初中信息科技跨学科融合的创新探索

其他学科教学来源:查看次数:5发布日期:2025-04-18

山东省济南稼轩学校   褚维维

在教育领域不断革新的当下，跨学科融合已成为关键发展趋势。它突破传统学科界限，整合多学科知识与方法，旨在培育学生综合素养与高阶思维，契合现代社会对复合型人才的迫切需求。《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》）大力倡导跨学科主题学习，为信息科技教学变革指明方向。数字设备体验、数据编码探秘、小型系统模拟、互联智能设计等跨学科主题学习案例在《课程标准》中被提及，有力推动信息科技与数学、语文、物理、道德与法治等学科深度交融，助力学生全方位理解与运用信息科技知识，提升解决复杂实际问题的能力，为学生在数字化时代的长远发展筑牢根基。跨学科学习主要涵盖项目式学习、主题式学习、案例式学习及角色扮演式学习等多元方式。将这些多元化的学习方式引入信息科技课堂，能够为学生的全面发展提供有力支持，助力其成为适应数字化时代的复合型人才。

一、主题式跨学科融合：深度挖掘与实践拓展

《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》明确要求“加强课程内容与学生经验、社会生活的联系”。跨学科主题学习完美契合这一理念。它围绕特定主题，打破学科壁垒，整合多学科知识与方法开展教学活动，为学生营造一个开放、多元的学习环境，鼓励他们从不同学科角度思考问题，激发创新思维。在7—9年级学段，互联网及其影响、从互联网到物联网、人工智能的基本概念和常见应用等模块内容本身具有很强的综合性，通过跨学科主题学习，能够整合信息科技、地理、历史、政治、经济等多领域知识，助力学生更全面、深入地理解这些复杂概念与现象。

以七年级网络信息搜索模块中“构建‘丝路文化数字博物馆’网站”这一主题为例，该主题以丝绸之路这一极具历史底蕴与文化价值的概念为依托，深度融合多学科知识。学生借助互联网技术，广泛且深入地收集丝绸之路相关国家的历史变迁、文化传承、艺术瑰宝等丰富资料。历史资料涵盖了相关国家从古至今的重大历史事件、朝代更迭等；文化资料涉及独特的风俗习惯、宗教信仰、传统节日等；艺术资料囊括了绘画、雕塑、音乐、舞蹈等多种艺术形式。随后，学生充分发挥创意与设计能力，运用网页设计相关知识，精心搭建网站，将收集到的珍贵资料以生动、直观的形式进行展示。

构建“丝路文化数字博物馆” 网站这一跨学科主题学习深度融合历史、语文等多学科知识。学生在参与主题学习的过程中，能够深入探究丝绸之路的历史发展脉络，了解不同时期相关国家的政治、经济、文化交流，增强对历史变迁的认知与理解。学生在收集资料，撰写网站介绍文案、平台推荐语等过程中，锻炼了语言表达、文字撰写与阅读理解能力。这一跨学科主题学习项目成功打破学科界限，学生不仅拓宽了知识视野，还学会了从多学科视角思考问题，全方位提升综合素养，为适应未来社会的复杂挑战奠定坚实基础。

二、项目式跨学科融合：实践驱动与能力跃升

项目式学习以真实问题或项目为驱动开展教学，其核心在于引导学生运用计算机原理构建知识体系，借助数字化工具进行作品创作，进而有效提升学生的问题解决能力。在7—9年级学段，诸如搭建特定功能的小型互联系统、搭建物联系统原型等模块，因其实践性强的特点，与项目式教学模式高度适配。

以八年级的“校园物联系统原型搭建”为例，学生致力于搭建一个以校园绿植养护为应用场景的物联系统。学生利用物理中的电学、光学、力学等知识，挑选合适的传感器，如土壤湿度传感器、光照传感器、温度传感器等，用于实时监测绿植生长环境的各项参数。运用物联网基本原理，将这些传感器连接成网络，实现数据的无线传输与汇聚。在数据处理环节，借助数学中的函数知识与统计学方法，建立环境参数与绿植生长状况之间的关系模型，例如根据土壤湿度和光照强度判断是否需要浇水或调整遮阳措施。同时，学生还需考虑系统的能源管理，运用物理中的电路知识，设计低功耗的传感器节点与数据传输方案。从语文角度出发，撰写系统操作手册与维护指南，确保校园工作人员能够顺利使用该物联系统。

