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        信息技術(shù)2.0背景下初中物理跨學(xué)科教學(xué)實踐研究

        2023-10-28 01:19:36盧慶廣曹艷
        求知導(dǎo)刊 2023年25期
        關(guān)鍵詞:跨學(xué)科新課標數(shù)字化

        盧慶廣 曹艷

        摘 要:教師在信息技術(shù)2.0背景下開展初中物理跨學(xué)科教學(xué),首先,應(yīng)厘清中外研究脈絡(luò),了解跨學(xué)科研究方向;其次,應(yīng)深度研究課程標準,提升教師跨學(xué)科素養(yǎng);最后,應(yīng)深層挖掘教學(xué)素材,融合跨學(xué)科學(xué)習(xí)內(nèi)容。文章從三個維度分析論述初中物理跨學(xué)科教學(xué),為新時代、新課標、新教材指導(dǎo)下初中物理教師開展基于項目主題的跨學(xué)科教學(xué)實踐研究提供參考。

        關(guān)鍵詞:信息技術(shù)2.0;跨學(xué)科教學(xué);跨學(xué)科素養(yǎng);項目主題;初中物理

        基金項目:本文系2022年度安徽省教育信息技術(shù)研究立項項目“信息技術(shù)2.0背景下初中物理跨學(xué)科融合實踐研究”(AH2022052)的研究成果。

        作者簡介:盧慶廣(1983—),男,安徽省阜陽市阜南一中。

        曹 艷(1983—),女,安徽省亳州市第三十一中學(xué)。

        教育、科技、人才是全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐。新時代課堂教學(xué)呼喚創(chuàng)新型跨學(xué)科教學(xué)模式,培養(yǎng)高素質(zhì)數(shù)字化人才。在全國中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0實施、2022年義務(wù)教育課程方案和課程標準(以下簡稱“新方案”與“新課標”)發(fā)布、面向新時代課堂教學(xué)的新教材投入使用的背景下,本文圍繞國家自主可控技術(shù)數(shù)字化創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求,研究新課標指引下基于項目主題的跨學(xué)科教學(xué)實踐,闡述在推動數(shù)字化時代提升“數(shù)字原住民”(又稱“數(shù)字土著”)的數(shù)字素養(yǎng)與技能的同時,培育建設(shè)中國式現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)強國、數(shù)字中國的數(shù)字化公民的必備品格與關(guān)鍵能力的策略。

        一、厘清中外研究脈絡(luò),了解跨學(xué)科發(fā)展方向

        (一)國外研究現(xiàn)狀

        1926年,美國心理學(xué)家伍德沃斯首次提出“跨學(xué)科”一詞,跨學(xué)科研究成為一種新型研究方式。2004年,美國國家科學(xué)院協(xié)會發(fā)表的《促進跨學(xué)科研究》報告指出,跨學(xué)科研究是指個人或團體整合兩個或兩個以上學(xué)科知識與技能,將信息、數(shù)據(jù)、技能、工具、觀點、概念和理論綜合起來,解決單一學(xué)科專業(yè)知識與技能無法解決的復(fù)雜情境下的劣構(gòu)問題?!洞龠M跨學(xué)科研究》報告同時指出,跨學(xué)科研究重在跨學(xué)科思想觀念和思維方法的融合創(chuàng)新,主要目標為提出新的思想觀念或思維方法,而不是學(xué)科專業(yè)知識與技能的拼湊堆疊。在信息技術(shù)的支持下,跨學(xué)科學(xué)習(xí)在世界各國得到迅速發(fā)展。如美國的“STEAM教育”、芬蘭的“項目學(xué)習(xí)”、日本的“綜合學(xué)習(xí)”等,都屬于具備信息技術(shù)支持的跨學(xué)科學(xué)習(xí)。

        (二)國內(nèi)研究現(xiàn)狀

        “跨學(xué)科”概念在20世紀80年代傳入我國。2016年,教育部印發(fā)的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》中強調(diào),要在信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合下開展跨學(xué)科教學(xué)。新方案明確提出,應(yīng)統(tǒng)籌設(shè)計綜合課程和跨學(xué)科主題學(xué)習(xí),開展跨學(xué)科主題教學(xué),強化課程協(xié)同育人功能。在新方案和新課標頒布實施的推動下,跨學(xué)科教學(xué)研究如雨后春筍般出現(xiàn),如北京師范大學(xué)羅瑩等人的研究中提出項目學(xué)習(xí)是落實新課標跨學(xué)科實踐的高效教學(xué)方式[1];上饒師范學(xué)院萬昆的研究中提出跨學(xué)科學(xué)習(xí)要立足于學(xué)科學(xué)習(xí),融合兩個或兩個以上學(xué)科知識與技能、思想與方法等解決真實情境問題,培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力[2]。新課標下的跨學(xué)科教學(xué),同時也是“雙減”政策背景下推動新時代課堂教學(xué)提質(zhì)增效的有效教學(xué)方式。

