指向核心素養發展的 有效性教學系統研究

王蕾

教學現場

信息科技教學的課程標準呼之欲出，近期有效性教學系統學習已然成為學科研修的重點內容，涌現出大量的教學課例。但是，實現核心素養發展的教學實施層面的教學究竟應該以怎樣的方式走進中小學的課堂，值得一線教師關注。

問題分析

本文即從有效性教學系統學習中的系統性教學策略入手，探索有效性教學的體現方式，研究核心素養發展層面的有效性教學策略，分析其在教學中具體落實和細化的方式，并呈現為具體的系列主題課例。

● 有關有效性教學的研究背景

教學有效性是指通過課堂教學使學生獲得終身受用的知識，發展其綜合全人素養和培養其良好的非智力因素（如態度、興趣、動機、意志、習慣等）。教學的有效性凸顯了現代的教學觀，體現了對學生主體性的認知水平，是教學價值的評價維度之一。在具體的教學過程中，教師監控學生認知的程度及學習真正發生的程度。教學的有效性和教學效能密切相關，是評價教師教學能力的重要指標。

有效性教學系統學習有諸多因素，可以從多個層面進行解析。其中，有效性教學是一種有限的學習項目，它是在一定時間內，滿足一系列特定目標的多項相關工作的總稱。有效性教學學習是在一個確定的時間范圍內，為了完成一個既定的目標，并通過特殊形式的學習組織運行機制，通過有效的計劃、組織、過程與控制，充分利用既定有限資源的一種系統學習組織形式。

● 信息科技教學中有關核心素養發展的有效性系統分析

核心素養發展的有效途徑包括多種方式，其中信息科技課程關注學科核心素養，強調全人教育、多元發展、綜合提升，且強調有效性教育策略的實施。而學習的有效性教學系統呈現了現代教學觀的要求，突破了傳統授課方式的限制，為學科的持續發展提供了前瞻性的方向。從學科核心素養中可以析出，有效教學作為教學管理的技術和手段，將傳統的項目學習方法應用于全面的學習過程中，是傳統項目實施方法和技術在教學中的綜合應用，沖破了固有的學習方式和界限。

落實在信息科技學科層面，有效性教學系統學習將項目觀滲透到所有的學習領城，教師站在管理者的角度，對項目活動中各種各樣的任務進行項目管理，其主導思想是把技術作為暗線、項目作為明線來進行管理，是一種以項目為中心的長期性組織教學管理方式。

有效性教學系統是提升教學策略效率的基本要求之一，具有系統認知（由新信息引起的對已有知識的回憶）及迭代的特征。將有效性教學系統運用于核心素養的培養中，可以幫助學生形成多維度的發展路徑，在充分的基礎構架中實現良好的認知需求，并為教師提供更為豐富的教學手段。下文展開具體研究。

● 學科核心素養下信息技術有效性系統評價維度

常見的有效性教學系統學習在信息技術學科課時不足的情況下，容易產生目標和行為剝離的現象。因此，與完整項目相似，有效性教學學習的過程一般包括確定項目、制訂項目方案、實施方案和作品展示等步驟，簡化為導入、思考、搭建和求解等過程，結合具體的內容實施教學。筆者以“生活中的系統”為大項目，研究有效性教學學習系統的搭建方式。

1.構建整體性認知系統

有效性教學關注整體認知架構，可以通過確定教學目標的內涵、分析學情傾向來達成。在有效性教學項目中，學生的已有知識經驗和知識層次不同，對認知的期望值和達成度也有所不同，教師在確定導入方式時，應根據學生的能力和經驗來確定教學策略：對于元認知較好的學生，細化認知系統元素;對于基礎薄弱或零基礎的學生，導入點側重認知框架的搭建。

（1）原設計

“隨機函數”屬于編程模塊，是信息科技學科中的常見內容。在傳統的教學設計中，一般通過對比導入的方式，展示需要達成的程序圖例，由此引入程序教學。在多節該主題課中，也呈現出相似的情況：學生對預計應該完成的作品有畏難情緒，無法喚起需要的學習動機，使得整個教學內容的推進顯得牽強。

（2）思考焦點

缺少系統框架的教學，缺少學習的有效性分析，沿襲整體的教學目標制訂的學生細則，并未考慮學生個性化的要求，所以在授課中出現了學生無所適從的情況。從導入點來說，單刀直入的方式無法滿足不同生源的要求，需要在教學之初制訂分層的導入點，供學生自主內化。

