跨学科主题学习实践与探索—以“小小植物编码师”为例
跨学科主题学习《小小植物编码师》
——第一单元 用编码描述秩序 第二课 编码规则我设计
上海市徐汇区建襄小学 赵静萱
一、单元内容分析
本单元“小小植物编码师”是《义务教育信息科技课程标准（2022版）课标》面向第二学段（3-4年级）“数据与编码”模块中跨学科主题的第四部分——“用编码描述秩序”，对应内容要求（1）、（2）、（3）：
1. 单元内容要求
（1） 通过体验和认识典型的信息科技应用场景，感受身边无所不在的数据，可以使用数字、字母或文字编码表示信息。
（2）结合真实情境，了解编码在生活中的应用，认识数据编码的目的，理解数据编码是保持信息社会组织与秩序的科学基础。
（3）通过观察身边的真实案例，知道如何使用编码建立数据间的内在联系，以便计算机识别和管理，了解编码长度与所包含信息量之间的关系。
作为跨学科主题单元，学生在进入本单元学习之前已经认识编码特点与作用。本单元中学生将进一步体会数据与编码在真实情境中的应用，根据需要运用编码对信息进行表达，进一步理解编码对世界秩序的影响。
单元的情境源于真实校园生活，我校与中山医院联合打造“药食同源”活动，在校园中栽种各种药用植物供学生们观察研究、制作中医药产品。本单元结合真实情境发布任务：如何让制作中医药产品的同学们在采收植物药用部位时能更加高效？围绕该问题的解决综合运用信息科技、自然、美术等学科知识与思想方法，开展探究。本单元总体设计如下：
2.单元育人价值
（1）“小小植物编码师”是关于数据与编码知识的复习运用单元，学生在单元问题解决过程中，提升把问题划分为多个可解决的小问题的意识，通过解决各个小问题，实现整体问题解决，提升计算思维。
（2）根据真实问题解决的需要，学生能筛选有效信息，分析信息选择的合理性和可行性，提升信息意识。
（3）每课时任务解决都需要学生小组合作，条理清晰表达自己的观点，例如第一课时小组根据情景选出有效解决问题的植物信息进行排序并说明排序理由；又如第二课时介绍本组编码规则等等，在小组合作解决问题过程中提升统筹思考、有效交流表达的能力。
（4）通过利用信息科技、自然、美术等综合学科知识，各小组生成个性化编码方案，在体验成就感的同时感受学科知识在解决真实问题（植物采收）中的重要应用。
二、课时教学设计（第二课时“编码规则我设计”）
1.设计思路
本课为《小小植物编码师》单元的第二课时。在第一课学生根据编码的唯一性和信息完整性确定了编码需要的植物信息，本课学生再次明确单元任务，将在第一课的基础上设计编码规则，制定编码并进行初步展示与评价。具体教学环节如下图所示。
2.课时教学目标
1)能根据任务需求设计合理的编码规则。（计算思维）
2) 能根据规则解释编码，解决植物采收的实际问题。（计算思维）
3) 能根据编码注意事项，表达观点，提出建议。（信息意识）
3.资源准备
药食同源植物清单、学习讨论单2、植物信息小卡片、《自然老师的建议》小视频。
4.实施过程
学习任务 | 学生活动 | 教师组织 | 活动意图 |
明确编码注意事项 | 观察编码关键信息，明确编码操作。 根据编码特点讨论：在制定规则、转换信息形式时的注意事项。 | 呈现编码关键信息，引导学生从编码特点入手，组织学生探讨编码注意事项。 板书呈现：编码注意事项。 | 通过对编码关键内容（信息的选择、规则的设计、形式的转换）的分析，明确编码的操作。从编码特点入手，明确注意事项。为后续任务的实现提供指导方向。 |
设计编码规则，填写编码方案
所跨学科： 自然——认识植物药用价值，精准识别植物的各个组成部位。
| 1.小组活动：将植物信息小卡片按小组上节课的排序贴在任务单中。设计“植物名称”、“活动采收期”、“栽种区域”编码规则。 2. 观察问题示例，提出修改意见，完善本组设计。
3.明确任务要求，组内交流：一种植物有多个采收部位，该如何设计编码规则。 4.观看视频，回顾自然学科的相关知识，为“采收部位”设计编码。 5.观察植物采收部位编码规则的示例，点评分析，优化本组设计。
6.以小组名为例填写编码方案，并根据任务单提示进行自评。 | 1.布置任务一：为第一课共同筛选出的植物信息（植物名称、活动采收期、栽种区域）设计编码规则。 2. 呈现小组编码过程中出现的问题，组织交流。
3.布置任务二：为植物采收部位设计编码规则。 4.播放《自然老师的建议》。 5.呈现植物采收部位编码的创意设计，启发思考。
6.布置任务三：填写编码举例。 | 1.在小组完成任务一的过程中，通过小组问题的呈现，引导学生思考，根据编码注意事项进行修改调整。
2.以自然老师的专业视角介绍植物各组成部位的学科知识，启发学生思考如何设计相关信息的编码规则，选择转换的形式。 3.任务二难度增加，组间完成情况差距较大，可以通过创意设计的呈现启发各组思考，完成设计。 |
展示交流
| 1. 分组介绍编码规则和成果，组间相互点评。 2. 小组课后再次修改设计。 | 1. 组织各组交流展示编码成果。 2. 揭示下一课时任务：美化编码方案，结合美术知识设计活动标识，评选班级最佳方案。 | 通过展示、交流讨论，各组根据编码注意事项和编码目的相互点评，相互学习进一步调整优化方案，同时提升表达交流能力。 |
三、跨学科说明
在本单元中，学生需要综合运用信息科技、自然、美术学科知识，通过筛选植物信息、设计编码规则、美化与评选编码方案等活动，体会数据与编码在真实情境中的应用，根据需要运用编码对信息进行表达，解决真实问题，进一步理解编码对世界秩序的影响。
1.以校园生活为切入点，解决药食同源活动中植物药用部位采收的问题，引出本单元任务，以自然学科的植物组成部分为知识铺垫，了解植物药用价值，设计编码精准识别植物的采收部位，综合运用所学知识解决校园实际问题，体验成就感。
2.利用美术学科造型元素和形式原理美化编码方案进行简洁呈现，为校园活动设计标识。
