指向?qū)W科育人的高中tong用技術(shù)跨學(xué)科主題教學(xué)實(shí)踐研究

摘"要：闡述學(xué)科育人的內(nèi)涵和三層境界，以“智能農(nóng)場(chǎng)的設(shè)計(jì)與制作”為例探索跨學(xué)科主題教學(xué)實(shí)施策略，即引導(dǎo)求知、引導(dǎo)做事和引導(dǎo)做人。通過跨學(xué)科主題教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生求知的欲望、做事的本領(lǐng)、做人的原則。關(guān)鍵詞：學(xué)科育人；高中通用技術(shù)；跨學(xué)科主題教學(xué)；智能農(nóng)場(chǎng)0"引言“跨學(xué)科主題教學(xué)”是《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》中頗為搶眼的一個(gè)詞，是一種新型教學(xué)方式。開展高中通用技術(shù)跨學(xué)科主題教學(xué)，旨在加強(qiáng)課程綜合，注重學(xué)科間知識(shí)與思維關(guān)聯(lián)暢通，培養(yǎng)學(xué)生在真實(shí)情境中綜合運(yùn)用知識(shí)與技能、思維與方法等解決復(fù)雜問題的能力，同時(shí)強(qiáng)化課程協(xié)同育人功能[1]。1"學(xué)科育人的內(nèi)涵和三層境界高中通用技術(shù)跨學(xué)科主題教學(xué)如何指向?qū)W科育人？領(lǐng)悟?qū)W科育人的內(nèi)涵與跨學(xué)科主題教學(xué)之間的邏輯關(guān)系至關(guān)重要。1.1"學(xué)科育人的內(nèi)涵學(xué)科育人的內(nèi)涵是在傳遞知識(shí)和啟迪智慧中滲透立德樹人的教育思想。高中通用技術(shù)跨學(xué)科主題教學(xué)是在相關(guān)課程資源開發(fā)與整合中融入德育素材，在傳授跨學(xué)科知識(shí)與技能的同時(shí)，通過項(xiàng)目主題實(shí)踐學(xué)習(xí)啟迪智慧，在培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知性素養(yǎng)的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生的精神性素養(yǎng)[2]。1.2"學(xué)科育人的三層境界各學(xué)科都有自己獨(dú)特的育人價(jià)值，并且力圖達(dá)成“育人的知識(shí)、育人的智慧和育人的精神”，即學(xué)科育人的三層境界。高中通用技術(shù)跨學(xué)科主題教學(xué)在傳授各學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)與鍛煉學(xué)生基本技能的基礎(chǔ)上，需要啟迪學(xué)生智慧，教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力和求知的欲望，形成正確引導(dǎo)和規(guī)范學(xué)科知識(shí)運(yùn)用的價(jià)值取向和行為規(guī)范[2]。如果高中通用技術(shù)跨學(xué)科主題教學(xué)僅停留在傳授基礎(chǔ)的學(xué)科知識(shí)和技能上，是在教會(huì)學(xué)生做事，這是學(xué)科育人的最低境界——育人的知識(shí)。如果高中通用技術(shù)跨學(xué)科主題教學(xué)在傳授學(xué)科知識(shí)和技能的同時(shí)，教會(huì)學(xué)生各學(xué)科知識(shí)和技能中所蘊(yùn)含的智慧與思想等，再試著啟迪學(xué)生如何做事，此時(shí)，學(xué)科育人的境界提升——育人的智慧。如果高中通用技術(shù)跨學(xué)科主題教學(xué)在教會(huì)學(xué)生如何做事的基礎(chǔ)上，能夠引導(dǎo)學(xué)生正確地做事、做正確的事，能夠想著為人民服務(wù)，這是學(xué)科育人的最高境界——育人的精神。2"高中通用技術(shù)跨學(xué)科主題教學(xué)實(shí)施策略項(xiàng)目組近三年實(shí)地調(diào)研了安徽省亳州市、阜陽市和合肥市的高中通用技術(shù)跨學(xué)科主題教學(xué)實(shí)施情況，如表1所示。