        本文在以上專家學(xué)者研究信息技術(shù)賦能跨學(xué)科教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上,研究信息技術(shù)支持下的初中物理跨學(xué)科教學(xué)實踐。

        二、深度研究課程標準,提升教師跨學(xué)科素養(yǎng)

        新方案與新課標提倡“跨學(xué)科教學(xué)”。新方案明確提出“加強課程綜合,注重關(guān)聯(lián)”,重在培養(yǎng)學(xué)生在復(fù)雜情境下的劣構(gòu)問題中綜合運用多學(xué)科知識與技能、思想與方法等創(chuàng)造性地解決實際問題的綜合能力。在新課標下設(shè)計跨學(xué)科學(xué)習(xí)實踐的宗旨是發(fā)展學(xué)生運用跨學(xué)科綜合知識的能力、分析與解決問題的能力、動手實踐操作的能力、敢于實踐創(chuàng)新的能力,其目的是培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科學(xué)習(xí)素養(yǎng)。

        跨學(xué)科教學(xué)實施的前提條件是教師具備一定的跨學(xué)科素養(yǎng)。如何提升教師的跨學(xué)科素養(yǎng)?下面筆者從三個方面進行闡述。

        (一)加強縱向深度閱讀,提升課程綜合能力

        新課標是教師開展跨學(xué)科教學(xué)的準繩,是培養(yǎng)“三有”時代新人的綱領(lǐng),指引著新時代課堂教學(xué)的方向,教師應(yīng)認真研讀、梳理。筆者在縱向深度閱讀中發(fā)現(xiàn),在14門學(xué)科的新課標目錄中,直接出現(xiàn)“跨學(xué)科”一詞的有7門學(xué)科(信息科技、物理、化學(xué)、生物學(xué)、地理、歷史、體育與健康);其他學(xué)科的新課標目錄中雖然沒有出現(xiàn)“跨學(xué)科”一詞,但也有以課堂教學(xué)融合的方式開展的跨學(xué)科項目主題教學(xué)。在深度閱讀中,梳理好義務(wù)教育階段各學(xué)科的課程標準,明確需要發(fā)展學(xué)生哪些必備品格、關(guān)鍵能力以及跨學(xué)科素養(yǎng),才能夠站在新時代課堂教學(xué)育人的頂層高度,實施一體化跨學(xué)科項目主題綜合設(shè)計,彰顯教師的跨學(xué)科素養(yǎng)。

        (二)強化橫向分析比較,培養(yǎng)課程關(guān)聯(lián)能力

        科技是第一生產(chǎn)力,人才是第一資源,創(chuàng)新是第一動力。中國式現(xiàn)代化需要創(chuàng)新型、復(fù)合型數(shù)字化人才??鐚W(xué)科教學(xué)實踐并不是綜合實踐活動課程的“翻版”,也不是勞動教育課程的“家庭模式”在課外實踐活動的“再現(xiàn)表演”,更不是藝術(shù)、體育與健康、信息科技、心理健康課程的簡單整合與拼湊。

        在信息技術(shù)的支持下,新課標真正需要的跨學(xué)科教學(xué)實踐是什么?是教師站在學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的頂層設(shè)計的戰(zhàn)略高度,橫向分析比較各科課程之間的邏輯關(guān)系與本質(zhì)內(nèi)涵,結(jié)合各科課程本位的特征,用“支點”撬動各學(xué)科課程融合,構(gòu)建各學(xué)科課程之間的邏輯關(guān)聯(lián),融合兩個或兩個以上學(xué)科知識與技能、思維方式與思想方法等,培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜情境下的劣構(gòu)問題的遷移創(chuàng)新實踐能力。

        (三)開展校本實踐研修,提升教師數(shù)字素養(yǎng)

