信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合，很多老師的理解都是在學(xué)科教學(xué)中如何充分利用信息技術(shù)軟硬件技術(shù)，讓信息技術(shù)手段作為學(xué)科教學(xué)的輔導(dǎo)工具。而作為一名信息技術(shù)學(xué)科老師，筆者更關(guān)心的是如何在信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)中融合學(xué)科的知識(shí)，使學(xué)生在掌握信息技術(shù)的同時(shí)能夠鞏固或獲取到新的學(xué)科知識(shí)。
去年11月底，廣西壯族自治區(qū)在柳州市舉辦了2018年全區(qū)中小學(xué)信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合優(yōu)秀課例展示觀摩評(píng)選活動(dòng)的自治區(qū)決賽，14個(gè)地級(jí)市近4000多名老師云集柳州參加本次活動(dòng)。筆者應(yīng)邀參加了本次活動(dòng)，并在開幕式現(xiàn)場給全體老師上了一節(jié)題為《3D創(chuàng)意設(shè)計(jì)》的高中信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合的示范課。下面以本節(jié)課為例，分析一下如何在信息技術(shù)課堂中深度融合學(xué)科知識(shí)。
一、課堂引入
在本節(jié)課中，筆者通過一段1分多鐘的視頻導(dǎo)入課堂，視頻中是一部2018歐洲歷史大片的片段。場面宏大的古代戰(zhàn)爭，壯觀的拋石機(jī)攻城的畫圖，一下子抓住了全場的眼球。
拋石機(jī)，這是本節(jié)課的主角！那么如何來利用3D創(chuàng)意設(shè)計(jì)來設(shè)計(jì)出一款拋石機(jī)？筆者并沒有馬上讓3D建模出來的拋石機(jī)模型上場，而是引出了另外一樣?xùn)|西。
二、分析拋石機(jī)原理
拋石機(jī)，原理是什么？杠桿原理，這是一個(gè)物理的概念，筆者抓住學(xué)生的這個(gè)答案，把學(xué)生們往物理學(xué)科上引，這是利用了杠桿的什么原理？做功相等，短臂受重力下墜做的功=長臂拋射物克服阻力和重力做的功。滿滿的物理元素，在回憶視頻中的拋石機(jī)原型時(shí)發(fā)現(xiàn)，動(dòng)力臂<阻力臂，拋射物的質(zhì)量<重物。因此，拋射物的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重物的速度。通過幾個(gè)簡單的不等式，把拋石機(jī)的原理分析得一清二楚，學(xué)生把物理知識(shí)給梳理清楚了。這節(jié)課里的物理知識(shí)也就非常清晰了！
三、繪畫杠桿式拋石機(jī)的設(shè)計(jì)圖
分析完了杠桿原理，筆者還是沒有讓3D建模的模型出場，通過物理原理的分析，我們可以知道，杠桿式拋石要應(yīng)該包含哪幾個(gè)元素？動(dòng)力臂與阻力臂的比例應(yīng)該是多少才最優(yōu)？支點(diǎn)的高度應(yīng)該是多少才合適？
筆者讓學(xué)生一起來思考這些問題，并給出小組討論的答案，我們需要設(shè)計(jì)一臺(tái)杠桿式拋石機(jī)，就需要先回答這幾個(gè)問題。接下來給每組同學(xué)發(fā)一張空白A4紙，通過上述問題的思考，把同學(xué)們心目中的拋石機(jī)繪畫出來，而且需要在模型圖紙上標(biāo)出每一個(gè)組成元素的參數(shù)(長寬高等)。感覺這又變成了一節(jié)美術(shù)課，學(xué)生拿出鉛筆，在紙上畫出拋石機(jī)的設(shè)計(jì)草圖，并且標(biāo)出了拋石機(jī)各組成部分的相關(guān)數(shù)據(jù)，使這個(gè)拋石機(jī)模型能夠初步露出它的廬山面目。
四、分析草圖
把草圖畫好了以后，3D建模軟件還是沒有出場，筆者邀請(qǐng)了兩個(gè)小組展示他們繪畫的草圖，介紹圖中拋石機(jī)的組成與參數(shù)。筆者在學(xué)生的草圖的基礎(chǔ)上，就著學(xué)生的草圖進(jìn)行了解構(gòu)，把拋石機(jī)的組成部分拆分為一個(gè)個(gè)簡單的基本幾何體。數(shù)學(xué)知識(shí)上場了，這個(gè)是六面體、這個(gè)是球體、這個(gè)是圓柱，這部分應(yīng)該是在六面體中挖走了一個(gè)圓柱
。
這個(gè)角度應(yīng)該是多少才合適？這個(gè)六面體的長寬高分別是多少？圓柱的半徑和長度是多少？這些數(shù)據(jù)都一一要求學(xué)生清晰地標(biāo)明在草圖之上。
五、拋石機(jī)的3D建模
到了這個(gè)時(shí)候，筆者終于讓3D建模軟件出場了。還是利用學(xué)生剛才展示的草圖，筆者在軟件中拖出一個(gè)六面體，讓小組成員報(bào)出對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，定制好第一個(gè)六面體，又拖出另外一個(gè)六面體根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整……幾個(gè)幾何體調(diào)整完畢后，再把幾何體移動(dòng)到相應(yīng)的位置上，一個(gè)拋石機(jī)的架子就搭好了。
經(jīng)過這個(gè)簡單的演示，學(xué)生一下子不明白過來了，前面的所有鋪墊都是為了現(xiàn)在的建模，有了前面的幾個(gè)學(xué)科知識(shí)的應(yīng)用，拋石機(jī)的建模變得非常容易了，需要用到的基本幾何體已經(jīng)分析出來了，每一個(gè)基本幾何體的數(shù)據(jù)也已經(jīng)標(biāo)注清楚了。什么地方需要平移，什么地方需要旋轉(zhuǎn)，什么地方需要做組合加運(yùn)算，什么地方需要做組合減運(yùn)算，全部都一清二楚。學(xué)生在一個(gè)非常短的時(shí)間內(nèi)就完成了拋石機(jī)的建模。