調(diào)研結(jié)果分析：1）高中通用技術(shù)專職教師數(shù)量不足，其中物理、生物、數(shù)學(xué)等學(xué)科的臨時(shí)兼職教師比例達(dá)到32.8%。2）高中通用技術(shù)教師能夠?qū)嵤┛鐚W(xué)科主題教學(xué)的僅占27.7%，38人都是專職教師，其中省級(jí)示范高中教師35人。3）圍繞跨學(xué)科主題教學(xué)開展學(xué)科實(shí)踐的教師占8.0%，都來自省級(jí)跨學(xué)科基地實(shí)踐校，配備有專門實(shí)驗(yàn)器材。高中通用技術(shù)跨學(xué)科主題教學(xué)如何實(shí)施才能指向?qū)W科育人？下面走進(jìn)安徽省跨學(xué)科基地實(shí)踐?！裰菔械诙耆袑W(xué)，與江淮名師、正高級(jí)教師、特級(jí)教師、省級(jí)跨學(xué)科基地實(shí)踐校負(fù)責(zé)人趙洋老師共同探討高中通用技術(shù)跨學(xué)科主題教學(xué)如何實(shí)現(xiàn)學(xué)科育人。以趙洋老師選取的“智能農(nóng)場(chǎng)的設(shè)計(jì)與制作”跨學(xué)科主題教學(xué)為例，從學(xué)科育人的三層引導(dǎo)、七個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)施跨學(xué)科主題教學(xué)，如圖1所示。2.1"引導(dǎo)求知，從生活經(jīng)驗(yàn)到學(xué)科素養(yǎng)高中通用技術(shù)跨學(xué)科主題教學(xué)在設(shè)計(jì)項(xiàng)目主題時(shí)，要以學(xué)生的生活和學(xué)習(xí)真實(shí)情境素材為例，從生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)到素養(yǎng)建構(gòu)，在解決實(shí)際問題中激發(fā)學(xué)生的求知欲。2.1.1"項(xiàng)目情境切入點(diǎn)：北方地區(qū)進(jìn)入冬季較早，影響到蔬菜的生長(zhǎng)，請(qǐng)你設(shè)計(jì)與制作能開展室內(nèi)種植的智能農(nóng)場(chǎng)控制系統(tǒng)。2.1.2"項(xiàng)目分析教師講解蔬菜種植知識(shí)，分析影響蔬菜生長(zhǎng)的環(huán)境要素；學(xué)生體驗(yàn)智能農(nóng)場(chǎng)補(bǔ)光、通風(fēng)和灌溉等控制技術(shù)，獲取設(shè)計(jì)智能農(nóng)場(chǎng)所需的知識(shí)和技能；學(xué)生設(shè)計(jì)與制作蔬菜智能種植農(nóng)場(chǎng)模型，在設(shè)計(jì)、探究、制作等過程中強(qiáng)調(diào)從系統(tǒng)的角度理解控制系統(tǒng)的組成、工作流程等問題；學(xué)生進(jìn)行展示與分享，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作能力和實(shí)際問題解決能力。2.1.3"項(xiàng)目準(zhǔn)備教師圍繞學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，選取“智能農(nóng)場(chǎng)的設(shè)計(jì)與制作”項(xiàng)目主題教學(xué)案例，激發(fā)學(xué)生求知的欲望。此跨學(xué)科主題教學(xué)內(nèi)容主要關(guān)聯(lián)到《普通高中通用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》中“控制及其設(shè)計(jì)”方面的內(nèi)容要求和學(xué)業(yè)質(zhì)量，涉及通用技術(shù)、信息技術(shù)、生物學(xué)和勞動(dòng)等學(xué)科內(nèi)容及對(duì)應(yīng)的學(xué)科素養(yǎng)，具體分析如表2所示。2.2"引導(dǎo)做事，從學(xué)科教學(xué)到實(shí)踐育人跨學(xué)科主題教學(xué)要引導(dǎo)學(xué)生做事，才能真正實(shí)現(xiàn)學(xué)科實(shí)踐育人。