摘要：《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提出了開展跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)的要求，并在每個(gè)學(xué)段都設(shè)置了跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)單元。面對(duì)課標(biāo)的要求，如何做好跨學(xué)科融合，成為每位信息科技教師應(yīng)該思考的問(wèn)題。因此，本文結(jié)合《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的要求，與不同學(xué)科融合，嘗試進(jìn)行跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)，以期促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升，讓學(xué)生得到全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：跨學(xué)科；學(xué)科融合；信息科技；核心素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G434"文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A"論文編號(hào)：1674-2117（2025）01-0070-03

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）在每個(gè)學(xué)段都提出了開展跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)的要求（如圖1）。因此，如何進(jìn)行跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)，成為每一位信息科技教師都應(yīng)深入研究的問(wèn)題。在信息科技學(xué)科教學(xué)中，跨學(xué)科融合不是將信息技術(shù)作為技術(shù)支持，而是以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，進(jìn)行知識(shí)的融合、教學(xué)內(nèi)容的融合。同時(shí)，開展跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)需要不同學(xué)科的教師相互交流，既能傳授本學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容，又能體現(xiàn)融合學(xué)科的知識(shí)。所以，筆者結(jié)合新課標(biāo)，與不同學(xué)科教師一起嘗試進(jìn)行跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)，以期促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升，讓學(xué)生得到全面發(fā)展。

跨學(xué)科融合教學(xué)案例

1.計(jì)算思維，助力學(xué)生解決數(shù)學(xué)抽象問(wèn)題

在初中階段的數(shù)學(xué)課程中，方程涉及內(nèi)容較多，其中有一元一次方程、一元二次方程，還有多元多次方程，再?gòu)姆匠掏茝V到函數(shù)，涉及很多數(shù)學(xué)模型。學(xué)生對(duì)模型的理解程度決定了對(duì)方程和函數(shù)知識(shí)的掌握程度。而在方程和函數(shù)的相關(guān)知識(shí)內(nèi)容中存在大量的抽象思維內(nèi)容，為了讓學(xué)生更加具象化地理解抽象內(nèi)容，筆者與數(shù)學(xué)教師合作，將算法和編程從內(nèi)容上進(jìn)行了一系列的融合嘗試，讓學(xué)生通過(guò)算法理解數(shù)學(xué)模型，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)算法的展示，并能夠直觀看到模型的變化。下面，就以初中階段的“二次函數(shù)”教學(xué)為例，談?wù)勅绾我訮ython編程的Numpy和Matplotlib兩個(gè)函數(shù)庫(kù)的使用幫助學(xué)生理解二次函數(shù)中系數(shù)的變化與函數(shù)圖像之間的關(guān)系。

通過(guò)之前的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了關(guān)于函數(shù)圖像與系數(shù)關(guān)系的相關(guān)知識(shí)，所以教材中首先讓學(xué)生使用描點(diǎn)法進(jìn)行簡(jiǎn)單的圖像繪制。在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，繪制圖像會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間與精力，而且學(xué)生繪制出來(lái)的圖像形態(tài)各異，對(duì)函數(shù)圖像的理解也會(huì)出現(xiàn)一定的偏差，而借助Python中的Numpy和Matplotlib兩個(gè)函數(shù)庫(kù)可以輕松解決圖像繪制問(wèn)題。NumPy（NumericalPython）是Python語(yǔ)言的一個(gè)擴(kuò)展程序庫(kù)，支持大量的維度數(shù)組與矩陣運(yùn)算，此外也針對(duì)數(shù)組運(yùn)算提供大量的數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù)。Matplotlib是風(fēng)格類似Matlab的基于Python的圖表繪圖系統(tǒng)。兩種庫(kù)的使用，既能強(qiáng)化學(xué)生對(duì)Python語(yǔ)言的理解以及函數(shù)庫(kù)的調(diào)用，又能幫助學(xué)生更好地理解函數(shù)圖像與系數(shù)之間的關(guān)系。

在Python繪圖中使用坐標(biāo)系的方式進(jìn)行位置定位，與函數(shù)圖像中的平面直角坐標(biāo)系相同，所以在教學(xué)中利用matplotlib庫(kù)的繪圖系統(tǒng)，類似于常規(guī)的描點(diǎn)法，即將點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行平滑描繪，就可以得到一個(gè)函數(shù)圖像。以y=x^2為例，計(jì)算機(jī)可以快速列出一系列坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行平滑連接，形成y=x^2的圖像。具體代碼與圖示如圖2所示。