在“校园绿植养护物联系统” 这一项目中，学生深度参与到跨学科的实践探索中。通过紧密结合物理、数学、语文等多学科知识，在挑选传感器、设计网络架构、处理数据以及撰写文档等各个环节，均展现出不同学科知识的综合灵活运用。这一项目充分体现了项目式教学以实践为驱动的强大优势。它为学生提供了将理论知识转化为实际应用的平台，让学生在真实情境中面对挑战、解决问题，从而为未来适应复杂多变的社会环境奠定了坚实基础。

三、案例式跨学科融合：实例剖析与经验借鉴

案例式教学以真实且生动的案例为核心载体，打破理论与实践、学科与生活之间的隔阂，组织开展教学活动。在7—9年级学段，“互联网+”应用、物联网自主可控、人工智能应用等模块的内容，适合使用案例式教学。案例式教学能够有力地促进学生对知识的深度理解与多元能力的发展。

以九年级人工智能为例，教师引入一个真实的医疗场景案例：某大型医院在对大量患者进行肺部疾病筛查时，分别采用了传统计算机图像处理方法和新兴的人工智能算法进行胸部X光片的分析诊断。教师详细介绍这两种方法在医院实际操作流程中的应用情况，包括数据的采集、传输以及处理过程。接着，针对案例深入讲解相关知识。对于传统计算机图像处理方法，向学生解释它是如何基于预先设定的图像特征算法，来识别X光片中可能存在的异常阴影，比如通过边缘检测、灰度分析等技术手段判断是否有肺部结节。而对于人工智能算法，重点介绍其背后的深度学习算法，如卷积神经网络（CNN）是如何通过对海量的胸部X光片数据进行学习，自动提取图像中的关键特征，从而实现对疾病的精准诊断。

从多学科融合角度来看，这一案例涉及多方面知识。信息科技领域中，学生需要理解计算机的算法原理、数据处理流程；医学领域中，学生要了解基本的人体解剖学知识，特别是肺部的正常与异常影像特征；数学方面，学生需要明白人工智能算法中涉及的概率论、线性代数等数学原理，例如卷积神经网络中的权重计算等。这样的案例式教学能够为学生搭建综合利用多学科知识解决问题的平台，提升了学生的批判性思维与问题分析能力。

四、角色扮演式跨学科融合：情境体验与素养内化

角色扮演式跨学科融合通过创设逼真的情境，让学生亲身体验不同角色的工作流程，对提升学生的实践技能与职业素养具有显著效果，尤其适用于操作性强、与实际职业场景紧密相连的教学内容。在7—9年级学段，针对互联网、物联网和人工智能安全等方面的知识，采用角色扮演式教学能够极大地激发学生的学习兴趣，提高其参与度。

以七年级互联网安全为例，场景设定为假设城市的大型线上购物节期间，电商平台遭遇大规模黑客攻击，用户信息泄露，交易数据被篡改，引发公众恐慌。在此场景中，学生扮演不同的角色，利用各学科知识处理相关问题，进行交流与协作，体验职业特点。

一部分学生扮演网络安全专家，依据信息科技课程中网络安全的相关知识，深入分析此次攻击的类型与原理。网络安全专家运用加密算法、防火墙技术等专业知识，制定切实可行的防御策略，同时借助数学知识评估加密强度。

一部分学生扮演公关发言人，利用语文知识撰写条理清晰、内容翔实的新闻稿与发言稿。公关发言人要精准把握语言的分寸与情感色彩，及时回应公众，在安抚公众情绪的同时，维护平台的正面形象。

一部分学生扮演法律顾问，依据道德与法治课程内容，从法律角度透彻分析平台在此事件中的责任。学生扮演的法律顾问需深入研究网络安全相关法律法规，以及用户可行的维权途径。通过对法律条文的准确解读与应用，为平台和用户提供专业的法律建议，确保整个事件的处理在法律框架内进行。

通过角色扮演，学生实现相互交流与协作，利用各学科知识解决问题，分享活动收获，反思问题解决过程中的不足，强化互联网安全知识与跨学科思维，增强在生活中关注互联网安全的意识和能力。

主题式、项目式、案例式、角色扮演式等学习方式，从不同维度为学生营造丰富多样、贴近实际的学习情境，有力促进学生对信息科技知识的深度理解、综合运用与创新实践，为学生适应数字化社会奠定坚实基础。未来，我们将在初中信息科技跨学科融合教学方面持续深化与创新，推动初中信息科技教育高质量发展，培育更多的创新型科技人才。

 

 

 

（《山东教育》2025年4月第11期）