        信息技術(shù)2.0教師校本實踐研修,構(gòu)建了“以校為本、基于課堂、應(yīng)用驅(qū)動、注重創(chuàng)新、精準測評”的教師數(shù)字素養(yǎng)發(fā)展新機制。教師校本實踐研修包含在線學(xué)習(xí)遠程培訓(xùn)、實踐案例操作指導(dǎo)、分層集中專題講座,教師認真聆聽,實踐創(chuàng)作數(shù)字化教學(xué)資源,學(xué)會運用數(shù)字化學(xué)習(xí)工具與數(shù)字化新技術(shù)。

        教師的數(shù)字素養(yǎng),即教師利用數(shù)字化技術(shù)獲取、加工數(shù)據(jù)和信息,使用、管理與評價數(shù)字信息和資源,發(fā)現(xiàn)、分析與解決教育教學(xué)中的數(shù)字技術(shù)問題,優(yōu)化與創(chuàng)新數(shù)字技術(shù),變革教育教學(xué)實踐活動所應(yīng)具備的數(shù)字技術(shù)能力、意識和倫理道德等。在校本實踐研修階段,教師通過自主學(xué)習(xí)、集體研討、實踐創(chuàng)作三個操作環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具與數(shù)字化新技術(shù)。教師結(jié)合自身微能力點和數(shù)字化教學(xué)資源創(chuàng)作要求進行實踐研修,掌握課件制作美化設(shè)計、電子表格公式編輯、在線網(wǎng)絡(luò)資源檢索、微課視頻裁剪編輯、調(diào)查問卷生成二維碼、智慧教育資源學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)資源快速下載以及Python編程和3D建模打印等數(shù)字化學(xué)習(xí)工具與數(shù)字化新技術(shù)。

        引導(dǎo)教師深度閱讀各學(xué)科新課標,是培養(yǎng)教師跨學(xué)科素養(yǎng)的前提,也是進一步開展校本實踐研修的抓手,有助于提升新時代教師跨學(xué)科教學(xué)素養(yǎng)。

        三、深層挖掘教學(xué)素材,融合跨學(xué)科學(xué)習(xí)內(nèi)容

        (一)基于學(xué)情,開展調(diào)研

        跨學(xué)科學(xué)習(xí)是基于跨學(xué)科意識,運用兩種或兩種以上的學(xué)科觀念解決問題的學(xué)習(xí)取向與學(xué)習(xí)活動。其本質(zhì)是突破學(xué)科邊界,滲透和應(yīng)用所學(xué)課程知識,實施深度學(xué)習(xí)與科學(xué)探究。其在理解、分析、綜合、評價和創(chuàng)造等方面的認知水平層次較高,是高階思維的智力培養(yǎng)方式,重在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實際問題解決能力、決策力與批判性思維能力。

        (二)貼近生活,培養(yǎng)素養(yǎng)

        初中物理跨學(xué)科實踐主題內(nèi)容與日常生活、工程實踐和社會熱點緊密相關(guān),設(shè)計宗旨是發(fā)展學(xué)生運用跨學(xué)科知識與思維的綜合能力。例如,根據(jù)物理新課標“跨學(xué)科實踐”的“物理學(xué)與工程實踐”內(nèi)容,開展什么樣的項目主題科學(xué)探究,才能貼近學(xué)生生活,培養(yǎng)學(xué)生素養(yǎng)?參考物理新課標附錄中的跨學(xué)科實踐案例“節(jié)能環(huán)保小屋設(shè)計和模型制作”,教師可以構(gòu)思設(shè)計“家庭裝修”這一實踐項目主題[3]。

        1.參觀考察,構(gòu)建框架

        房屋既是學(xué)生身邊最熟悉的居住與學(xué)習(xí)的場所,也是跨學(xué)科知識與思維在工程實踐創(chuàng)造中的勞動結(jié)晶。教師先帶領(lǐng)學(xué)生實地考察商品房空間大小、格局劃分、功能位置以及居住要求,初步構(gòu)建家庭裝修框架效果圖,激發(fā)學(xué)生設(shè)計的創(chuàng)新意識,是在有意識地引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建工程思維框架,讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何使用數(shù)字圖片處理的信息技術(shù)進行表達,培養(yǎng)學(xué)生的工程技術(shù)素養(yǎng)。

