跨学科视角下初中科学与信息技术融合教学策略设计与实践研究

引言

在“双减”政策与核心素养导向的推动下，课堂教学正经历深层次变革。特别是在初中科学教学中，如何实现高效课堂、提升学生科学素养成为教师的重要课题。随着新课程改革和“互联网 + 教育”的不断实施，作为一名教师，深刻地认识到教育改革的紧迫性和必然性。传统落后的教学模式下的教学效率非常低，在信息化时代背景下，应该注重借助先进的信息技术手段探索教学改革的有效路径，将现代信息技术作为打造高效课堂的有力武器。通过现代信息技术与初中科学课堂教学深度融合，改变了教学的观念和形式，更能优化教学环境、手段和方法。

一、初中科学与信息技术融合的理论基础

根据建构主义的学习理论，初中科学与信息技术学科的整合关注学生的主动探究与合作学习构建学生的知识体系，促进学生跨学科、跨界的学习，丰富并提升学生综合知识、多元知识的应用，让信息技术成为学生学习的工具与交流的平台，使学习资源变得更加丰富多元，同时提供更多的表现形式，增进学生科学概念的理解和应用。数字化平台提供的泛在性学习与个性化学习，则为学生创造力及信息化素养的全面培养提供了学习支持，不但有利于科学探究学习能力的提升，也拓宽学生解决实际问题的途径和方法，有助于学生后期学习学科知识、终身学习的奠定。

二、跨学科视角下初中科学与信息技术融合教学策略的设计路径

（一）主题项目驱动下的融合教学内容整合

融合教学需围绕真实情境开展，借助问题项目完成跨学科的知识建构。在“空气质量监测与节能减排”项目中，教师设置“调查学校 PM2.5 的变化”任务，让学生从科学角度了解空气质量与尘埃粒子的关系，然后利用信息技术学科的内容学习如何运用小传感器及绘制图形工具获取数据以及将数据可视化。在完成任务过程中，学生小组化，选择不同的时间段、不同的地点监测空气质量并观察变化规律，也借鉴科学学科中探究大气污染的原因及措施保护的大气保护一课内容，提出一份关于“保护绿色校园”的报告，最终以幻灯片或视频呈现。这种做法不仅可促进科学与信息技术学科知识的整合，而且发展学生的主动探究学习、合作沟通、数据分析等多元素养，充分发挥了跨学科学习的育人价值。

（二）数字化工具在实验与探究中的应用设计

融合教学强调以数字化手段提升科学实验效率与探究深度。在“测量小车速度”实验中，教师使用 Tracker 取代传统计时的秒表，以减小人为误差。学生用其手绘小车的划行路线，利用该软件逐帧测量出其行走路程的间隔情况从而自动作出速度 - 时间曲线，使学生容易观察到数据发展的进程规律。由上述数据总结研究结果，更准确地掌握有关运动规律的定律，以及物体运动规律，促进学生的探索兴趣，提高他们的观察能力与分析能力，也使得他们认识到信息技术对于科学研究的重要性。进而利用实验结果数据图示化的展现使学生更直观清晰地感受物理现象的发生过程，并为学生今后学习物理模型课打下良好的基础。

（三）多元评价方式在融合教学中的路径创新

评价方式的创新是融合教学深化的关键环节，必须关注学生知识、技能与综合能力的全程发展。在“光的传播与应用”单元中，教师们通过对评价方式的改革，意图为学生的知识建构、能力培养等各方面提供有力的支持，同时加强学生的全面发展。他们安排了若干个生成性学习任务，要求学生分工合作设计家居环境照明方案，如选择灯具、亮度、耗电量等，并提交一份电子版总结报告。这些任务都会被分解成评价项目并在课堂系统中进行赋分，其中有师生互评部分，分成“优势反馈”和“建议改进”两种评价反馈方式，从而引导学生从不同维度对其表现展开批评。所有的分数都会汇总进一个学生成长档案中，便于教师进行个体跟踪。

三、跨学科视角下初中科学与信息技术融合教学策略的实践效果

（一）提升学生科学探究能力与信息技术素养

跨学科融合的教学让学生在科学探究能力和信息技术素养等方面的能力得到提升，在学习生态系统能量转移时，通过数字传感设备采集植物生长的相关数据，借助数据处理软件建立其能量转移模型，使学生能尝试制定探究计划、控制变量，提升学生制定实验方案的能力。信息技术提供了多样的数据处理和表示方式，使学生能深入理解科学数据的含义并进行分析。教师反馈，在自主完成实验任务和解释数据方面更充满自信，信息科技的技能应用也越来越熟练。可以判断，整体教学环境促进科学思维的发展和信息科技素养的发展，还能通过信息技术工具实现数据可视和成果分享，提升交流表达能力。

（二）增强学生创新意识和实际操作能力

融合教学激发了学生创新意识，增强了动手实践能力。在“太阳能电池板设计”探究活动中，学生使用 3D 打印和仿真软件设计电池模型，不断调整参数提升转换效率。设计过程鼓励学生尝试多种解决方案，锻炼了创新思维和问题解决能力。通过小组协作，学生共享设计思路并进行多轮优化。教师观察到学生对新技术的掌握和应用能力明显提高，实践操作能力也得到了锻炼。该活动不仅加深了物理知识理解，还培养了学生面对实际问题时的创新精神和技术实践能力。学生在项目中表现出强烈的探索欲望和自我驱动力，体现了教学策略对创新能力的有效促进。

（三）优化学生合作学习与问题解决能力

跨学科教学有效提升了学生的合作意识和问题解决能力。在水质检测项目中，学生分组采集水样，使用信息技术平台协同录入和分析数据。团队成员各司其职，分担采样、数据处理和报告撰写任务。数字工具如在线协作平台和数据可视化软件增强了信息共享与沟通效率。学生在合作过程中锻炼了沟通、协调和批判性思维能力，解决了实验设计和数据解释难题。教师评价学生的合作表现明显优于传统教学，整体学习效果更佳。合作学习氛围浓厚，学生科学探究兴趣和团队精神得到有效培养。学生还学会了如何在团队中发挥自己的优势，提升了集体解决复杂问题的能力。

结语：跨学科融合教学为初中科学与信息技术的教学创新提供了有效路径。通过主题项目驱动、数字化工具应用和多元评价机制，学生的科学探究能力、信息素养及创新意识得到了显著提升。教学实践表明，这种融合教学不仅丰富了课堂内容和形式，还激发了学生的学习兴趣和主动性，促进了知识的深度理解和综合应用。未来，应进一步深化跨学科融合教学的理论研究和实践探索，推动更多信息技术与学科教学的深度整合，为培养具备创新能力和综合素质的新时代学生奠定坚实基础。同时，也需加强教师培训和资源支持，保障融合教学可持续推进与效果落地。

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