5E教學(xué)模式在初中信息科技計(jì)算思維培養(yǎng)中的應(yīng)用

于珂

摘要：《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》，該標(biāo)準(zhǔn)將信息科技課程的總目標(biāo)定位為培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。本研究旨在探討5E教學(xué)模式在初中信息科技課程中計(jì)算思維培養(yǎng)中的應(yīng)用效果。通過以《用選擇結(jié)構(gòu)程序做出判斷》為例，介紹了教學(xué)實(shí)踐的過程，強(qiáng)調(diào)了5E教學(xué)模式在初中信息科技教育中的潛在價(jià)值，并為未來相關(guān)研究和教學(xué)實(shí)踐提供了啟示。

關(guān)鍵詞：5E教學(xué)模式 計(jì)算思維 信息科技

計(jì)算思維在初中信息科技教育中具有重要意義。隨著科技的迅猛發(fā)展，計(jì)算思維已經(jīng)成為學(xué)生應(yīng)對(duì)未來社會(huì)需求的關(guān)鍵能力之一。通過計(jì)算思維的培養(yǎng)，學(xué)生能夠?qū)W會(huì)分析問題、設(shè)計(jì)解決方案，并理解不同層次的抽象概念，這些都是在信息時(shí)代至關(guān)重要的技能。因此，引入有效的教學(xué)模式來促進(jìn)計(jì)算思維的培養(yǎng)顯得尤為重要。[1]

一、5E教學(xué)模式對(duì)初中生計(jì)算思維培養(yǎng)有重要意義

1989年，5E教學(xué)模式由美國(guó)生物學(xué)課程研究會(huì)（BSCS）在Atkin-Karplus在研究學(xué)習(xí)環(huán)的基礎(chǔ)上首次提出的，這一理論包括五部分內(nèi)容：吸引（Engage）、探究（Explore）、解釋（Explain）、遷移（Elaborate）、評(píng)價(jià)（Evaluate）。2013年，美國(guó)頒布的《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》大力推廣5E教學(xué)模式。2002年我國(guó)教育專家首次將5E教學(xué)模式引入國(guó)內(nèi)，同時(shí)對(duì)該模式的定義與內(nèi)涵進(jìn)行了相應(yīng)的介紹。2016年，小學(xué)、初中、高中等各學(xué)科應(yīng)用5E教學(xué)模式于教學(xué)實(shí)踐中的學(xué)者逐漸增多。

在此背景下，5E教學(xué)模式作為一種系統(tǒng)性的教學(xué)策略，通過引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其創(chuàng)新精神和解決問題的能力。在初中信息科技課程中，5E教學(xué)模式能夠?yàn)閷W(xué)生提供更加親身參與的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，幫助他們更好地理解和應(yīng)用計(jì)算思維的原則和方法。因此，探索5E教學(xué)模式在初中信息科技課程中的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力以及提升信息科技教育質(zhì)量具有重要意義。[2]

二、5E教學(xué)模式在初中信息科技計(jì)算思維培養(yǎng)中的應(yīng)用

本文選用的是泰山版初中信息科技第一冊(cè)第二單元微項(xiàng)目二《用選擇結(jié)構(gòu)程序做出判斷》來示例。選擇結(jié)構(gòu)程序是Python課程中十分重要的知識(shí)，學(xué)生雖然在上一節(jié)課的學(xué)習(xí)中已經(jīng)對(duì)Python學(xué)習(xí)有了簡(jiǎn)單的了解，但對(duì)選擇結(jié)構(gòu)相對(duì)陌生，仍需要進(jìn)行探究與講解。本節(jié)課程要求學(xué)生掌握選擇結(jié)構(gòu)程序的基本概念，選擇結(jié)構(gòu)的一般形式，并在Python中利用if條件表達(dá)式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，通過操作完成程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)選擇。[3]

