跨學科主題學習活動培養(yǎng)計算思維的實踐策略

摘要：本文對計算思維培養(yǎng)與跨學科主題學習相關文獻進行了梳理研究，厘清了跨學科主題學習活動的內(nèi)涵和外延，在文獻研究的基礎上分析了在跨學科主題學習活動中培養(yǎng)計算思維的可行性，并剖析了兩者的關系，提出了如何通過跨學科主題活動培養(yǎng)計算思維的操作流程，為利用跨學科主題活動培養(yǎng)計算思維構建了理論基礎，有助于后續(xù)研究的開展。關鍵詞：跨學科主題學習；計算思維培養(yǎng)；文獻綜述引言1.跨學科主題學習是新課標提出的重要改革方向《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）中的重要變化之一是提出在信息科技課程中設立跨學科主題學習活動，加強學科間相互關聯(lián)，帶動課程綜合化實施，強化實踐性要求。新課標提出的要求給一線信息科技教師的教學帶來了巨大的挑戰(zhàn)，因此，什么是跨學科主題學習活動、如何在信息科技課堂中設計跨學科主題活動成為亟待解決的問題。2.跨學科綜合性人才是社會發(fā)展的重要培養(yǎng)目標面對數(shù)字時代經(jīng)濟、社會和文化發(fā)展的要求，學生具備在復雜情境下有效解決問題的能力非常重要，這就意味著教育要培養(yǎng)擁有跨學科知識的綜合性人才，而利用小學信息科技課程培養(yǎng)跨學科綜合性人才是一條很好的途徑。3.跨學科主題學習是培養(yǎng)學生計算思維的有效途徑新課標中提出了新的課程理念——強化素養(yǎng)導向的多元評價，因此，以計算思維核心素養(yǎng)為抓手，通過重組跨學科知識、設計跨學科主題學習活動，在真實、復雜的情境中鍛煉學生抽象、分解、概括、問題解決的綜合能力，拓展小學生計算思維能力培養(yǎng)新路徑，能夠有效解決當前如何培養(yǎng)小學生計算思維的問題。計算思維與跨學科主題學習研究現(xiàn)狀1.計算思維培養(yǎng)研究現(xiàn)狀筆者以“計算思維培養(yǎng)”為關鍵詞在中國知網(wǎng)進行搜索，發(fā)現(xiàn)從2009年至2024年3月共有期刊論文339篇，碩博論文278篇，表明對計算思維培養(yǎng)的研究仍然呈上升趨勢，且計算思維培養(yǎng)的相關研究主要側重于計算思維培養(yǎng)的理論研究、實踐研究與評價工具研究三大類。2.跨學科主題學習研究現(xiàn)狀依據(jù)不同的分類標準，跨學科主題學習有以下不同的分類：分類標準一，涉及的學科知識是否學習過，如果學習過則是應用型，否則是習得型；分類標準二，跨學科所跨越的學科數(shù)量可分為單學科主導型和多學科融合共同主導型。若綜合考慮兩個分類標準，可將跨學科主題學習分為下表中的四種類型。當前，跨學科主題學習沒有明確的定義，也沒有一套標準的操作流程，但下面的觀點是明確的：跨學科主題學習是以某一學科的大概念為主，選擇合適的主題，為學生創(chuàng)設真實化、生活化的學習情境，教師在此過程中不斷引導學生進行真實性、主動性學習，必要時提供相應的學習支架，讓學生在學習情境中通過一個又一個問題的探究逐步解決問題。在此過程中，教師要關注學生生成性的學習成果，如某一個觀點，學生大膽突破自己進行小組展示，學生與他人合作能力、交往能力的提升等。3.研究述評目前，將計算思維培養(yǎng)與跨學科主題學習結合起來的文章不多，雖有將兩者進行結合的，但是落腳點大部分是中學生計算思維的培養(yǎng)，將小學生計算思維培養(yǎng)與跨學科主題學習結合起來的文章相對較少，這凸顯了本課題研究的價值與緊迫性?？鐚W科主題學習活動培養(yǎng)計算思維的可行性1.新課標引領新課標提出要涉及跨學科主題學習活動，同時提出了“強化素養(yǎng)導向的多元化評價”，計算思維作為信息科技學科的學科核心素養(yǎng)之一，是信息科技學科教學效果評價的一個方面，所以這兩者在新課標的引領下存在著不可分割的關系，教師可以設計跨學科主題學習活動，以此來培養(yǎng)學生的計算思維。