2.2.1"項(xiàng)目構(gòu)建教學(xué)對(duì)象為高二年級(jí)學(xué)生，已學(xué)習(xí)通用技術(shù)和信息技術(shù)必修1的內(nèi)容，了解項(xiàng)目設(shè)計(jì)的流程環(huán)節(jié)及其制作的基本方法，理解用編程語言解決簡(jiǎn)單問題的思路，結(jié)合開源硬件和編程語言來解決實(shí)際問題。以粵教版通用技術(shù)必修2第四單元“控制及其設(shè)計(jì)”為主，既有結(jié)構(gòu)、流程的思想，又有系統(tǒng)權(quán)衡的思想，是對(duì)結(jié)構(gòu)、流程、系統(tǒng)學(xué)習(xí)的內(nèi)容拓展和實(shí)踐應(yīng)用。緊扣學(xué)科大概念“控制”一詞，統(tǒng)攝控制系統(tǒng)與信息系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，“智能農(nóng)場(chǎng)的設(shè)計(jì)與制作”項(xiàng)目主題教學(xué)活動(dòng)任務(wù)和課時(shí)安排如表3所示。以多學(xué)科知識(shí)進(jìn)階與思維鏈融通構(gòu)建項(xiàng)目主題教學(xué)活動(dòng)任務(wù)，在設(shè)計(jì)思路橫向上，按照項(xiàng)目主題教學(xué)活動(dòng)任務(wù)群“知識(shí)線”“情境線”“活動(dòng)線”展開；在設(shè)計(jì)思路縱向上，按照項(xiàng)目主題教學(xué)認(rèn)知邏輯規(guī)律逐層深入展開項(xiàng)目主題教學(xué)活動(dòng)任務(wù)群，融合多學(xué)科知識(shí)與技能、思維與方法，在實(shí)踐創(chuàng)造中生成智慧[3]。2.2.2"項(xiàng)目實(shí)施高中通用技術(shù)跨學(xué)科主題教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和動(dòng)手能力，體現(xiàn)“做中學(xué)習(xí)、學(xué)中創(chuàng)造、創(chuàng)中實(shí)踐”。以“智能農(nóng)場(chǎng)的設(shè)計(jì)與制作”項(xiàng)目主題教學(xué)“任務(wù)二：認(rèn)識(shí)智能農(nóng)場(chǎng)通風(fēng)系統(tǒng)”為例。“認(rèn)識(shí)智能農(nóng)場(chǎng)通風(fēng)系統(tǒng)”從三個(gè)方面聚焦教學(xué)目標(biāo)：了解溫度與植物生長(zhǎng)的關(guān)系、溫度傳感器基本原理和應(yīng)用，知道舵機(jī)等執(zhí)行器和結(jié)構(gòu)的基本作用和使用方法；體驗(yàn)溫度傳感器，編程設(shè)計(jì)環(huán)境溫度設(shè)置、溫度獲取與實(shí)現(xiàn)農(nóng)場(chǎng)排風(fēng)和開窗功能；繪制開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖，理解與領(lǐng)悟開環(huán)控制系統(tǒng)工作過程。1）設(shè)計(jì)智能農(nóng)場(chǎng)通風(fēng)系統(tǒng)，加深對(duì)開環(huán)控制系統(tǒng)的理解。教師提前準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)器材，供學(xué)生動(dòng)手組裝，以四人為一組，分工合作完成。各小組的實(shí)驗(yàn)器材如表4所示。硬件連接：將舵機(jī)接到Micro：bit擴(kuò)展板P8引腳；將溫濕度傳感器連接Micro：bit擴(kuò)展板P0引腳；利用溫濕度傳感器獲取種植土壤環(huán)境溫度的數(shù)值，編程設(shè)定合適的閾值，讓天窗自動(dòng)開啟。2）繪制智能通風(fēng)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)流程圖，如圖2所示；編寫智能通風(fēng)控制系統(tǒng)程序代碼，進(jìn)行調(diào)試，基于mind+環(huán)境的參考代碼如圖3所示。