（3）改進型設計

在有效性教學設計中，教師關注學習目標指向的核心知識，據此展開內容建構、重構。在導入過程中，可以根據核心知識的具體目標，確定框架性的認知層次，再根據目標要求安排合理的導入方式。近期筆者與南京的一位老師共同修改的一節課，設計如下。

教學課題：盲盒抽抽樂。

技能暗線：感受隨機函數的運行方式。

認知方式：整體性系統。

主要流程：

課前教師帶領學生復習上節課的內容，為優秀的學生頒獎，獎品通過抽獎活動獲取（學生們在程序中抽出自己的獎品）……

浸入式系統：由冰墩墩延伸到冬奧會。

學生1：激烈的冰球比賽;

學生2：唯美的花樣滑冰;

學生3：驚險的高空滑雪;

學生4：設置的驚喜項目。

教師提示：系統以上的過程有怎樣的共性？

①隨機產生結果;

②可以反復多次運動;

③無需任何附加的條件。

重點挖掘系統——提煉出關鍵詞：

①盲盒→隨機數;

②抽取→執行某項操作;

學生練習系統——在編程平臺中找出相對應的模塊：

①隨機數→運算符控件;

②詢問并等待→偵測控件;

③回答→偵測控件;

④顯示→外觀控件。

師生共玩抽盲盒，教師引導學生分析程序系統：

①抽到1、3、5號盲盒的同學，體驗冰球墩;

②抽到2、4、8號盲盒的同學，體驗花滑墩;

③抽到3、6、7號盲盒的同學，體驗高滑墩;

④抽到9號盲盒的同學，獲得金墩墩→可以重啟游戲→多重循環結構;

……

教學評析：在本課的設計中，有效性教學分解為具體的四個小系統，每個小系統之間層層遞進，讓學生明晰已有的編程控件和生活經驗的關聯，形成具體明晰的學習目標，確定了解決小系統的整體系統。有效性教學的大目標被細化為具體的小系統，包括已有經驗目標、即將達成的目標、以后可能會實現的目標。在此過程中，有效性教學系統能夠借助形象的、可操作性的小系統進行推進，從而使學生清晰地認識到自己的學習目標，激發學習動機。

2.關注多元性素養系統

有效性教學關注多元性素養系統，教師引導學生對有關學習內容進行分層。通過適宜的形式，將自然語言上升為算法過程，進而建立起符合要求的學習系統框架。

（1）原設計

“智能抽屜燈”一課屬于設計型主題的實踐內容，要求學生在課上通過聲控、光控等條件完成對燈泡亮滅的控制。在常見的課例中，教師一般會帶領學生進行實驗分析，然后按照實驗計劃完成項目。在實際授課中，學生的模仿痕跡嚴重，知識回顧不足，無法準確進行知識歸納，難以形成整體的認知多元系統。

（2）思考焦點

出現此問題的原因在于缺少系統的有效教學，未能將有趣的主題進行合理的系統搭建，缺乏對確定的對象進行有效性認知的過程，因此學生在操作實踐中只按部就班地進行了實踐，缺少系統性的認知過程，最終導致技能任務完成、認知任務缺憾的情況。

（3）改進型設計

通過基于有效性教學分析可知，學習過程缺少系統思想，其中之一是活動主題不符合學生的認知習慣，以至于學生參與不積極。教師首先分析學習內容，提煉出其中核心的認知，梳理成簡化的步驟，在有效系統的基礎之上進行主題活動，調動學生多元智能體系。教學建議如下：

教學課題：抽屜閃閃樂。

技能暗線：聲控系統與光敏系統的有機組合。

認知方式：多元性系統。

主要流程：

對比系統——結合智能抽屜燈的實例，形成對比系統。

分析：聲控燈的動作過程。

思考：為何能用聲音控制燈？

探究系統：如何實現聯動的功能？

探究1：在剛才的過程中，引起變化的是“聲音”→產生變化的是“抽屜燈”。

探究2：如果要控制抽屜燈，要將“聲音”作為促發對象、“抽屜燈”作為接受對象。

（明確實驗的兩個研究對象）

解決系統：根據導學分析，能夠發現以下的思路。

①測量常態下的聲音數值，并記錄在學習單上。

②假設：設置雙分支結構。

常態下（無聲音狀態）→聲音傳感器檢測聲音值低于常態值→沒人拉動抽屜→抽屜燈滅;

