数字化支架助力小学生跨学科主题学习的策略

在现代教育实践中，支架作为一种新兴的教学支持工具，其价值在于引导学生跨越最近发展区。教师作为支架的搭建者，需以学生需求为导向，适时适度提供支持，促进学生主动探索新知、自主构建知识意义。跨学科主题学习是教师开展小学数学任务群教学的重要方式，旨在以任务驱动、目标引领等手段，激发学生自主学习、主动探索新知，形成跨学科知识体系。然而，部分学生因认知能力、解决问题能力不足，难以独立完成学习任务。尽管学界对此进行了大量研究，但在信息技术与学科整合视角下的理论或实践研究方面仍有不足。笔者以“梨箱设计学问多”项目式学习活动为例，探讨搭建数字化支架助力小学生跨学科主题学习的策略，以期为教学实践提供有益参考。

一、数字化支架的内涵及其价值

本文所述数字化支架是指以支架理论为基础，以信息技术为支撑，充分利用数字资源互动性强、反馈及时、资讯丰富和内容呈现多样等优点，协助学生完成项目任务的“脚手架”^[1]。支架理论由维果茨基的最近发展区理论拓展而来。该理论认为，缺乏独立解决实际问题能力的学生，需要得到教师或较强能力的同学帮助，才能完成学习任务或达成学习目标。在此基础上，数字化支架充分利用信息技术手段和数字化学习资源，为有需要的学生提供“脚手架”，帮助学生完成学习任务，达到潜在发展水平。

用于支撑学生学习的数字化支架种类繁多，常见的有媒介式、范例式、问题式、思维导图式等数字化资源。这些支架以信息技术为支撑，具有跨时空性、实时交互性、开放性等特点，能够为学生带来参与式、互动式、沉浸式学习体验，有效激发学生的学习兴趣、好奇心和探索欲望，扶持学生跨越最近发展区。教师在开展跨学科主题学习活动中搭建数字化支架，引导有需求的学生利用数字化学习资源，在真实、复杂的问题情境中运用学科知识解决生活中的实际问题，不仅能促进学生完成跨学科项目学习任务，提高学生独立解决问题的能力，还能有效推进学科整合，增强课堂吸引力。数字化支架的运用，使得学生能够在教师的引导下，逐步构建起自己的知识体系，实现从依赖到独立的转变，这对于学生的终身学习和全面发展具有重要意义^[2]。

随着教育数字化的不断深入，数字化支架在教学中的应用越来越广泛，其在提高教学效率、优化学习体验、促进学生全面发展等方面展现出巨大的潜力。特别是在小学阶段，学生正处于认知发展的关键时期，数字化支架的合理运用能够极大地激发学生的学习热情，培养他们的创新思维和问题解决能力，为他们的终身学习奠定坚实的基础。因此，深入研究数字化支架的内涵、价值以及搭建策略，对于推动教育数字化发展、提高教学质量具有重要的理论和实践意义。

二、数字化支架的搭建原则与策略

（一）数字化支架的搭建原则

数字化支架的搭建应以学生需求为导向，遵循信息技术与学科融合的一般规律，体现以学生为中心的理念。

1.学生主体性原则

教师设计的任务和活动要契合学生的认知发展水平，能够引发学生深度思考。应始终突出学生在学习中的主体地位，调动学生学习的积极性。

2.情境性原则

教师要将学科知识与信息技术相融合，利用真实的问题情境，充分发挥情境支持认知、参与认知的支架功能，激活学生的想象力和创新性思维，促进学生对所学知识的意义建构。

3.学生需求原则

教师要利用各种数字化平台及调查摸底等手段，评估学生已有知识和能力与所要完成任务或活动所需知识和能力之间的差距，即学生最近发展区，对有需求的学生予以精准扶持，助其达到新的发展水平。

4.理解应用原则

教师设计的活动应起到将学生已有知识与新知联系起来的作用，让学生理解新知，并能运用新知独立解决最近发展区能力范围内的问题。

（二）数字化支架的搭建策略与使用方法

数字化支架是以学生学习实际需求而搭建的。教师作为支架的搭建者，要在了解学生的实际认知水平和潜在发展水平的基础上，选定与学生的现实生活密切相关，具有一定挑战性和可操作性的跨学科主题学习项目作为核心任务，精心选择数字化资源，为有需求的学生搭建科学合理的学习支架，引导其顺利完成学习任务。

以“梨箱设计学问多”跨学科主题学习项目案例为例，笔者以学生生于斯长于斯的砀山梨乡为项目式学习的情境支架，引导学生运用数学知识解决梨箱设计这一生活中的实际问题。为帮助有需求的学生突破认知障碍，笔者搭建了数字化支架（如图1），包括“主题·任务”支架、“路径·资源”支架、“整理·反思”支架，利用信息技术营造可视、可听、可感、可交互的项目教学场景，助力学生在问题探究过程中实现认知能力“撑竿跳”。

