核心素養時代信息技術學科的有效教學研究

黃儉榮 王蕾

教學現場

核心素養時代注重學習效能，在常規活動中，有越來越多的課例采用了有效教學的主題來組織教學。但在已有課例中，部分案例的教學效果不盡如人意，存在有效學習主題不清晰、內容不明確、學生作品形式單一等問題，進而限制了學習效能的提升。核心素養時代如何進行有效教學是一線信息技術教師關注的熱點問題，本文據此展開相應的研究。

問題分析

有效教學的目的是提升學生核心素養，培養信息技術應用能力。在缺乏必要途徑的教學過程中，有效目標載體有待優化，因此會出現教師難以駕馭課堂的情況。在核心素養時代背景下，落實有效教學方式，可以提升教學課堂的教學效率，規范教學的組織結構形式。

● 研究背景

為落實“立德樹人”的根本任務，核心素養成為我國基礎教育課程改革深化的主要環節，培養學生應具備的適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力成為課程與教學的核心目標。2016年年底，基于學科核心素養的高中新課程標準修訂稿在全國范圍征求意見，核心素養開始進入課程，走進中小學。中國基礎教育已邁入核心素養的新時代。[1]

在此背景之下，學科核心素養的落地方式引起了一線教師的關注，如何從三維目標走向核心素養？核心素養形成的機制和路徑是什么？在具體的教學過程中，核心素養究竟如何落地？是本文研究的重點。

● 核心素養時代的信息技術學習特征

杜威認為，問題解決思維存在五個階段。知識的產生需要求知者具有感受疑惑與困境的能力、將問題情境理智化的能力、形成假設的能力、推理能力、行動驗證能力等五種問題解決或求知能力。核心素養時代的信息技術教學需要從以上五種問題的求解方式來培養學生的信息素養：從求知者能力的靜態結構來看，需要一系列方法型能力;從行動能力來看，需要合理的知識建構與生成能力;從綜合解惑能力來看，需要堅毅的品格激發和符號呈現能力。

因此，信息技術學科特征是需要教師進一步擺脫“技能”的視域，更強調“核心素養”的范疇，更接近信息技術教育的實踐。在知識探索與發生過程中將認知內容物相化，通過符號化知識進行傳遞，形成類似于知識生產者但又獨屬于自身的品格與能力體系。在知識掌握的基礎上，重建知識生產過程，體悟知識品格內蘊，是核心素養時代的學習要義。

● 信息技術學科中的核心素養呈現方式

核心素養是學生能力與品格提升的結果，從信息技術學科角度來說，是信息及技術處理能力與品質，借助數字化作品的形式得以實現。因此，相對于學科傳統教學目標中的“雙基”和“三維目標”將“知識”作為目標體系的重要維度，核心素養下的學科認知內容在目標體系中已經成為學習的工具和手段。信息技術教學是基于相關認知內容，通過有效學習來提升學生信息素養的一種教育活動。

在信息技術學科中，看待與處理知識成為核心素養時代課程與教學的重要課題。在長期的一線教學中筆者發現，有效教學的合理安排是學科核心素養的具體實踐途徑。教學中的核心素養呈現方式需要知識、能力、品格之間的關系。

● 核心素養時代的教學過程案例分析

落實在具體的教學中，有效教學可以從以下幾個方式提升學科核心素養：認知內容的有效選擇、學習環境的有效創設、教學過程的有效引領。具體研究如下。

1.認知內容的有效選擇

斯賓塞提出的“什么知識最有價值”的問題是教師在教學中需要考慮的重要問題。面向核心素養發展的教學，應選擇核心知識培養學生的關鍵能力教學。核心素養時代的信息技術學科核心知識，是指有利于促進學生關鍵能力與必備品格發展的知識。其中，信息類認知內容的基礎性、豐富性、拓展性是核心知識的基本特征。

（1）原設計

“初識機器人”是初中（小學）信息技術機器人單元的起始課，在該課的學習設計中，常見的設計方式為：教師出示機器人作品→認識機器人平臺界面→說明機器人的工作方式→教師展示機器人的結構→學生觀察→完成既定主題的作業→教師評價→學生交流。在此過程中，學生對機器人的工作方式缺乏必要的了解，僅僅熟悉了名字，卻無法理解其重要的工作方式。因此，整體教學氛圍乏善可陳，難以喚起學生深層的學習欲望。