六、課后反思與點(diǎn)評(píng)
3D創(chuàng)意設(shè)計(jì)，教的是創(chuàng)意設(shè)計(jì)，而不是3D建模，軟件操作不復(fù)雜，問題是在于學(xué)生不知道如何使用。懂操作而不會(huì)設(shè)計(jì)是學(xué)生在信息技術(shù)課中出現(xiàn)最多的問題。如何才能讓學(xué)生學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)？我們用的最多的是問題的引導(dǎo)，把一系列關(guān)鍵的技術(shù)點(diǎn)，通過設(shè)置問題來引導(dǎo)學(xué)生自己尋找設(shè)計(jì)的思路，使學(xué)生能夠參與到設(shè)計(jì)中來。在這個(gè)過程中，我們比較重視問題的設(shè)置，除了信息技術(shù)本身對(duì)信息的分析獲取之外，經(jīng)常還會(huì)把學(xué)科的知識(shí)應(yīng)用起來，因?yàn)樵谏钪杏兄罅康膶W(xué)科知識(shí)。于是，每一次做這些設(shè)計(jì)之前，我們都會(huì)找到相應(yīng)的學(xué)科老師，去請(qǐng)教這些知識(shí)的原理，在學(xué)科課堂上是如何介紹的，同時(shí)把我們的設(shè)想與學(xué)科老師交流，弄清楚我們這樣的考慮是否科學(xué)，是否符合學(xué)科規(guī)律。在與學(xué)科老師的思維碰撞過程中，往往也會(huì)引發(fā)出一些新的想法。
在信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)中融合基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)，是我們一直在研究的課題，例如，我們在講圖像處理的時(shí)候，會(huì)專門地抽出一節(jié)課的時(shí)間，讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何分析圖片給我們傳遞的信息，教會(huì)學(xué)生如何讀圖，這里就融合了語文學(xué)科的看圖作文的知識(shí)：圖中的主體物是什么？背景是什么？圖中正在發(fā)生什么事情？之前發(fā)生了什么事情導(dǎo)致這個(gè)圖的出現(xiàn)？圖中接下來可能會(huì)發(fā)生什么事情？你對(duì)這些事情的看法是什么？6個(gè)問題的答案，就是這幅圖像給我們傳遞的信息，同時(shí)也是看圖作文中的幾大要素，當(dāng)問題回答完了，看圖作文也就基本上寫得差不多了。
在3D建模軟件入門時(shí)，會(huì)介紹數(shù)學(xué)中的三視圖的知識(shí)；在圖像處理進(jìn)入表達(dá)階段時(shí)，會(huì)用到美術(shù)中的構(gòu)圖、色調(diào)等知識(shí)；在開源電子學(xué)習(xí)階段，會(huì)碰到大量的電子電路、光學(xué)原理、力學(xué)原理等等物理知識(shí)……
在信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)過程中，我們都會(huì)有意無意地去嘗試接觸學(xué)科知識(shí)，希望學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活中的學(xué)科知識(shí)原型中尋找用信息技術(shù)解決問題的途徑，使學(xué)生在學(xué)習(xí)信息技術(shù)的過程中，鞏固或獲取學(xué)科的知識(shí)，讓我們的信息技術(shù)學(xué)科不再孤立于其它學(xué)科之外，也讓我們的學(xué)生在學(xué)習(xí)學(xué)科知識(shí)的時(shí)候，自然地想起應(yīng)用信息技術(shù)來解決他們在學(xué)科上碰到的問題。
“這是一節(jié)深度融合的課！”來自柳州的覃老師說到：“3D設(shè)計(jì)課程我們才剛起步，基本上都只是教學(xué)生如何操作3D建模軟件，梁老師這節(jié)課開了我們的眼界，往后的3D設(shè)計(jì)課程，我們找到一個(gè)可行的方向。”
來自南寧的李老師說：“這節(jié)課梁老師通過不斷地設(shè)問，拋出一連串的問題來引導(dǎo)學(xué)生思考，學(xué)生在思考的過程中就已經(jīng)完成了設(shè)計(jì)，也正是這些問題，讓學(xué)生學(xué)會(huì)了如何思考設(shè)計(jì)，這是我們平時(shí)上課沒有的，我們習(xí)慣了給學(xué)生答案，而梁老師卻是讓學(xué)生自己去尋找答案?！?/p>
廣西電教館蔣副館長點(diǎn)評(píng)道：“在這節(jié)課里，我聽到了物理課、數(shù)學(xué)課、美術(shù)課和信息課，這是一節(jié)成功的學(xué)科教學(xué)深度融合的課。這節(jié)課給了我們一個(gè)示范，信息技術(shù)課是如何與學(xué)科進(jìn)行深度融合的，自然、順暢、融洽，是一節(jié)不可多得的好課，也為我們廣西自治區(qū)的老師打開了一個(gè)新的局面?！?/p>
來自中望3D One公司的陳經(jīng)理說：“梁老師結(jié)合了物理的學(xué)科背景，來開展3D設(shè)計(jì)的學(xué)科融合創(chuàng)新，形式新穎，既體現(xiàn)了STEM教育理念，也給各學(xué)科老師開展創(chuàng)新教育提供了很好的啟發(fā)?！?/p>
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更新時(shí)間：2019-04-04
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