1.构建“主题·任务”支架，助力学生学习进阶

“主题·任务”支架是为了帮助学生明确项目学习的主题、任务和目标，引导学生学习进阶而搭建的，它具有支持性、生长性和跨界思维等特点。所谓学习进阶是指学生在掌握基本学习内容的基础上，进一步提升学习能力和水平，达到更高层次的学习目标的过程^[3]。这一过程是围绕项目式学习任务而展开的，由学生自觉完成。

就项目式学习任务而言，一般由核心任务衍生出多个子任务，即依托真实问题情境构成具有梯度的学习任务链。教师在确认学生有帮助需求后，要借助支架进行引导，层层推进，激发学生学习进阶的欲望，促进学生主动探索新知。

例如，在“梨箱设计学问多”项目学习“主题·任务”支架支持下，笔者设计了“明确项目主题—话题征集筛选—阅读平台扶持—收集相关数据—自主设计流程”连贯的进阶任务，依序推进主题学习活动（如图2）。

[子任务一]项目揭牌：借助微视频明确项目主题。

教师以微视频等媒介揭示项目主题，让学生直观感受任务情境，明晰学习目标，增强项目学习的兴趣和好奇心，同时也为任务进阶打下基础。笔者在项目揭牌任务中，首先以微视频为支架让学生欣赏砀山作为酥梨之乡（闻名世界的连片梨园）的乡土美景。笔者在学生享受家乡美好，兴趣正浓时适时抛出问题支架：“虽然酥梨畅销，但运输过程中磕碰现象严重，给商家带来了不少损失。如何设计一款既方便运输又能宣传家乡特色的梨箱呢？”利用这一震撼学生心灵之问，引发学生思考：为什么设计？设计什么？笔者以此引导学生体悟本主题学习的意义，解决部分学生学习任务不明、目标不清的问题，同时也让学生从中体验到家乡积淀深厚的梨文化，激发对家乡的热爱之情和运用所学知识解决生活中实际问题的情感，收到事半功倍之效。

[子任务二]项目启动：利用互动平台甄选热点话题。

教师组织热点话题征集筛选活动，有利于提升学生的思维，培养学生互学互助的品质。笔者在项目启动环节，以问题为支架，引导学生借助互动平台参与热点话题征集筛选活动，帮助有需求的学生把握梨箱设计关键要素和环节。经过筛选，“设计梨箱应该考虑哪些因素？”“哪些要素可在设计梨箱时选用？”等话题脱颖而出。这些话题聚焦于设计梨箱需考虑的重要因素。学生完成上述任务可夯实主题学习进阶的基础。

[子任务三]项目预热：借助阅读平台扶持。

教师借助阅读平台丰富学生知识储备，拓宽学生视野，提高学生综合素养，可以帮助学生建构对新知的意义。笔者在项目预热环节，利用阅读平台这一媒介支架，引导学生自主学习，充实自我，帮助部分学生解决设计梨箱知识储备不足导致盲目设计的问题，提高他们完成任务的能力。

[子任务四]项目前奏：利用问卷软件收集相关数据。

借助问卷星了解学生所想所思，可以针对性帮助有需求的学生开展主题学习活动。笔者在本任务中，让学生开展社会调查，了解商户需求，利用问卷星这一媒介支架发布并收集相关数据。从数据统计结果看，学生都有设计一个外表美观、箱内布局合理、减少水果损耗梨箱的愿望，但是也有部分学生对于实用与美观二者兼得的设计目标，存在信心不足的问题。笔者利用此任务支架，引导学生想商户所想，解商户所盼，使学生坚定了解决生活中实际问题的信念，明晰了梨箱设计目标，同时也让笔者对学生的帮助需求了然于胸。

[子任务五]项目序曲：利用互动平台助力学生自主设计流程。

学生借助互动平台支架自主设计流程并非放任自流，教师的引导至关重要。例如，在此任务中，笔者首先指导学生组建任务活动小组并进行合理分工，学习并熟练掌握工具使用方法，设立共同目标，然后引导学生利用互动平台运用数学、语文、科学、美术等学科知识制订梨箱设计方案，使用幕布软件绘制思维导图，共同讨论多角度展示设计成果的方式。活动中，笔者利用互动支架，引导小组成员以强帮弱，不仅解决了部分能力较弱学生存在的设计梨箱思路不清、流程不明等问题，而且提高了任务完成效率，培养了学生团队合作精神。

2.借助“路径·资源”支架助力学生自主学习

正确的学习路径和丰富的数字化资源是学生自主学习的重要支撑。学生高效自主学习不仅需要主动学习的意识，而且需要正确的学习方法与策略，以及丰富的数字化学习资源。教师对有需求的学生要及时提供支架，避免学生走弯路。

例如，笔者在本任务中为学生提供梨箱设计路径和数字化设计资源（如图3），目的就是利用资源支架启发学生在项目学习中发现问题、解决问题。

（1）学习路径支持

根据项目学习需要，笔者将学生在完成任务中可能选择的学习路径，按时间先后顺序设计了阶段性路径表单（贯穿设计梨箱的全过程），包括构建雏形、优化、定型和设计成品，为有帮助需求的学生提供扶持。

