评价方式以课堂观察、表现性任务为主。借助学习任务单、评价量表、课堂问答等工具开展评价。评价贯穿于学习活动中，一方面能及时关注到学生的学习情况，以便及时调整教学方式，达成学习目标；另一方面能通过评价来激励学生更好地自我反思，促进自我成长。