2.兩者有共同的“跨學科”性跨學科主題學習活動強調(diào)在學習情境、問題設置、目標達成等方面實現(xiàn)信息科技與其他學科的融合，讓學生在真實的、開放的學習情境中利用多學科的知識、技能、思想、方法解決綜合性問題，進而完成跨學科知識的學習，同時，在問題解決的過程中鍛煉了學生的抽象、分解、算法設計等能力。計算思維和跨學科主題學習都具有“跨學科”性，所以利用跨學科主題學習提高學生的計算思維具有可行性。3.跨學科主題學習與計算思維培養(yǎng)的關系跨學科主題學習活動設計與計算思維培養(yǎng)是相輔相成的，在每一個跨學科主題活動中教師都要有意識地逐步滲透計算思維的培養(yǎng)。例如，在進行跨學科主題學習活動設計時，教師首先要明確核心問題，然后帶著學生組織、分析問題，再依據(jù)任務設計問題解決方案，最后通過作品的制作形成解決問題的方案，并通過作品展示與分享進行互相學習與反思（如下圖）。同時，在組織與分析問題時，融入計算思維核心要素中的“抽象分解”，進而在形成解決方案的過程中鍛煉學生的算法思維、批判性思維以及問題解決能力。在跨學科主題學習活動中培養(yǎng)計算思維的實踐策略1.借助真實的學習情境在開展跨學科主題學習活動時，借助真實的情境是非常重要的一步。在教學中，教師要根據(jù)跨學科主題進行情境選擇，并遵循適用性、可接受性、真實性以及具體性的基本原則。同時，選擇的情境還要符合學生的年齡特點，最好是與主題相關的學生能夠接觸到的真實的具體的情境。例如，在跨學科主題學習活動“義賣活動”中，可以利用視頻、圖片等方式向學生呈現(xiàn)偏遠地區(qū)的孩子們的學習環(huán)境，并讓其與自己的學習環(huán)境進行對比，使其在對比中感知環(huán)境的差異，進而生發(fā)幫助他們的想法，并付諸行動。2.提出真實的問題跨學科主題學習活動中的問題直接關系著跨學科主題學習活動的開展效果。這就要求教師在設計跨學科主題學習活動時要認真思考什么樣的問題適合于該年齡階段的學生，同時結合本次跨學科主題學習，考慮計算思維的分解要素。例如，在跨學科主題學習活動“義賣活動”中，教師可以在不同的階段提出不同的探究性問題：義賣活動前期——請同學們結合參加活動的經(jīng)驗和網(wǎng)絡搜索完成義賣活動方案設計（教師引導學生利用WPS文字進行方案的制訂）。活動進行中——如何吸引顧客到你的攤位購買物品？活動結束后——反思這次義賣活動，你做得好的方面有哪些？有哪些方面需要改進？這次活動后你的收獲是什么？3.學生設計問題解決方案針對教師提出的真實問題，學生分組合作討論解決方案。學生方案設計的過程就是對問題進行抽象、分解、算法設計，并最終形成問題解決方案的過程。例如，在“義賣活動”制作活動方案階段，小組成員首先要研究方案，將方案進行抽象和拆解，明確活動方案中包含什么內(nèi)容，然后根據(jù)學習的信息科技、語文等學科的相關知識完成義賣活動方案的設計，同時，小組成員還需要將搜集到的資料進行整理、整合，從而形成整體方案的大框架，這就是算法設計的過程。在跨學科主題學習中，學生的計算思維在一個又一個問題解決方案的制訂中得到培養(yǎng)。4.學生自主解決問題新課標中提出的跨學科主題學習不僅是要學生掌握跨學科的知識，更重要的是將課堂時間還給學生，讓學生做課堂的主人。所以，當形成解決問題的方案以后教師就要放手讓學生自己去嘗試解決問題，在解決問題的過程中逐步培養(yǎng)計算思維。另外，學生在解決問題的過程中很有可能會碰到新的問題，所以教師要在課堂中巡視，以便當學生出現(xiàn)新的問題時及時提供幫助。5.課堂反思與評價在跨學科主題學習完成后，教師要引導學生對自己的學習進行反思，分析自己在本次跨學科主題學習中哪些做得好，哪些還需要改進。學生不僅可以從知識的學習方面反思，還可以