构建以计算思维为核心的跨学科主题学习活动

摘要：本文通过在小学信息科技课程教学实践中开展跨学科主题学习活动，以第二学段计算思维的学段目标为基础，引导学生在真实的学习情境中，分解复杂问题，激发计算思维意识，运用知识迁移，进而提高计算思维能力。关键词：跨学科主题学习活动；计算思维基于跨学科主题学习活动提升小学生计算思维的背景《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）倡导“以真实问题或项目驱动，引导学生经历原理运用过程、计算思维过程和数字化工具应用过程，建构知识，提升问题解决能力”。因此，教师要特别关注课程内容与学生真实生活的结合，在教学中通过“做中学”“用中学”和“创中学”有效提升学生的计算思维能力。笔者结合计算思维在第二学段的特征和目标，在小学信息科技课程中开展了跨学科主题学习活动，旨在引导学生基于真实学习体验计算思维过程、分解复杂问题、激发计算思维意识、运用知识迁移形成计算思维能力。基于跨学科主题学习活动提升小学生计算思维的实践1.基于真实学习，体验计算思维过程（1）原有设计“在线社会悄然而至”是苏科版三年级第一单元“在线学习生活”的第1课，重点是引导学生感受在线行为无处不在，难点是能选用合适的在线工具解决实际问题。传统的教学方式是整节课以对比的方式呈现，引导学生感受在线社会中学习方式和生活方式都在发生变化。（2）设计思考三年级的学生从小就身处在线社会之中，在信息科技课的学习之前，或多或少都使用过在线工具，具备电子设备和在线工具使用的能力，本节课如果仅停留在学习与生活方式的比对上，学生的积极性会大打折扣，即使安排了在线工具的体验，也仅仅是对技能的巩固。基于上述分析，将本节课设计为跨学科主题学习活动，通过“参观南京博物院”这一真实场景，用信息科技的基本知识分析问题，学生在此过程中体验计算思维过程，从而有效解决实际问题。（3）改进设计信息科技课程中的真实性学习要求教师要把握好自己和学生的关系，教师和学生既是数字时代的学习者，又是科学探究的合作者，教师要引导学生并做到与学生一起走进真实的问题情境中，用信息科技的知识来分析问题、解决问题，体验计算思维过程，具体活动设计如下。本主题学习活动共设计三个环节，每一个环节都让学生学会思考，体验计算思维的过程。活动1：南京博物院我了解。为了规划参观路线，自己要先大致了解南京博物院，怎么了解呢？学生完成学习单，填写“内容”“途径”“设备”，即了解什么？去哪里了解？用什么设备？这些都想清楚了，就可以去实践。这里“想清楚”的过程就是体验计算思维的过程，在做一件事之前会思考，能想清楚怎么做，就是把抽象的事情具体化。活动2：参观线路我规划。在活动1的基础上，学生了解到南京博物院的地理位置、场馆分布等内容，结合自己的兴趣特点，设计参观路线，完成学习单，在图示中填写场馆名称以及参观时间。活动2与活动1紧密联系，并进一步深入，能结合场馆的位置规划参观路线与时间，提前做好规划。线路规划也是体验计算思维过程的重要途径，学生对南京博物院的参观做出推演，以期给自己一次完美的参观体验。在活动2中，学生继续体验计算思维的过程，清楚地知道自己喜欢看什么就安排多一点时间参观，而其他场馆选择快速浏览。活动3：参观攻略之我见。学生挑选自己最满意的一个环节在小组内分享，说出路线设计的原因，在分享与交流中再次体验计算思维的过程。教师给出提示：在分享过程中可以加入在线学习与生活的例子，如自助导览、扫码支付等，在参观的同时体验在线社会带来的便捷生活。至此，“南京博物院参观我规划”主题活动告一段落，学生在“了解—规划—推介真实学习活动”中体验计算思维过程。活动成效：学生逐步意识到计算思维已成为每个人的基本思维方式，只有不断体验计算思维过程，才能将其内化到思维结构中去。2.分解复杂问题，激活计算思维意识（1）原有设计“在线学习与生活更从容”是苏科版三年级第一单元“在线学习生活”的第2课，学生已经感受了在线学习生活，那么，面对在线社会中丰富的数字资源与信息，要怎样合理运用才能让在线学习更高效、在线生活更从容。以往的教学中，教师经常会借助国家中小学智慧教育平台，指导学生自学平台资源，结合自己的学习主题，推荐学习资源，总结筛选的原则，逐步形成在线学习的能力。（2）设计思考这样的设计看似灵活开放，但其实自主选择学习资源只是给了学生空间，学生不明白为什么要用这个平台、选资源的目的又是什么。