非常態下（有聲狀態）→傳感器檢測到聲音值高于常態值→有人經過→抽屜燈亮。

③思考：如果常態聲音值變化，如何修改以上程序？

總結歸納系統：根據研究路線圖，進行實驗，并記錄下相應的數值。

完成主題實驗：智能抽屜燈是如何做到智能的？它的智能通過哪些載體來實現？

……

教學評析：此處的設計關注多元性認知系統的構建，讓學生對自己的設計過程是因何而設、如何而設的，都有明確的概念，是意義學習的過程。在此基礎上，學生經過對比系統、探究系統、解決系統、總結歸納系統，最終完成主題實驗。通過這樣的系統設計，學生能夠卓有成效地進行自我作品的開發，在此過程中，不著痕跡地突破了教學難點。

3.觸發開放性系統解決系統

有效性教學設計關注學習結果的開放性，需要通過系統形成理想的學習模型。在系統控制的過程中，依據有效性教學的要求，教師引導學生組織現有素材資料，并進行合理的執行，保障學習過程的合理性。

（1）原設計

“滅火消消樂”是系統控制模塊中的重要內容。在傳統的教學中，教師會依據以下過程組織教學：分析風扇結構→搭建風扇硬件→添加積木模塊→編寫腳本→完成程序→載入智能風扇→調試程序→結束課程。此項目看似有明確的目標，但是授課中卻出現了學生層次差異大、學習結果不盡如人意的情況。

（2）思考焦點

傳統的設計方式將教學過程停留在以往的聽課訓練狀態，教師給予學生的更多是演示和灌輸，不能搭建有效的學習系統。因此，學生對智能電風扇這一項目的認知僅限于技能層面的作品是否達成，未能形成有效的認知圖示。

（3）改進型設計

在基于有效性教學的教學設計中，首先根據具體的學情確定項目菜單，此菜單應由師生共同完成，根據其能力測評情況，做出合理的選擇。例如《生活中的算法——智能滅火器》一課，其部分教學過程如下：

教師依據前期學習情況，給出控制菜單的建議，學生根據自身的要求，提出執行菜單的選擇方案。

教學課題：滅火消消樂。

技能暗線：感受火焰傳感器與舵機的聯動方式。

認知方式：開發性系統。

主要流程：

系統A組（空間創意系統）——

達成要求1→具有較強的空間建構能力，能夠在短時間內完成積木搭建;

達成要求2→熟悉火焰傳感器的參數設置，可在較短時間內編寫腳本。

搭建開放：依據具體情況，完成散件的積木搭建，構建完成的程序腳本。

系統B組（積木優化系統）——

達成要求1→具有較強的空間建構能力，能夠在短時間內完成積木搭建;

達成要求2→尚未接觸過火焰傳感器及相關腳本，需要一定時間編寫腳本。

程序開放：采用適宜的形式完成程序搭建。

系統C組（傳感器功能探究系統）——

達成要求1→空間建構能力較弱，不能夠在短時間內完成全部的積木搭建;

達成要求2→熟悉火焰傳感器的參數設置，可在較短時間內編寫腳本。

過程開放：選擇適宜的參數閾值。

系統D組（組合協同系統）——

達成要求1→空間建構能力較弱，不能在短時間內完成積木搭建;

達成要求2→未接觸過火焰傳感器，不熟悉相關腳本編寫。

評價開放：協同其他組進行類同性學習，重點訓練基礎模塊的搭建。

……

教學評析：在改進型設計中，有效性教學的內涵落實為多個開放性系統，與項目過程一一對應。教師幫助學生分析過程與控制之間的必然聯系。在此過程中，學生所實施的是言語化的程序編寫的實踐，既突破了實際輸入命令的時間限制，又達到了評價自身學習過程的目標，給部分學困生提供了二次學習的機會。在有效性教學的實施過程中，學生的算法思維有了更新，符合學科核心素養的要求。

● 有效性教學系統的核心要義

有效性教學是大數據時代背景下的課程建設方式，在具體的教學中細化為多個任務的推進。在此過程中，要關注以下幾點：

首先，有效性教學與學科核心素養同步提升。教師使用有效性教學組織教學，即使是一個算法的思維過程，也是提升學生學科核心素養的重要途徑，是最終實現全人素養的過程之一。因此，在具體的學習中，應對其進行綜合考量，而并不能彼此分割。

其次，系統構建與師資特點相互融合。通過對有效性教學的精準標簽分類，能使有效性教學的針對性更強，學生學習效率更好，也能提升課堂教學水平。同時，有效性教學的實施也可以有效地縮小目前學科師資的城鄉差異和校際差異，從另一個角度有效解決師資不均衡的問題。

最后，有效性教學強調個性化的教學路徑。個性化的有效性教學評價，可以精準地分析出學生的任務達成率，為學生的個性化提升指明了路徑。在有效性教學的實踐中，通過評價報告和智能推送等方式，促進學生自我解惑能力的提升，實現全方位育人的目的。