程序中通過(guò)對(duì)Numpy和Matplotlib兩個(gè)函數(shù)庫(kù)的調(diào)用，對(duì)函數(shù)表達(dá)式與函數(shù)圖像進(jìn)行了直觀的聯(lián)系，這里的顯示范圍和描點(diǎn)間隔可以根據(jù)學(xué)生的意愿進(jìn)行調(diào)整，最后的兩個(gè)print方便學(xué)生實(shí)時(shí)查看對(duì)應(yīng)坐標(biāo)。此外，教師在實(shí)際教學(xué)中根據(jù)數(shù)學(xué)課程的要求，讓學(xué)生嘗試了不同形式的函數(shù)表達(dá)式，如y=ax^2、y=ax^2+c、y=ax^2+bx+c、y=a（x-h）^2+c等，并進(jìn)行圖像規(guī)律的總結(jié)。利用Python編程對(duì)二次函數(shù)圖像的展示，加深了學(xué)生對(duì)函數(shù)圖像與函數(shù)表達(dá)式關(guān)系的理解。

2.信息意識(shí)，思維導(dǎo)圖協(xié)助形成知識(shí)架構(gòu)

在傳統(tǒng)的語(yǔ)文課文教學(xué)中，教師會(huì)帶領(lǐng)學(xué)生閱讀課文，以字詞切入，分段落講解，再整體把握課文。思維導(dǎo)圖的興起，給傳統(tǒng)的教學(xué)方式提供了一個(gè)方向。思維導(dǎo)圖可以幫助學(xué)生通過(guò)提取關(guān)鍵詞的方式，在進(jìn)行略讀時(shí)形成簡(jiǎn)單的課文架構(gòu)，再通過(guò)精讀的方式，提取每一個(gè)段落、人物等不同的關(guān)鍵詞，讓文章的結(jié)構(gòu)更加清晰明了。筆者與所在學(xué)校的語(yǔ)文教師合作，設(shè)計(jì)了以單節(jié)課文為主導(dǎo)的思維導(dǎo)圖課程，語(yǔ)文教師在課堂中先講述課文內(nèi)容，學(xué)生在信息科技課堂中復(fù)習(xí)課文，通過(guò)思維導(dǎo)圖的方式搭建整篇文章的內(nèi)容框架。例如，在學(xué)生根據(jù)初一年級(jí)課文《秋天的懷念》的內(nèi)容完成的思維導(dǎo)圖中，學(xué)生從文章整體出發(fā)，選取了作者的背景、文中的母親、母子的對(duì)話、母子的訣別以及作者對(duì)母親的懷念五個(gè)方面進(jìn)行架構(gòu)，并將每個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化，形成了思維導(dǎo)圖。筆者在課上還讓學(xué)生通過(guò)自己繪制的思維導(dǎo)圖進(jìn)行文章復(fù)述，大部分學(xué)生都能夠根據(jù)自己的圖譜進(jìn)行復(fù)述。思維導(dǎo)圖在每個(gè)學(xué)科都能運(yùn)用，學(xué)生通過(guò)思維導(dǎo)圖可以更好地理解與記憶知識(shí)，如歷史學(xué)科的朝代更迭時(shí)間線、地理學(xué)科的地域特點(diǎn)、英語(yǔ)學(xué)科的詞義聯(lián)想等。

3.數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新，數(shù)字美學(xué)的創(chuàng)作體驗(yàn)