（2）思考焦點

初見之下難以發現傳統設計的劣勢，但從學生的反饋情況可以發現：常規教學過程缺少核心素養的提升元素，學生未能借助有效的學習資源進行自我認知建構，因此學生并不能感受人類生活和機器人之間的關聯，繼而無法根據教師的導入順利進入機器人主題的學習，以致學習效能不高。

（3）改進型設計

基于核心素養的信息技術有效教學注重對認知內容的選擇，教師首先應根據學習目標設置適宜的活動進行有效學習，再根據有效學習安排合理的學習過程。從學生已有生活經驗出發，符合兒童的認知需要和興趣范圍。建議設計如下。

游戲導入：教師設置“猜猜誰是第一名”的游戲，讓學生和機器人比賽繞口令，引出本課的第一個任務：誰的繞口令說得最好？

認知引領：游戲導入后，引出機器人的話題，引導學生觀察真實的繞口令機器人的結構，并嘗試如何能將蜂鳴器及喇叭安裝到機器人身上。

任務一：探究是“誰”在說繞口令。

任務二：“它”是通過什么“器官”發聲的？

任務三：“它”還能說哪些繞口令呢？

思考一：為什么機器人能說話？（思考機械結構的原理）

思考二：為什么機器人能說繞口令？（思考電機驅動的原因）

思考三：如果想要做別的事情，機器人需要達到怎樣的要求？（為下一輪編程奠定基礎）

教學評析：經過有效的認知內容選擇，不但讓學生學習了機器人的相關知識、了解了機器人常規的工作流程，而且對后續知識進行了必要的鋪墊。符合生趣的任務設計，讓課堂氣氛活躍，學生參與度高，并能夠通過實際體驗感受到機器人學習的樂趣。

2.學習環境的有效創設

基于核心素養的信息技術有效教學關注學習環境的重要作用，注重為學生的關鍵能力與必備品格創造適宜的學習環境，提供一定的條件支持和資源保障。所謂適宜的學習環境，是指學生能夠突破單純掌握知識的局限，獲得通過知識進行過程重建與意義體悟的機會;能夠針對不同的知識，有效使用各種學習資源順利展開過程重建和意義體悟活動。

（1）原設計

“聰明的風扇”是初中（小學）信息技術機器人單元中的一課，學習目標為掌握舵機及風扇的設置方式，用其設置控制風扇轉速。在常規的學習中，學生一般通過觀察智能風扇的結構，引出應用原理介紹，再講述舵機及風扇的工作方式，通過教師演示，加入程序控件，完成任務。在此過程中，教學思路較為清晰，但是教學效果卻不甚理想。風扇未能體現出聰明的特征，缺少個性化的設計。

（2）思考焦點

以上問題的主要原因包括學生已有經驗的匱乏，缺少對風扇轉動、舵機等機械部件的生活體驗，程序編程是說明書式的無意識編程，因此容易出現認知內容偏差、教師示范程序記不住等情況。核心素養時代的信息技術教學需要創設有效的學習環境，將認知資源進行有效的整理，幫助學生提升信息素養。

（3）改進型設計

基于核心素養的信息技術有效教學中，教師可以分解學習目標，將硬、軟件設計進行分解，讓學生將關注的重點放在“聰明”上，思考如何設計最方便、快捷的風扇。建議設計思路如下：

導入部分：教師帶領學生分析，怎樣才能成為聰明的風扇？

探究部分：人可以通過眼睛觀察，那么風扇的驅動裝置在哪里呢？（引出舵機和風扇，介紹其工作原理，再通過實體機器人觀察其外部造型）

基礎部分：觀察教室中的風扇，如果你來設計，你會如何修改？

進階部分：在認識了風扇和舵機后，通過一組語句的文字表述，讓學生了解舵機驅動語句的實際含義。

升級部分：學生明晰了滅火語句的結構之后，教師演示程序的編寫過程。

操作部分：搭建機器人“聰明的風扇”作品。

教學評析：此部分設計中，教師利用有效資源，創設了符合學生認知基礎和認知習慣的境脈：先局部外觀認知，再整體搭建感受，給學生創設了合理的學習漸進過程，有效地避免了空洞的學科知識點的講授，讓學生深入地理解了“聰明的風扇”的實際意義，為后續的程序編寫提供了意義境脈。

