跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)培養(yǎng)計(jì)算思維的實(shí)踐策略

摘要：本文對(duì)計(jì)算思維培養(yǎng)與跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了梳理研究，厘清了跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)的內(nèi)涵和外延，在文獻(xiàn)研究的基礎(chǔ)上分析了在跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)中培養(yǎng)計(jì)算思維的可行性，并剖析了兩者的關(guān)系，提出了如何通過(guò)跨學(xué)科主題活動(dòng)培養(yǎng)計(jì)算思維的操作流程，為利用跨學(xué)科主題活動(dòng)培養(yǎng)計(jì)算思維構(gòu)建了理論基礎(chǔ)，有助于后續(xù)研究的開(kāi)展。關(guān)鍵詞：跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)；計(jì)算思維培養(yǎng)；文獻(xiàn)綜述引言1.跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)是新課標(biāo)提出的重要改革方向《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“新課標(biāo)”）中的重要變化之一是提出在信息科技課程中設(shè)立跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)，加強(qiáng)學(xué)科間相互關(guān)聯(lián)，帶動(dòng)課程綜合化實(shí)施，強(qiáng)化實(shí)踐性要求。新課標(biāo)提出的要求給一線信息科技教師的教學(xué)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，因此，什么是跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)、如何在信息科技課堂中設(shè)計(jì)跨學(xué)科主題活動(dòng)成為亟待解決的問(wèn)題。2.跨學(xué)科綜合性人才是社會(huì)發(fā)展的重要培養(yǎng)目標(biāo)面對(duì)數(shù)字時(shí)代經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和文化發(fā)展的要求，學(xué)生具備在復(fù)雜情境下有效解決問(wèn)題的能力非常重要，這就意味著教育要培養(yǎng)擁有跨學(xué)科知識(shí)的綜合性人才，而利用小學(xué)信息科技課程培養(yǎng)跨學(xué)科綜合性人才是一條很好的途徑。3.跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的有效途徑新課標(biāo)中提出了新的課程理念——強(qiáng)化素養(yǎng)導(dǎo)向的多元評(píng)價(jià)，因此，以計(jì)算思維核心素養(yǎng)為抓手，通過(guò)重組跨學(xué)科知識(shí)、設(shè)計(jì)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)，在真實(shí)、復(fù)雜的情境中鍛煉學(xué)生抽象、分解、概括、問(wèn)題解決的綜合能力，拓展小學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)新路徑，能夠有效解決當(dāng)前如何培養(yǎng)小學(xué)生計(jì)算思維的問(wèn)題。計(jì)算思維與跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)研究現(xiàn)狀1.計(jì)算思維培養(yǎng)研究現(xiàn)狀筆者以“計(jì)算思維培養(yǎng)”為關(guān)鍵詞在中國(guó)知網(wǎng)進(jìn)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(duì)計(jì)算思維培養(yǎng)的研究仍然呈上升趨勢(shì)，且計(jì)算思維培養(yǎng)的相關(guān)研究主要側(cè)重于計(jì)算思維培養(yǎng)的理論研究、實(shí)踐研究與評(píng)價(jià)工具研究三大類(lèi)。2.跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)研究現(xiàn)狀依據(jù)不同的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)有以下不同的分類(lèi)：分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)一，涉及的學(xué)科知識(shí)是否學(xué)習(xí)過(guò)，如果學(xué)習(xí)過(guò)則是應(yīng)用型，否則是習(xí)得型；分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)二，跨學(xué)科所跨越的學(xué)科數(shù)量可分為單學(xué)科主導(dǎo)型和多學(xué)科融合共同主導(dǎo)型。若綜合考慮兩個(gè)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，可將跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)分為下表中的四種類(lèi)型。當(dāng)前，跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)沒(méi)有明確的定義，也沒(méi)有一套標(biāo)準(zhǔn)的操作流程，但下面的觀點(diǎn)是明確的：跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)是以某一學(xué)科的大概念為主，選擇合適的主題，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)化、生活化的學(xué)習(xí)情境，教師在此過(guò)程中不斷引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行真實(shí)性、主動(dòng)性學(xué)習(xí)，必要時(shí)提供相應(yīng)的學(xué)習(xí)支架，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)情境中通過(guò)一個(gè)又一個(gè)問(wèn)題的探究逐步解決問(wèn)題。在此過(guò)程中，教師要關(guān)注學(xué)生生成性的學(xué)習(xí)成果，如某一個(gè)觀點(diǎn)，學(xué)生大膽突破自己進(jìn)行小組展示，學(xué)生與他人合作能力、交往能力的提升等。3.研究述評(píng)目前，將計(jì)算思維培養(yǎng)與跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)結(jié)合起來(lái)的文章不多，雖有將兩者進(jìn)行結(jié)合的，但是落腳點(diǎn)大部分是中學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)，將小學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)與跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)結(jié)合起來(lái)的文章相對(duì)較少，這凸顯了本課題研究的價(jià)值與緊迫性?？鐚W(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)培養(yǎng)計(jì)算思維的可行性1.