表单一：设计雏形。笔者播放梨箱视频，引导学生利用相关知识初步尝试设计梨箱“一代设计图”（如图4）。在此基础上，笔者利用信息技术，为学生呈现梨箱立体图，并进行动画演示（摆放梨的过程），以数字化范例支架帮助部分空间感知与图形造型能力较弱的学生打开设计思路。

表单二：设计优化。学生分组互评“一代设计图”，优化生成“二代设计图”（如图5）。笔者利用几何画板，将梨箱立体图展开，使之逐渐变为平面图，以数学化范例支架引导学生探究图形变形的路径与方法，促进学生空间观念的形成和空间想象能力的培养。

表单三：设计定型。二代图设计优化后需要添加梨箱图标。笔者利用绘图软件或AI技术，生成了一系列很有科幻感的图标，以数学化范例支架引导学生了解图形布局技巧和外观审美要素，进一步激发学生设计灵感。

表单四：设计成品。教师引导学生利用工具制作、展示梨箱（如图6），对其进行评估。笔者使用软件拖动和反转功能，让学生全方位欣赏和感知直观形象、丰富多彩的梨箱，以数学化范例支架帮助有需要的学生优化梨箱内部空间布局、外观图形美化等设计，培养学生的空间想象力和创造力。

（2）学习资源支持

在本任务中，笔者将自己整理的与梨箱设计相关的学科学习资料以及录制的梨箱设计与制作工具使用方法视频提供给学生，让学生从中获得梨箱设计与制作的知识和技能。从效果来看，学生自主学习梨箱设计资料，观看关于工具使用方法的视频后，设计和制作梨箱变得得心应手。

3.利用“整理·反思”支架助力学生养成批判性思维习惯

整理所学与反思所得是促进学生养成批判性思维习惯的有效路径。批判性思维不仅需要思维技巧，而且需要有一定的创造力。项目式学习是培养学生批判性思维的重要阵地。在活动结束后，教师要引导学生整理所学知识，反思项目式学习过程中的收获及需要改进的地方，培养学生批判性思维能力。对于能力较弱的学生，教师提供支架支持是不可或缺的。

例如，在“梨箱设计学问多”主题学习中，笔者在学生设计梨箱作品后，引导学生整理项目式学习中习得的知识和技能，并针对自己的作品和学习过程进行反思：“我的作品有何特别之处？哪一款梨箱设计更具实用性？”“此次活动中用到了哪些学科工具，获得什么感悟？有哪些需要改进？”笔者利用数字化问题支架进行引导，启迪有帮助需求的学生反思，对“常规思维”进行否定与重构，培养学生的批判性思维习惯和能力。

三、搭建数字化支架的反思

数字化支架的搭建要以学生为中心。教师、学生、学科知识、数字资源和环境等是构成数字化学习支架因素。教师要厘清各要素的内涵、内在要求以及要素之间的联系，处理好要素之间的关系，这对支架的搭建至关重要。

（一）正确处理个性需求与共性需求的关系

数字化支架具有可视、可感、可交互等特性，在支持班级学生的共性需求方面具有无可比拟的优势。然而，支架的搭建是以学生个体需求为落脚点的。在班级制教学情境下，教师如何为处于不同最近发展区的学生提供支架？笔者认为，应当立足教学情境，按支架帮助与简单引导两类，分层展开。对于与潜在发展区差距较大的学生群体，应根据不同学生以及他们不同的最近发展区情况予以支架帮助。对于与潜在发展区差距较小的学生群体，则宜采取简单引导的方式，促进其达到潜在发展区水平。

（二）支架提供、调整与撤回应适时得当

数字化支架作为学生学习过程中一种动态引导性的支持工具，其作用在于帮助有需求学生破除认知障碍。随着教学进程的推进和学生认知水平的提高，教师应当根据学生最近发展区的变化及时调整帮助的内容与形式。当学生认知达到潜在发展水平时，应及时撤回支架，避免学生过度依赖支架，失去自我。教育中的支架实则是一种教学方式^[4]，教师作为教学方式的策划者和执行者，在提供、调整与撤回支架时要充分考虑学情，契合学生实际需求，不可乱用、滥用。否则，结果适得其反。

数字化支架的价值与作用在于引导学生达到潜在发展水平。教师作为支架的搭建者，相较于学生，在知识与能力方面具有优势，但在完成学习任务方面其责任与学生是对等的。教师应自觉坚守责任，勇于担当，坚持以学生为中心，基于学生需求，适时适度使用支架，引导学生主动探索新知、自主构建对知识的意义，有效提升素养。

注：本文系安徽省信息技术研究课题“数字化环境下小学数学跨学科主题学习实践研究”（立项号：AH2023062）的研究成果。

参考文献

[1] 袁晓萍.精构数字化支架助力项目式学习：三把金钥匙开启学生智慧[J].中小学数字化教学，2021（4）：80-83.

[2][3]石佳.对数函数的学习进阶研究[D].上海：上海师范大学， 2023.

[4]姜海红.高中英语写作教学中的支架构建研究[D].宁波：宁波大学，2019.

责任编辑：祝元志