        2.綜合資源,科學(xué)選取

        裝修并不是一件簡單的事情,教師可帶領(lǐng)學(xué)生去當(dāng)?shù)亟ú氖袌鰧嵉乜疾?,詢問裝修人員并記錄家庭裝修所需的各種材料的價格、數(shù)量以及涉及人員的各項費用等,讓學(xué)生綜合自身的人力資源、現(xiàn)有材料工具以及資金額度,科學(xué)預(yù)算和選取建材,初步構(gòu)建家庭裝修框架效果圖。

        讓學(xué)生綜合資源,科學(xué)選取各類建材,目的是培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)統(tǒng)籌思維,即整體部署工程、策劃協(xié)調(diào)工程、科學(xué)選取資源等思維。在選取建材的過程中,教師可引導(dǎo)學(xué)生認識家裝板材的種類、規(guī)格,滲透節(jié)能環(huán)保的生態(tài)學(xué)理念;在設(shè)計改造墻體結(jié)構(gòu)的方案時,教師可引導(dǎo)學(xué)生認識施工安全原則;等等。

        3.演講展示,優(yōu)化方案

        為了體現(xiàn)學(xué)生所制訂的家庭裝修方案的科學(xué)性、藝術(shù)性、多樣性、環(huán)保性、經(jīng)濟性等特點,教師可讓學(xué)生以小組為單位,采用演講報告的方式展示家庭裝修方案,并通過投票打分選出優(yōu)勝小組方案。作為應(yīng)用信息技術(shù)的跨學(xué)科實踐融合成果,家庭裝修方案能體現(xiàn)學(xué)生的工程設(shè)計思維、個性化審美以及藝術(shù)素養(yǎng),而報告過程中語言的表達與觀點的提煉等,能體現(xiàn)學(xué)生的語文素養(yǎng)。

        (三)應(yīng)用項目,綜合探究

        1.自主學(xué)習(xí),理解跨學(xué)科概念

        項目主題中包含許多跨學(xué)科概念,如在家庭裝修中,與“能量”有關(guān)的就有節(jié)約能源與保護環(huán)境、太陽能發(fā)電、高效利用能源等。教師引導(dǎo)學(xué)生借助數(shù)字化學(xué)習(xí)工具認識相關(guān)概念,通過網(wǎng)絡(luò)搜集相關(guān)的學(xué)科知識,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)知識與技能的良好習(xí)慣和樂于實踐、勇于創(chuàng)新的學(xué)習(xí)態(tài)度。

        2.科學(xué)實踐,領(lǐng)悟跨學(xué)科思維

        學(xué)生應(yīng)具備跨學(xué)科思維,能夠在兩種或兩種以上學(xué)科思維方式的基礎(chǔ)上創(chuàng)造性地提出新思路,從而更好地解決實際問題。家庭電路設(shè)計與安裝,體現(xiàn)了工程思維與物理思維的融合創(chuàng)新。由于初中生已經(jīng)學(xué)過“串并聯(lián)電路”“歐姆定律”等電學(xué)知識,因此,家庭電路設(shè)計對于學(xué)生來說較為簡單;但學(xué)生仍可能會遇到新問題,如雙控開關(guān)既不屬于并聯(lián)也不屬于串聯(lián),而是一種特殊的連接方式。遇到這類情況,教師可組織學(xué)生結(jié)合電學(xué)實驗器材開展科學(xué)實踐。

        3.協(xié)作研討,分享跨學(xué)科評價

        跨學(xué)科項目的實施,需要跨學(xué)科評價的全程參與和指引。跨學(xué)科評價的方式有書面綜合評價、項目成果展示、利用數(shù)字化工具制作線上展覽等??鐚W(xué)科評價的多樣性和靈活性提升了跨學(xué)科評價的廣度和深度,是跨學(xué)科項目的價值引領(lǐng),是學(xué)生科學(xué)態(tài)度養(yǎng)成的準繩。

        [參考文獻]

        羅瑩,蔡天嬌.從科學(xué)探究到跨學(xué)科實踐:初中物理教學(xué)的新變革——基于新舊課標的比較分析[J].物理教師,2023,44(2):38-43.

        萬昆.跨學(xué)科學(xué)習(xí)的內(nèi)涵特征與設(shè)計實施:以信息科技課程為例[J].天津師范大學(xué)學(xué)報(基礎(chǔ)教育版),2022,23(5):59-64.

        中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標準(2022年版)[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2022:33-38.

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