中小學信息科技“四線雙螺旋”教學的研究與實施

2020年發布的《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》倡導真實性學習，創新教學方式，以真實問題或項目驅動，引導學生經歷原理運用過程、計算思維過程和數字化工具應用過程，建構知識，提升問題解決能力。真實性學習強調將學習環境與真實生活情境相結合，通過代入或模擬真實生活學習場景和問題，激發學生的學習興趣和參與度。讓學生在合作中完成項目任務或問題，從實踐中獲得知識和技能，培養解決問題的能力和創新思維。因此，我們在中小學信息科技教學中開展“四線雙螺旋”教學的研究與實施，旨在探索提升信息科技教學效果的有效途徑。

一、“四個雙螺旋”是落實信息科技新課標的教學創新

新課標中信息科技課程內容以數據、算法、網絡、信息處理、信息安全、人工智能為邏輯主線，貫穿義務教育全學段，呈現出循序漸進、螺旋式上升的發展方式。課程結合學生已有的學習經驗和將要經歷的社會生活，在課程中嵌入與信息科技有關的現實社會問題和相關情境結合需求分析、方案設計、數據加工、問題解決的真實過程，發展學生的計算思維，增強學生的信息社會責任感，實現信息科技的知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀的統一。“四線雙螺旋”教學正是基于新課標課程核心的一個教學創新。所謂“四線雙螺旋”教學是指基于真實性學習，通過情境線、問題線、技術線、評價線四個路徑實施信息科技教學，圍繞著認知和實踐雙螺旋開展學科核心素養培養的過程。真實性學習是指學生習得的知識和能力是可以在真實世界中使用的，而不是只在特定環境中才會使用的虛假知識和技能。真實性學習并不要求學生學習活動中的每個要素都必須是真實的，而是要讓學生看到知識和世界的某種聯系，而且解決這個問題的思路在現實生活中是可以遷移的。“四線”教學有助于學生在真實情境中發現問題、提出問題，在實踐中利用技術分析問題、解決問題，在實施中評價學習過程。圍繞四線學習，有助于學生更主動參與到學習中，激發學習興趣，開展自主學習或小組協作，并能培養學生的知識整合能力，真正體現學習主體的地位。對于培養學生的綜合素養、提高他們的信息技術能力以及適應未來社會的需求具有重要意義。

而信息技術的學習不是單純的知識的認知，也不是僅僅學會步驟的操作，而是在實踐中融合知識的使用，運用知識指導實踐解決實際問題，通過交替性的理論學習和實踐應用，螺旋式循環推進學生對信息科技的學習和掌握，是反復深化、逐步提高的過程。認知和實踐雙螺旋學習包括“知”和“行”兩部分：所謂“知”，即指知識或理論，主要以接受式學習獲得；所謂“行”，則是指實踐，主要從實踐學習中積累。無論是認知的獲得，還是實踐的積累，二者都會呈螺旋狀發展，兩條螺旋緊密結合，互為支撐，構建知識體系。

二、“四線雙螺旋”的教學實踐探索

在中小學信息科技教學中，我們把情境線、問題線、技術線、評價線四條線路的發展貫穿在課堂教學之中，實現知識與技能的螺旋發展，培養學生學科核心素養能力。在八年級《物聯網之智慧健康教室》的“四線雙螺旋”教學實踐中，我們引入一個情境——“智慧健康教室設計”，圍繞著智慧的、健康的教室設計這個情境，通過小組合作，教師引導學生思考問題，發現問題，根據情境分析問題解決的思路，利用技術的手段驗證解決辦法的可行性，在這個過程中思維和能力得以螺旋向上的發展，培養學生的核心素養能力。

1.情境線：強化沉浸體驗，激發主體參與。通過模擬真實情境，如科學實驗室、教學場景等，提供學生沉浸式的學習體驗，情境化的學習環境能夠激發學生的興趣和參與度，促進他們將理論知識應用到實際情境中的能力。

2.問題線：提出挑戰問題，培養計算思維。在情境中提出的挑戰性問題可以激發學生的思維，引導他們主動探索和解決問題的能力，培養了學生的批判性思維和創新能力，使其在面對未知挑戰時具有應對能力。在情境中發現問題，通過問題解決方案回應情境需求，體了現情景線和問題線的雙螺旋發展過程。

3.技術線：運用工具資源，協同問題解決。通過應用信息科技工具及技術，如虛擬實驗平臺、區域教學平臺等提供了豐富多樣的學習工具和資源，使得學習更加靈活和個性化，幫助學生以更高效的方式獲取知識和技能。通過技術方法手段實現問題的解決，在解決問題的過程中優化提升信息科技的應用，進一步推動了認知和實踐的雙螺旋發展。

4.評價線：倡導多元評價，落實學科素養。圍繞四條路徑的動態發展，打破信息技術教學中唯作品、唯作業的單一評價體系，實施過程性評價、螺旋評價，對小組或成員進行過程性評價、學習達成度評價。達成度以小組或成員在參與教學活動或互動學習、作業提交、分析問題方法、課堂小測等多種形式分配權重的方式實現數據統計，獲得的小組或成員達成度和全班達成度，教師根據數據反饋調整下一環節教學活動或教學難度。這樣評價更有利學生的個性發展，優化教學策略，提升教學效率。

三、“四線雙螺旋”教學的思考

“四線雙螺旋”教學通過交織理論學習和實踐應用，循環推進學生對信息科技的學習和掌握，有著一定的優點，但也存在一些問題，需要認真思考和解決。

1.教師角色與能力是一個挑戰。傳統教學模式下，教師往往是知識的傳授者，而在信息科技四線雙螺旋教學中，教師需要具備更多的引導和輔導能力，設計合適的情境，激發學生的學習興趣，引導他們主動探索和實踐。然而，并非所有教師都具備這樣的能力，需要進行相關的教師培訓和支持。

2.教學資源的支撐對實施四線雙螺旋教學起到決定的作用。新課標發布后，相關教學資源還沒及時更新，教學內容滯后于信息技術發展和實際應用，影響了教學效果。四線雙螺旋教學強調項目學習、小組合作，引導個性學習和自主學習，網絡學習平臺的有效使用起到了重要，此外物聯網人工智能等設備資源的缺乏，也限制了學生的實踐應用能力。

此外，學生的參與度不足，結合理論知識與實踐能力的綜合性評價體系的建立等都是今后需要我們繼續深入研究的問題。

【注：本文系2022年廣東省教育科學規劃項目“中小學信息技術‘四線雙螺旋’大單元學習模式的研究”（項目批準號：2022YQJK341）課題成果】

責任編輯 邱 麗