新課標(biāo)引領(lǐng)新課標(biāo)提出要涉及跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)，同時(shí)提出了“強(qiáng)化素養(yǎng)導(dǎo)向的多元化評(píng)價(jià)”，計(jì)算思維作為信息科技學(xué)科的學(xué)科核心素養(yǎng)之一，是信息科技學(xué)科教學(xué)效果評(píng)價(jià)的一個(gè)方面，所以這兩者在新課標(biāo)的引領(lǐng)下存在著不可分割的關(guān)系，教師可以設(shè)計(jì)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)，以此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。2.兩者有共同的“跨學(xué)科”性跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)強(qiáng)調(diào)在學(xué)習(xí)情境、問(wèn)題設(shè)置、目標(biāo)達(dá)成等方面實(shí)現(xiàn)信息科技與其他學(xué)科的融合，讓學(xué)生在真實(shí)的、開(kāi)放的學(xué)習(xí)情境中利用多學(xué)科的知識(shí)、技能、思想、方法解決綜合性問(wèn)題，進(jìn)而完成跨學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)，同時(shí)，在問(wèn)題解決的過(guò)程中鍛煉了學(xué)生的抽象、分解、算法設(shè)計(jì)等能力。計(jì)算思維和跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)都具有“跨學(xué)科”性，所以利用跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)提高學(xué)生的計(jì)算思維具有可行性。3.跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)與計(jì)算思維培養(yǎng)的關(guān)系跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算思維培養(yǎng)是相輔相成的，在每一個(gè)跨學(xué)科主題活動(dòng)中教師都要有意識(shí)地逐步滲透計(jì)算思維的培養(yǎng)。例如，在進(jìn)行跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，教師首先要明確核心問(wèn)題，然后帶著學(xué)生組織、分析問(wèn)題，再依據(jù)任務(wù)設(shè)計(jì)問(wèn)題解決方案，最后通過(guò)作品的制作形成解決問(wèn)題的方案，并通過(guò)作品展示與分享進(jìn)行互相學(xué)習(xí)與反思（如下圖）。同時(shí)，在組織與分析問(wèn)題時(shí)，融入計(jì)算思維核心要素中的“抽象分解”，進(jìn)而在形成解決方案的過(guò)程中鍛煉學(xué)生的算法思維、批判性思維以及問(wèn)題解決能力。在跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)中培養(yǎng)計(jì)算思維的實(shí)踐策略1.借助真實(shí)的學(xué)習(xí)情境在開(kāi)展跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)，借助真實(shí)的情境是非常重要的一步。在教學(xué)中，教師要根據(jù)跨學(xué)科主題進(jìn)行情境選擇，并遵循適用性、可接受性、真實(shí)性以及具體性的基本原則。同時(shí)，選擇的情境還要符合學(xué)生的年齡特點(diǎn)，最好是與主題相關(guān)的學(xué)生能夠接觸到的真實(shí)的具體的情境。例如，在跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)“義賣(mài)活動(dòng)”中，可以利用視頻、圖片等方式向?qū)W生呈現(xiàn)偏遠(yuǎn)地區(qū)的孩子們的學(xué)習(xí)環(huán)境，并讓其與自己的學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行對(duì)比，使其在對(duì)比中感知環(huán)境的差異，進(jìn)而生發(fā)幫助他們的想法，并付諸行動(dòng)。2.提出真實(shí)的問(wèn)題跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)中的問(wèn)題直接關(guān)系著跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)的開(kāi)展效果。這就要求教師在設(shè)計(jì)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)要認(rèn)真思考什么樣的問(wèn)題適合于該年齡階段的學(xué)生，同時(shí)結(jié)合本次跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)，考慮計(jì)算思維的分解要素。例如，在跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)“義賣(mài)活動(dòng)”中，教師可以在不同的階段提出不同的探究性問(wèn)題：義賣(mài)活動(dòng)前期——請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合參加活動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)搜索完成義賣(mài)活動(dòng)方案設(shè)計(jì)（教師引導(dǎo)學(xué)生利用WPS文字進(jìn)行方案的制訂）。活動(dòng)進(jìn)行中——如何吸引顧客到你的攤位購(gòu)買(mǎi)物品？活動(dòng)結(jié)束后——反思這次義賣(mài)活動(dòng)，你做得好的方面有哪些？有哪些方面需要改進(jìn)？這次活動(dòng)后你的收獲是什么？3.學(xué)生設(shè)計(jì)問(wèn)題解決方案針對(duì)教師提出的真實(shí)問(wèn)題，學(xué)生分組合作討論解決方案。學(xué)生方案設(shè)計(jì)的過(guò)程就是對(duì)問(wèn)題進(jìn)行抽象、分解、算法設(shè)計(jì)，并最終形成問(wèn)題解決方案的過(guò)程。例如，在“義賣(mài)活動(dòng)”制作活動(dòng)方案階段，小組成員首先要研究方案，將方案進(jìn)行抽象和拆解，明確活動(dòng)方案中包含什么內(nèi)容，然后根據(jù)學(xué)習(xí)的信息科技、語(yǔ)文等學(xué)科的相關(guān)知識(shí)完成義賣(mài)活動(dòng)方案的設(shè)計(jì)，同時(shí)，小組成員還需要將搜集到的資料進(jìn)行整理、整合，從而形成整體方案的大框架，這就是算法設(shè)計(jì)的過(guò)程。在跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)中，學(xué)生的計(jì)算思維在一個(gè)又一個(gè)問(wèn)題解決方案的制訂中得到培養(yǎng)。4.學(xué)生自主解決問(wèn)題新課標(biāo)中提出的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)不僅是要學(xué)生掌握跨學(xué)科的知識(shí)，更重要的是將課堂時(shí)間還給學(xué)生，讓學(xué)生做課堂的主人。所以，當(dāng)形成解決問(wèn)題的方案以后教師就要放手讓學(xué)生自己去嘗試解決問(wèn)題，在解決問(wèn)題的過(guò)程中逐步培養(yǎng)計(jì)算思維。另外，學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中很有可能會(huì)碰到新的問(wèn)題，所以教師要在課堂中巡視，以便當(dāng)學(xué)生出現(xiàn)新的問(wèn)題時(shí)及時(shí)提供幫助。5.課堂反思與評(píng)價(jià)在跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)完成后，教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)行反思，分析自己在本次跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)中哪些做得好，哪些還需要改進(jìn)。學(xué)生不僅可以從知識(shí)的學(xué)習(xí)方面反思，還可以