看似自由灵活的设计实则是为了“在线学习”而学习，对本节课重点“让在线学习更高效、在线生活更从容”的突破并没有促进作用。针对上述问题，可以将原有对学习资源的推荐改为跨学科主题学习活动，以“南京博物院出行我建议”为主题，通过分解问题、查阅资料、提出建议三个有效环节，真正做到让“在线学习与生活更从容”。（3）改进设计设计“南京博物院出行我建议”跨学科主题学习活动，要提出建议就得有依据，什么样的依据能形成有效的建议？这就需要引导学生尝试将复杂的问题分解成一个个小问题，并逐一解决，从而提出建议，进而在问题分解中不断激发学生计算思维意识。活动设计如下。为了能有理有据地提出建议，分三步完成本次跨学科主题学习活动。活动1：分解问题。出发前，有哪些事情需要考虑？以此撬动学生的思维，激活学生计算思维意识，将“提出建议”这一复杂问题有效分解——怎么提建议？提什么建议？为什么提这个建议？引导学生进一步思考，我们要考虑哪些问题？通过小组讨论、汇报，确定要考虑的因素有天气、交通以及用餐。根据天气情况能给出着装建议、防晒建议以及出行建议；根据交通状况选择交通工具与路线；根据用餐喜好确定用餐时间与地点。活动2：查阅资料。经过活动1的梳理，学生已经迫不及待去了解、去学习，这时知识的学习顺理成章。要了解天气情况，就要学会查阅天气预报。选择什么工具？用什么设备？怎么查阅？每一个问题下都有若干个子问题，学生的计算思维意识进一步被激活。同时，结合任务单的学习小技巧，查阅天气预报，搜索交通路线，做好用餐安排，让在线生活更从容。活动3：提出建议。根据出行日期，给出合理的出行意见。学生汇报时从日期、天气、穿衣、出行、用餐等方面进行阐述，大胆表达，根据查询到的资料提出建议，有理有据。活动成效：在活动中，让学生以建议者的身份，即从决策者的角度，统筹考虑参观南京博物院的复杂情况，引导学生分解复杂问题，将出行建议细分成三个小问题，这一过程有效激发了学生计算思维意识。3.运用知识迁移，形成计算思维能力（1）原有设计“在线信息的搜索”是苏科版三年级第三单元“在线信息获取”的第2课，在本单元学习中承担着承上启下的作用。在传统教学中，教师会先引导学生了解信息的来源，然后进一步聚焦到在线信息的搜索与保存，了解在线搜索的多渠道多方式，并能根据自己的需要选择不同的搜索方式。同时，通过创设真实情境——分享“低碳生活”，引导学生了解在线搜索信息的意义，利用在线方式获取“低碳生活”的资源并分享。（2）设计思考上述设计有其亮点：学生在分享“低碳生活”的过程中，经历“认识新工具—掌握新方法—体验新过程—激发源动力—养成好习惯”五个阶段，在真实的需求下学习、体验、分享，有效促进学科核心素养的形成。但是，三年级学生快速阅读和理解大段文字的能力不足，对“低碳生活”的理解还停留在“环保”的层面，对搜索到的信息不能深入理解，汇报的内容也基本一致，缺乏探究的意义。（3）改进设计第二学段的学生的逻辑思维开始迅速发展，记忆从机械向有意发展，这正是发展计算思维的最佳时期。因此，教师可以从学校真实活动“小谷粒探茶”出发，将线下活动搬到线上，通过与学生对话，引导学生提出探“茶”的新问题，产生“在线搜索信息”的真实需求，在学习中注重知识的迁移应用，从而形成计算思维能力。活动设计如下。活动1：茶文化，我学习。在与学生的谈话交流中，抛出新问题：茶叶有保质期吗？南京产什么茶？茶叶价格为什么相差那么大？利用这些问题自然引出“在线信息的搜索”，结合学生已有的在线搜索经历，采取知识迁移的方法，引导学生搜索并了解“茶文化”。活动2：茶文化，我传承。调用学生已有知识经验，运用听歌识曲的方法识别“茶马古道”，既完成了知识技能的学习，又鼓励学生大胆尝试，学会使用知识迁移的方法，提升思维品质。活动3：茶商品，我来选。通过为“小谷粒探茶”展示区选购商品，鼓励学生大胆尝试，根据实际需求选择搜索渠道，提高搜索效率，提升综合运用的能力。活动成效：活动中蕴含了一明一暗两条线，明线是知识点环环相扣（活动1，用到了关键字搜索和图片搜索；活动2，用到了听歌识曲，从搜索引擎过渡到在APP里搜索；活动3，从知识的学习回归到生活，生活中哪些场景需要搜索，用到什么工具，从搜索本身拓展到根据实际需要合理选择搜索工具和搜索方式，快速有效地获取有用信息），暗线是学生从大概了解茶到能辨认茶，进而探寻茶的故事，品味“茶马