學(xué)校美育的開展，以美術(shù)學(xué)科課堂為主，而互聯(lián)網(wǎng)的快速更迭，讓學(xué)生可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)欣賞到世界各地的名作。以此為背景，數(shù)字美學(xué)的體驗(yàn)對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)也是新時(shí)代的產(chǎn)物。所以，筆者將信息科技課堂與美術(shù)課進(jìn)行融合，設(shè)計(jì)了以“欣賞與創(chuàng)作”為主題的課程，其中有世界經(jīng)典名畫的欣賞課程，有借助AI創(chuàng)作平臺(tái)智能生成畫作的體驗(yàn)課程，有通過(guò)海龜畫圖軟件，繪制重復(fù)對(duì)稱的圖形，學(xué)習(xí)對(duì)稱美的課程等。以通過(guò)海龜畫圖軟件繪制重復(fù)對(duì)稱的圖形為例，學(xué)生之前已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)關(guān)于Python代碼的編寫規(guī)則，本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)為掌握循環(huán)結(jié)構(gòu)。筆者以等邊三角形、正方形等多種正多邊形切入，讓學(xué)生理解要繪制一個(gè)多邊形需要通過(guò)畫筆的前進(jìn)與旋轉(zhuǎn)進(jìn)行繪制，簡(jiǎn)單的圖形可以通過(guò)每一行代碼都顯示的方式得到，而筆者在課堂中展示的重復(fù)圖形（如圖3），可以通過(guò)for循環(huán)的方式實(shí)現(xiàn)。學(xué)生通過(guò)嵌套for循環(huán)實(shí)現(xiàn)了不同的圖形繪制，認(rèn)識(shí)到重復(fù)圖形帶來(lái)的美感，實(shí)現(xiàn)了美育的教學(xué)目標(biāo)。

4.信息社會(huì)與責(zé)任，音樂(lè)編程的魅力

音樂(lè)課分欣賞課與實(shí)踐課，欣賞課大多數(shù)以欣賞音樂(lè)片段、認(rèn)識(shí)樂(lè)器及唱作人為主，實(shí)踐課以跟唱學(xué)習(xí)歌曲為主。常規(guī)的教學(xué)模式為：學(xué)生掌握基礎(chǔ)的樂(lè)理知識(shí)——跟著教師的節(jié)奏唱歌，在這種常規(guī)教學(xué)模式下學(xué)生不能完全理解所學(xué)知識(shí)。因此，筆者與音樂(lè)教師一起合作使用信息科技來(lái)實(shí)現(xiàn)樂(lè)曲的在線欣賞以及創(chuàng)作，嘗試通過(guò)蜂鳴器傳感器來(lái)變化節(jié)奏，使用Python的musicpy庫(kù)進(jìn)行樂(lè)曲編輯，通過(guò)慧編程的音樂(lè)拓展模塊進(jìn)行音樂(lè)編曲。Python的musicpy庫(kù)編輯比較復(fù)雜，對(duì)學(xué)生的樂(lè)理知識(shí)要求比較高；蜂鳴器編曲的好處是直觀，學(xué)生可以通過(guò)硬件直接體會(huì)到音樂(lè)節(jié)奏，但是音色比較單調(diào)；慧編程是一款積木化的編程軟件，編程方式一目了然，同時(shí)還提供了豐富的樂(lè)器。因此，筆者設(shè)計(jì)了一節(jié)音樂(lè)編程教學(xué)課，通過(guò)慧編程的音樂(lè)拓展模塊，讓學(xué)生體會(huì)音樂(lè)創(chuàng)作的魅力。

慧編程中的音樂(lè)拓展模塊的編程形式與學(xué)生在小學(xué)階段接觸的圖形化編程軟件的界面類似，所以很好上手。音樂(lè)模塊中提供的積木分樂(lè)器選擇、演奏速度、音樂(lè)節(jié)拍幾塊內(nèi)容，學(xué)生先選擇具體的樂(lè)器，再通過(guò)教師提供的樂(lè)譜進(jìn)行節(jié)拍設(shè)置，通過(guò)播放感受音樂(lè)的節(jié)奏是否正確。在實(shí)際教學(xué)中，很多學(xué)生的問(wèn)題集中在節(jié)拍的設(shè)置上，節(jié)拍的設(shè)置不同，帶來(lái)的音樂(lè)節(jié)奏就會(huì)不一樣。在學(xué)生完成初步的音樂(lè)設(shè)置之后，筆者讓學(xué)生通過(guò)軟件進(jìn)行創(chuàng)作，通過(guò)修改樂(lè)器，設(shè)置不同的演奏速度等，學(xué)生的熱情比較高，有部分學(xué)生還創(chuàng)作出了好聽的音樂(lè)。

結(jié)語(yǔ)

信息科技課程的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)作為一種教學(xué)方式，在拓寬學(xué)生視野的同時(shí)，也讓學(xué)生明白，他們需要跟上科技進(jìn)步的步伐。因此，作為信息科技教師，要更加努力地嘗試將信息科技課程與不同的學(xué)科融合，著力培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)和計(jì)算思維。

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