信息科技概念教學的策略與方法研究

尹秋紅

在信息科技學科教學中，知識概念不少，但很多學生對概念的學習卻還局限于死記硬背。在期中、期末考試前經常聽到有學生說“信息還沒有背”，這讓筆者感到教學中還存在很多問題，如何扭轉學生死記硬背的學習方法，是一線教師必須面對的一個課題。筆者現將概念教學中的經驗，與大家分享如下。

注重知識聯系，形成概念體系

認識論原理指出，人們對事物本質的認識不可能一次性完成，需要經歷一個由感性認識到理性認識的循環往復的過程；同時，由于事物不可能孤立地存在，因此必須用聯系的觀點才能認清事物的本質。鑒于此，對于概念教學的規律，教師應該從過程和聯系兩個角度進行考察，也就是把概念放到相應的概念體系中去，考察它的來龍去脈，不僅要知道學習這一概念需要怎樣的基礎，還要知道掌握它以后能干什么，這樣才能幫助學生形成結構更強大的概念體系。

在概念教學的過程中，教師可以適當地對教材進行重組，構建一個良好的知識體系框架，進行高結構化的概念教學，有基礎、有鋪墊、有延伸，充分運用知識遷移的原理來進行概念教學。例如，在教學《信息的概念》一課時，教材只是簡單地給出信息的特征：信息是用來消除不確定性的東西。如果教師就此一筆帶過，學生對信息及香農都不會有太多了解，但如果引入如何量化地度量信息量這個問題，不僅能讓學生對信息論創始人香農有感性認識，也能讓他們對“比特”這個信息量的度量單位有初步認識。因此，筆者先通過讓學生猜硬幣的正反面游戲（硬幣的正面用1表示，反面用0表示），使學生明確猜一枚硬幣的正反面需要的信息量就是1bit，這時再引出二進制數字，原來bit來自binary digit（二進制數字），二進制數系統中每個0或1就是一位（bit）。接著，筆者趁熱打鐵，以圖表的形式請學生填寫：一盞燈泡的狀態（如果開用1，關用0表示），可用多少位存放；兩盞燈泡的狀態，可用多少位存放……四盞燈泡的狀態，可用多少位存放。然后，筆者再反問：“4bit是幾位二進制數，有多少種狀態？可以存放從幾到幾的十進制數？”學生們馬上得出4bit即4位二進制數，有16種狀態，可以存放0到15的十進制數字，8bit即8位二進制數，有256種狀態，可以存放0到255的十進制數字。最后，筆者又給出字節與比特的關系，原來8bit就是1字節，1字節可以存放0到255間的任意一個整數……通過這樣的知識聯系，學生對信息的概念有了清晰的認識。

對下載速度的單位bps，學生的理解也是存在偏差的。筆者設置了這樣一個情境：電信局在你家的安裝協議上寫的是10Mbps，但是大家下載文件的時候，真能達到這個速度嗎？為什么呢？這時候再把B和b的區別告訴學生，經過這樣的概念引入，學生通過建立、鞏固、深化的過程，然后對新概念和已學概念進行整理、歸類，就形成了自己的概念體系。

另外，按照教育學理論，當知識構成一個網絡時，人們對知識的理解和記憶將會更為有效與深刻。所以，教師開展概念教學時，應盡可能地將原有知識體系與新的知識點結合起來，制作出相應的思維導圖，這對體系化的知識點教學是相當有用的。例如，在學習計算機軟硬件系統時，將整個計算機系統軟硬件體系進行分層分類，形成一張思維導圖，這也是一種相當有效的手段。

采取多種教學方法，形成認知體系

對概念的學習，光靠死記硬背沒用，忘記它僅僅是時間問題。但是在理解的基礎上，要記住概念就容易多了，也只有在理解的基礎上，才能進一步實現概念的靈活運用和深化。所以，筆者認為在概念教學中的關鍵問題還在于教師如何有效地引導和幫助學生理解概念。

例如，IP地址是一個比較抽象的概念，理論性較強，這就需要教師創設情境，引導學生動手實踐認識及理解IP地址的相關概念。筆者創設了如下情境：每位學生都有一個身份證號碼，來標識自己的身份，網絡中的計算機也需要一個身份證號碼，這個身份證號碼就是IP地址。現在我們來看一下這個IP地址是什么樣的？有什么格式？之后，學生查看自己本機的IP地址并記錄下來。師生共同歸納IP地址的基本格式。接著，請學生比較一下自己的IP地址和周圍同學的IP地址有什么異同？比較后，學生發現前三段網絡地址相同，最后一段主機地址不同，教師隨即引入網絡地址和主機地址的概念。最后，教師介紹三類IP地址。

在教學計算機網絡的內容時，各網絡設備的作用、協議的特點是較難理解的，尤其是在講解網絡中數據的分組、傳輸和應用時，如果學生在日常生活中沒有技術基礎，認識理解這些概念是相當困難的。

在具體的教學中，教師可以做一系列形象的類比，從用戶在瀏覽器點擊某個超鏈接開始，從本地計算機開始到因特網，這個過程中發生了什么。例如，貨物（http請求的數據）被傾倒入小車（數據包）中，貼上發件人地址（源IP）和收件人地址（目的IP），進入到家門外的路上（局域網），經過主干道路（交換機）和樞紐路口（路由器），離開海關口岸（防火墻核驗數據）后，來到廣闊的交通網絡（互聯網）中。

至此，教師將數據發送至互聯網的過程描述了一遍，接下來交給學生，讓他們完成從數據到服務器并回傳的過程，并將教材中出現的各個概念一一篩選，在生活中尋找合適的類比。

又如，在講解“信息壓縮”這一概念時，教師可以通過創設情境、比較、討論等方法，將抽象的概念形象化。活動一：教師給出一串重復的數字“2340000000000000000012”讓兩組學生傳遞，一組逐個報數，一組用“234，17個0，12”的方式報數，比較哪組傳遞得快。活動二：圖像壓縮游戲（“用相同顏色連續出現的次數+該顏色名稱”來計算圖像容量，發現圖像的容量比原來小了一半多）。學生通過活動明白：信息可以壓縮是因為存在重復的冗余信息。接著，教師再講解兩類壓縮的特點和適用范圍，用ACDSee和WinRAR軟件進行壓縮實驗，比較壓縮前后及解壓還原后文件的大小。學生親歷活動，對概念的理解就更深刻了。

再如，在教學《信息的編碼》時，由于編碼的過程不可見，比較抽象，因而不同類型的信息編碼方式是信息科技學科統一模塊中較難掌握的內容，尤其是圖像的編碼方式。教材描述了矢量圖、位圖、像素、分辨率、幾位二進制數等專業術語，但圖像編碼的原理對學生來說很抽象，僅用簡單的文字描述很難在學生頭腦中建立具體的形象。那么，如何激發學生的思維，讓他們參與到圖像編碼原理的形成過程中來？怎樣才能以他們已有的知識為基礎，構建出本堂課的知識體系？教師可以創設情境，通過“編碼設計”活動，讓學生體會圖像的編碼方法；通過“容量驗證”實驗，體驗位圖編碼與哪些因素有關，并得出圖像文件容量的計算方法。

愛因斯坦曾經說過“興趣是最好的老師”。一個人只有對某件事情感興趣，才會啟動思維，苦思冥想；只有對某個問題感興趣了，才會主動尋找它的解決辦法。所以，在對一些抽象知識點進行教學時，教師應提前做好設計，這樣才能最大程度激發學生的學習興趣和求知欲，使其對概念的掌握更加牢固。