小学信息技术学科跨学科项目式学习路径研究

一、研究背景

某市重点小学在推进新课标实践中面临三重现实矛盾： 资源层面，学校仅配备 2 间基础机房与有限传感器套件，难以支撑大规模跨学科项目实践，硬件短缺严重制约教学场景的真实性与数据采集的完整性；学科协同层面，信息科技教师普遍缺乏跨学科 知识储备，科学、数学等关联学科教师参与度不足，导致项目设计呈现"技术单边主导"倾向，学科知识迁移与融合效果欠佳；评价机制层面，传统测评体系过度聚焦代码编写等技能考核，对真实问题解决过程中团队协作、方案迭代等核心素养缺乏有效观测，难以反映项目式学习的综合育人价值。

二、理论建构

1. 双螺旋融合模型

本研究构建的"知识重构"与"技术适配"双向互动模，通过知识整合与技术赋能的协同机制破解学科壁垒与资源限制：知识重构路径以科学（如植物生长规律）、数学（如数据分析方法）等学科核心概念为锚点，与信息科技（如传感器编程）形成跨学科知识网络，通过"学科大概念提取→知识图谱构建→真实问题转化"实现知识迁移；技术适配策略则采用"低成本替代+轻量化改造"双轨模式，运用手机陀螺仪替代专业振动传感器进行环境监测，开发Scratch 扩展库预设算法框架，将编程代码量减少70%以上，同时构建动态更新的传感器参数数据库。该模型通过知识重构驱动技术应用创新，以技术适配反哺知识体系优化，形成"学科知识结构化-技术工具轻量化-教学场景真实化"的良性循环。

2.四阶实施路径

本研究构建的"情境-任务-技术-迭代"四阶实施路径，以校园资源深度整合为起点，通过情境重构将闲置空间改造为"微型种植园"，实时采集光照、温湿度等环境数据；基于真实问题设计三级任务链，例如"噪音监测"项目分解为数据采集、算法设计、系统优化；针对设备局限开展技术适配，开发图形化编程模板预设70%基础代码，结合手机传感器降低硬件依赖；最终通过迭代优化机制，利用区块链系统记录协作日志，每周生成小组能力雷达图，形成"数据驱动-动态调整"的闭环改进模式。

三、研究方法

本研究采用准实验设计，以某小学五年级5 个平行班级为研究对象（共240 名学生），其中3 个班级设为实验组，2 个班级设为对照组。实验自变量为基于"双螺旋融合模型"的四阶路径干预（包含情境重构、任务拆解、技术适配、迭代优化四个阶段的教学策略），因变量为学生信息素养与跨学科能力的提升水平，通过前测与后测数据对比、过程性行为日志分析等方法进行量化与质性评估。

本研究采用多维度数据采集方法，综合运用量化与质性数据评估干预效果。量化数据方面，以前测与后测的形式采用《中小学信息科技素养测 能力的初始水平与提升幅度，同时通过系统记录协作频次、迭代次数等过程数 ，包含课堂观察记录（含师生对话编码）以分析教学互动特征，以及学生每周撰写的反思日志（共8 周）以捕捉个体学习体验与认知变化。

四、研究实施与初步成效案例1：智能种植园

“智能种植园”以信息科技与科学、数学的跨学科融合为核心，通过“环境监测→数据可视化→协作优化”的实施路径展开：学生分组利用纸杯传 搭建简易光照/湿度监测装置，随后用Scratch 编写数据可视化程序生成植物生长曲线图，最后通过系统记录协 程并优化种植方案。经测评，实验组学生数据图表分析能力较对照组提升 35.2% _p<0.05） ），验证了跨学科项目对信息科技核心能力的显著促进作用。

案例2：校园噪音治理

“校园噪音治理”构建了“数据采集-分析-治理”的闭环解决方案，学生团队通过手机陀螺仪实现低成本噪音数据采集，利用算法对校园不同区域、时段的噪音时序数据进行分析，精准识别出教学区午休时段（12：10-13：00）及放学通道（15：30-16：30）的噪音峰值（平均达 68 分贝），据此提出 “错峰放学+小噪音员提醒”组合方案，其建议被校方采纳实施。

五、讨论与反思

本研究提出三项校本化实施策略以保障跨学科项目落地：首先，针对校内跨学科硬件资源分散问题，将科学实验室改造为"跨学科工坊"，系统整合传感器、编程套件等设备，构建"一站式"项目实践空间；其次，为破解学科教师协作壁垒，建立"信息科技+学科导师"双师制，每周固定1.5 课时开展联合备课，推动信息科技教师与科学、数学教师深度协同；此外，针对传统评价重结果轻过程的问题，将协作档案（记录学生项目参与度、协作贡献值等数据）纳入综合素质评价体系，占比提升至 25% ，强化过程性评价对跨学科能力的观测效能。

本研究存在两方面局限性：一是样本规模与时间范围有限，仅完成第一轮行动研究，尚未验证跨学科路径的长期实施效果；二是技术适配方面，AR/VR 设备的低成本解决方案仍需进一步优化，尚未形成成熟的应用模式。

六. 结论与展望

本研究通过实证验证，双螺旋融合模型有效促进了知识迁移与技术反哺，显著提升了学生的跨学科素养；在此基础上，四阶实施路径实现了真实问题解决与素养发展的有机统一，为跨学科教学提供了可操作的实践框架；最终，研究形成的校本化方案与工具包，可为同类学校提供可复制的“低投入-高产出”跨学科实践模式，具有较强的推广价值与应用前景。

参考文献

某市重点小学跨学科工坊建设方案. 教育技术装备， 2024.

王丽等. 基于UbD 理论的小学信息科技项目式学习设计研究[J]. 中国信息技术教育， 2024（8）.

教育部. 义务教育信息科技课程标准（2022 年版）[S]. 北京： 人民教育出版社， 2022.

李敏等. 轻量化技术工具在小学跨学科项目中的应用研究[J]. 现代远程教育研究， 2023（4）.