3.教學過程的有效引領

基于核心素養的信息技術有效教學關注能力發展的主體性，知識的過程重建必須是學生的自主學習過程。自主學習并非完全獨立的認知過程，通過示范、指導、協助等行為，教師在學生的過程重建中扮演引領者的角色，幫助學生完成認知過程的構建任務。有效的引領是指教師將自身對知識的過程重建展示給學生，提供一種過程重建的可參照、可學習樣本。[2]

（1）原設計

“機器人循線”一課是初中（小學）信息技術機器人單元中的綜合型內容，學習目標指向搭建灰度傳感器的設置，需要學生通過具體的實例理解循線的基本原理，并學會使用。常規教學為：機器人行走→教師講解灰度（循線）傳感器的結構→學生嘗試編寫循線的程序→學生實驗→教師小結。在實際教學中，學生達成率較低，大部分小組未能完成最終任務，課時不足。

（2）思考焦點

機器人循線涉及灰度（循線）傳感器的工作方式及有關變量的設置，常規設計中，循線活動的難度受場地、燈光、照度等因素的影響，最終實驗的效果不理想。因此，如果需要保證實驗效能，需要借助必要的有效引領，形成有效的協作關聯，最終保證有效教學的效能。

（3）改進型設計

基于核心素養的信息技術有效教學中，教師應發揮必要的引領作用，提供給學生生動立體、有眾多學習內容支撐的概念，讓學生搜集多種學習資料全方位地了解循線機器人的深層意義。改進后的設計如下：

概念引領：回顧機器人行走的主要內容，展示相關程序。

思考引領：①機器人怎樣才能循線？②循線會用到什么傳感器？

問題引領：①循的是什么線？顏色、粗細等。②軌道的圖形是什么樣的？③教師提供的反例（S形、三角形）可否循線？為什么？④探究：現有的循線程序有哪些結構？（學生回答完畢后，將循線部分的程序整體提供給學生）⑤提升：如果是復雜圖形（如S形、三角形），程序應該如何修改？

探究引領：學生在原程序中，迅速加入循線模塊后，可以到活動場地中進行實踐，通過對環境的檢測，調整各項參數，最終完成整個機器人循線程序。

解困引領：沖出軌道→解析其原因;車速過慢→解析其原因;無法停止→解析其原因。

小結引領：沖出跑道問題→探究電機的速度、角度等問題;速度過慢問題→探究電池蓄電量、場地平滑度等問題;無法停止問題→探究程序模塊中是否有停止模塊等問題。

教學評析：機器人循線的教學難點是如何引導機器人按照既定的路線進行活動。教師的有效引領，降低了學生對程序的認知難度，凸顯了機器人循線的主題。在實際的學習過程中，多種有效引領讓學生能夠主動思考。學生不僅積極參與到學習過程中，還能夠在深入理解的基礎上進行實驗，任務達成率提升，收到了良好的學習效果。

● 討論

在信息技術學科中實施有效教學已經有一些嘗試，積累了一定數量的信息技術教學案例。核心素養時代信息技術學科的有效教學適用于多個單元，涵蓋義務教育階段的授課內容。在實踐層面，它符合信息技術核心素養的要求，對豐富教學手段起到了重要的作用。在具體的實施中，要關注以下重點內容。

首先，有效教學主體清晰。有效教學需要有必要的信息技術學科背景知識和一定的操作技能基礎。常見的教學內容多見于非初識課，學生已經具備一定的相關知識儲備，因此能有效地觸發認知遷移，達到最佳的學習效能。在學習過程中，有效教學的主體是教師和學生，所以教師要明確自身的定位，給學生充分的活動機會，不可越俎代庖。例如，設計個人身份證時，教師可以參與討論，但主題的確定者仍然是學生自己。

其次，有效教學的途徑可控。有效教學以其生動的形式和豐富的內容受到了廣大師生的歡迎。在實施過程中，需要留意任務的達成度。教師提前對任務可控性進行甄別，在有限的課時內，需要能夠實現任務目標的有效教學，適于班級授課。

最后，認知內容生動有趣。核心素養時代的信息技術教學鼓勵學生的創新思維，生動有趣的主題是提高學習動機的關鍵，因此，應選擇符合學生興趣的項目主題。

參考文獻：

[1]龍安邦.核心素養時代的學與教—基于知識發生史的考察[J].課程·教材·教法，2020.（05）

[2]邵紅祥;熊璋.面向核心素養的信息技術課程：“信息系統與社會”模塊[J].中國信息技術教育，2019（13-14）.