（一）課前準(zhǔn)備。計(jì)算機(jī)設(shè)備、按照課堂內(nèi)容編寫任務(wù)清單和當(dāng)堂檢測(cè)習(xí)題

（二）吸引階段。播放學(xué)生體溫檢測(cè)過程，播放本學(xué)校早上學(xué)生進(jìn)校的視頻，展示學(xué)校測(cè)溫系統(tǒng)，思考測(cè)溫儀的工作原理。復(fù)習(xí)三種程序結(jié)構(gòu)，流程圖引出使用選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)測(cè)溫槍。學(xué)生觀看視頻，思考測(cè)溫儀的工作原理。判斷哪些現(xiàn)象是由選擇結(jié)構(gòu)程序控制的，用“那么……否則……”的句式分別描述。通過視頻導(dǎo)入這種學(xué)生所熟悉的、直觀的生活情境，結(jié)合學(xué)生自己的親身經(jīng)歷，加深了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的感悟，從而喚醒學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)起學(xué)生探索新知的積極性。[4]

（三）探究階段。針對(duì)本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)安排一系列的活動(dòng)，教學(xué)重點(diǎn)突出，時(shí)間把控合理，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，課堂氣氛活躍。介紹選擇結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)選擇結(jié)構(gòu)的一般形式，講解Python中的if語句。引導(dǎo)學(xué)生完成選擇結(jié)構(gòu)程序的設(shè)計(jì)。分析體溫檢測(cè)的過程和原理，設(shè)計(jì)程序。教師巡視學(xué)生完成情況，及時(shí)給予指導(dǎo)。學(xué)生將選擇結(jié)構(gòu)一般形式移動(dòng)完整。其他學(xué)生對(duì)比尋找出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方。學(xué)生自主進(jìn)行選擇結(jié)構(gòu)程序的設(shè)計(jì)。

（四）解釋階段。教師講解python編程的選擇結(jié)構(gòu)程序if…else…，強(qiáng)調(diào)易錯(cuò)點(diǎn)。展示學(xué)生作品，與學(xué)生一起分析先完成的學(xué)生設(shè)計(jì)的程序，并測(cè)試。與學(xué)生一起分析編程中出現(xiàn)的問題，共同解決。小組內(nèi)分析在編程過程中出現(xiàn)的問題，并做好總結(jié)。

（五）評(píng)價(jià)階段。借助班級(jí)優(yōu)化大師和問卷星，使評(píng)價(jià)更加符合時(shí)代發(fā)展的要求，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，提高課堂教學(xué)效果。多種評(píng)價(jià)相結(jié)合，以評(píng)促教，以評(píng)促學(xué)，體現(xiàn)“教—學(xué)—評(píng)”的一致性。借助問卷星，進(jìn)行問卷調(diào)查，實(shí)時(shí)顯示排行榜。教師引導(dǎo)學(xué)生完成對(duì)本節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的總結(jié)。教師根據(jù)課堂表現(xiàn)，評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)踐、探索和協(xié)作能力。學(xué)生進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)，教師評(píng)選本節(jié)課學(xué)習(xí)之星。

結(jié)語：

在5E教學(xué)模式中，探究階段是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的核心。在探究過程中，針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容選用不同的教學(xué)策略，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和創(chuàng)造性思維，讓學(xué)生學(xué)會(huì)在生活中利用信息科技知識(shí)解決實(shí)際問題。《用選擇結(jié)構(gòu)程序做出判斷》這節(jié)課的課程內(nèi)容是依據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)中的“判斷密碼是否正確”和“判斷體溫是否正常”引入，將信息科技與生活緊密聯(lián)系在一起，吸引學(xué)生注意力，進(jìn)而讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，通過對(duì)Python的條件表達(dá)式的探究，進(jìn)一步加深選擇結(jié)構(gòu)的概念。學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，在合作探究學(xué)習(xí)中提升計(jì)算思維。

參考文獻(xiàn)：

[1]教育部.義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）[M].北京：人民教育出版社，2022.

[2]Bybee R W， Contract，2003，4（4）：206-207

[3]王克勝，劉林.5E教學(xué)模式在高中信息科技教學(xué)中的應(yīng)用[J].教育信息科技，2019（10）：61-64.

[4]范文翔，張一春，李藝.國(guó)內(nèi)外計(jì)算思維研究與發(fā)展綜述[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2018，36（02）：3-17.