3）代碼編寫好后進(jìn)行測(cè)試，直到當(dāng)溫度傳感器檢測(cè)到空氣中溫度過高（設(shè)置為＞20℃）時(shí)能夠啟動(dòng)舵機(jī)打開窗戶?！罢J(rèn)識(shí)智能農(nóng)場(chǎng)通風(fēng)系統(tǒng)”教學(xué)活動(dòng)任務(wù)融知識(shí)與思維、理論與實(shí)踐在“學(xué)中思考、思中創(chuàng)造、創(chuàng)中實(shí)踐”探究過程中，通過硬件搭建、框圖繪制、編程設(shè)計(jì)、實(shí)踐創(chuàng)新等探究體驗(yàn)過程強(qiáng)化學(xué)生的工程思維能力、計(jì)算思維能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力，指向?qū)W科實(shí)踐育人。趙洋老師圍繞跨學(xué)科主題教學(xué)，組織學(xué)生開展學(xué)科實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。這是亳州市第二完全中學(xué)的高中通用技術(shù)跨學(xué)科主題教學(xué)能夠指向?qū)W科育人的法寶。在學(xué)科實(shí)踐中引導(dǎo)學(xué)生做事，是幫助學(xué)生將學(xué)科知識(shí)和技能轉(zhuǎn)化為實(shí)踐創(chuàng)新能力的必經(jīng)途徑。在學(xué)科實(shí)踐創(chuàng)新中生成解決問題的智慧，獲得解決問題的情感體驗(yàn)，使學(xué)科知識(shí)和技能轉(zhuǎn)化為學(xué)生內(nèi)在的價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)科育人境界的提升——育人的智慧。2.3"引導(dǎo)做人，從實(shí)踐育人到立德樹人在學(xué)科實(shí)踐中通過做事引導(dǎo)學(xué)生做人，是學(xué)科實(shí)踐育人的升華。引導(dǎo)學(xué)生做對(duì)自我、社會(huì)有意義、有價(jià)值的事情，把學(xué)生培養(yǎng)成具有社會(huì)責(zé)任感和擔(dān)當(dāng)精神的人，能夠超越個(gè)人利益為社會(huì)服務(wù)、為人民服務(wù)，這樣才能實(shí)現(xiàn)從學(xué)科實(shí)踐育人到立德樹人。這是學(xué)科育人的最高境界——育人的精神。2.3.1"評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)指向?qū)W科育人的高中通用技術(shù)跨學(xué)科主題教學(xué)，需要教師在相關(guān)課程資源開發(fā)與整合中融入德育素材、在學(xué)科實(shí)踐中滲透德育精神，引導(dǎo)學(xué)生做有智慧的事、有益于社會(huì)和他人的事，并且是快樂地做事。2.3.2"項(xiàng)目拓展通過“感知智能農(nóng)場(chǎng)補(bǔ)光系統(tǒng)”“認(rèn)識(shí)智能農(nóng)場(chǎng)通風(fēng)系統(tǒng)”“體驗(yàn)智能農(nóng)場(chǎng)灌溉系統(tǒng)”項(xiàng)目主題教學(xué)活動(dòng)任務(wù)驅(qū)動(dòng)，學(xué)生在學(xué)科實(shí)踐中基本學(xué)會(huì)了如何做事，能夠創(chuàng)作搭建智能農(nóng)場(chǎng)控制系統(tǒng)模型（以下簡(jiǎn)稱智能模型）。智能模型的創(chuàng)作搭建，可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。如何使智能模型走進(jìn)北方地區(qū)的室內(nèi)種植基地，幫助北方農(nóng)民解決冬季室內(nèi)種植蔬菜的難題？如何有效控制陽光、溫度和灌溉等因素對(duì)蔬菜生長(zhǎng)的影響？趙洋老師組織學(xué)生分組研討智能模型轉(zhuǎn)化成室內(nèi)種植基地的高科技產(chǎn)品還受阻于哪些因素：1）聚焦智能模型是否符合室內(nèi)種植基地各類蔬菜生長(zhǎng)的光照強(qiáng)度、溫度監(jiān)控、智能灌溉等因素的技術(shù)質(zhì)量要求；2）聚焦智能模型批量生產(chǎn)對(duì)人、社會(huì)和自然的影響是否符合技術(shù)設(shè)計(jì)的一般原