在信息技術與探月文化共鳴中實現自主建構

秦琦

2019年江蘇省小學信息技術優質課評比課題是“探月工程中的信息技術”，基于對課題的理解，筆者認為落腳點是中國的探月工程，關鍵詞是探月工程和信息技術，那怎樣尋找兩者的共通點呢？本課的施教對象是小學四年級學生，他們已經學習蘇教版小學信息技術四年級第一課《信息與信息技術》，對信息技術一般處理過程已有初步了解，并具有基礎的操作技能。針對這些情況，筆者確定中國探月工程中信息處理的一般過程為主要教學目標，即信息獲取、信息傳輸、信息加工等各方面在探月工程中的典型應用，并圍繞“繞”“落”兩階段探月任務，挖掘其中的信息技術應用。

從探月工程中找到信息技術的關聯后，筆者把教學難點確定為信息傳輸即“鵲橋”中繼衛星通信技術。通信技術是貫穿整個探月工程的關鍵，嫦娥四號探測器在月球背面登陸，無法和地球直接進行通信傳輸，這是迄今為止世界各國無法解決的技術難題，而中國是第一個提出使用“中繼衛星”來實現衛星通信的國家，在學習的過程中，能讓學生油然而生自豪感和民族自信心。但大多數學生對探月工程的理解較為片面，還停留在對新聞事件的“聽說、知道”階段，并未形成對整個知識體系的系統認知。怎樣突破這個難點，把看似遙不可及的探月工程，用最符合學情的情境展現給學生，最優化地處理這個環節，正是這堂課的亮點和難點。為此，筆者分別經歷了兩次“失敗”、一次“成功”和最后“深思”四次教學過程，并進行了以下思考。

● 尋求生活中的相關模型，遷移認知

在平時的生活中，學生對探月工程了解得不多，而探月工程本身就比較復雜，所以向學生闡述這其中的技術并不是一種容易的事情。在第一次教學中，筆者拋出了問題：“四號探測器在月球背面著陸，還能和地球直接進行通信傳輸嗎？”讓學生先進行討論，由于討論流程較形式化，學生還沒來得及深思，就被課件“講述信息被月球阻擋，無法直接和地面進行通信”所吸引。在這個過程中，學生雖然知道了因為月球的阻隔無法實現通信，但不知道原因，知其然而不知其所以然。

另外，在引發學生思考后，筆者引導其聯系生活，明確無線網絡信號會因為墻的阻隔而出現強弱的情形，接著演示實驗，通過WI-FI信號增強器使用前后信號強弱的對比，使學生得出使用信號增強器能增強信號的結論。同時，遷移到嫦娥四號探測器，明確其也是需要一個設備來進行信息傳輸，最后引出中繼衛星。整個實驗，學生只是通過教師一系列的講解和演示，從教師的角度來尋找生活中相關的通信模型，看到了實驗的結果，但并沒有實質性的親身體驗。包括用生活中常見的信號問題進行遷移，筆者自認為符合學生解決問題的一般過程，可并沒有達到理想的效果。所以，在這個過程中，教師是主體，學生對知識的接受傾向于灌輸型，較為牽強。

● 自主體驗模擬活動，在參與中思考，產生共鳴

第一次教學，學生的參與度不夠，學生只是處于一個被動接受狀態。所以在第二次教學中，筆者設計了模擬活動，讓學生真正參與到活動中，引導學生主動去思考，自主尋找解決問題的辦法。

聯系生活中經常遇到的類似活動，筆者在課堂中設計了如下圖所示的活動。因為和生活中的場景相關聯，學生非常樂意參與到模擬活動中，遇到問題時，并沒有等待老師告訴答案，而是自主進行討論。在思考“‘地球怎樣才能知道”這一問題時，學生開始沒有找到解決辦法，在筆者的引導下，學生最終提出“找第三個同學上去看看‘探測器的表情”這一關鍵點，而這和“探月”工程有共鳴之處，因而自然引到“探月”工程中也需要一個“第三方”。這個“第三方”是誰呢？筆者展示了中繼衛星，因為該中繼衛星以“鵲橋”命名，所以又讓學生講述鵲橋相會的故事，這樣與學生已有的文學常識關聯起來，加深了學生的認知。

整個環節中，學生設身處地思考遇到的問題，并積極尋求解決方法，這種主動參與的學習氛圍是學生自己創設出來的，這樣的學習真實而有深度，更是高效的。

● 加入古今通信圖，激發深刻思考，引發共鳴

為了讓模擬活動的開展更符合認知，銜接更順利，筆者在第三次教學時引入三張圖片（烽火臺、電話接線、信號增強器），解釋從古到今怎樣解決通信中“失聯”的問題。這三張圖片使學生明確了，當無法直接進行通信傳輸時，需要使用“第三方”來幫忙傳遞，起到了鋪墊作用，也為模擬活動中出現的問題埋下了伏筆。

第三次教學的展開，學生的學習已經較為深入，思考也較深刻。但仔細想想，似乎邏輯上又有問題：有了三張圖片的鋪墊，學生已經找到了解決問題的方法，那后續的游戲活動是否有必要呢？但活動對整堂課的引領有實際價值，又該如何處理？從認知規律出發，筆者進行了深度思考，又設計了第四次教學。

● 調整教學細節順序，實現自主建構，真正形成共鳴

第四次教學開始，筆者讓學生在模擬活動中自主發現問題并充分討論，但并沒直接告訴他們正確答案，而是通過神話故事的講述，讓學生了解牛郎織女是通過鵲橋來相會，從而思考在現實中是否也可以有“鵲橋”。從神話故事的“支架”找到解決問題的方法并遷移到現實生活中，再讓學生在模擬活動中引入扮演“鵲橋”的學生，這是引導學生從科學家的專業角度，找到與神話故事的交匯點，真正形成共鳴。這樣既讓活動中的難題迎刃而解，也讓學生建構起了知識結構體系。

在從發現問題到問題解決的過程中，學生的思維也在體驗活動—講述故事—發現方法—再次體驗活動—知識遷移中得到了升華。第四次教學，筆者調整了教學細節的順序，從認知的一般規律出發，充分尊重學生的認知過程，及其探究知識的基本規律。筆者將展示古今通信的三張圖片調整到了最后環節，讓學生在掌握知識的基礎上，拓展了學生的知識面，為學生的思維提供更廣闊的空間。

在整個教學過程中，為了讓學生真正理解探月工程中“中繼衛星”的通信技術，筆者進行了四次教學：第一次，從教師角度出發設計活動，學生處于被動接受的學習狀態;第二次，設計了學生參與的模擬活動，學生參與度提高了，會自主地思考問題;第三次，加入了表示古今通信的三張圖片，這樣的認知更符合學生的實際，學生的體驗更豐富，在活動中的思考也更深刻和有深度;第四次，對教學細節的微調，是從認知的一般規律出發，設計了符合學生探究知識的教學。總之，讓學生在活動中發現問題，并從技術的角度，挖掘技術和神話故事間的共鳴，讓學生通過深入思考，掌握知識技能。這樣的學習，才是真正的有意義的學習。