核心素养时代信息技术学科的有效教学研究
黄俭荣 王蕾
教学现场
核心素养时代注重学习效能，在常规活动中，有越来越多的课例采用了有效教学的主题来组织教学。但在已有课例中，部分案例的教学效果不尽如人意，存在有效学习主题不清晰、内容不明确、学生作品形式单一等问题，进而限制了学习效能的提升。核心素养时代如何进行有效教学是一线信息技术教师关注的热点问题，本文据此展开相应的研究。
问题分析
有效教学的目的是提升学生核心素养，培养信息技术应用能力。在缺乏必要途径的教学过程中，有效目标载体有待优化，因此会出现教师难以驾驭课堂的情况。在核心素养时代背景下，落实有效教学方式，可以提升教学课堂的教学效率，规范教学的组织结构形式。
● 研究背景
为落实“立德树人”的根本任务，核心素养成为我国基础教育课程改革深化的主要环节，培养学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力成为课程与教学的核心目标。2016年年底，基于学科核心素养的高中新课程标准修订稿在全国范围征求意见，核心素养开始进入课程，走进中小学。中国基础教育已迈入核心素养的新时代。[1]
在此背景之下，學科核心素养的落地方式引起了一线教师的关注，如何从三维目标走向核心素养？核心素养形成的机制和路径是什么？在具体的教学过程中，核心素养究竟如何落地？是本文研究的重点。
● 核心素养时代的信息技术学习特征
杜威认为，问题解决思维存在五个阶段。知识的产生需要求知者具有感受疑惑与困境的能力、将问题情境理智化的能力、形成假设的能力、推理能力、行动验证能力等五种问题解决或求知能力。核心素养时代的信息技术教学需要从以上五种问题的求解方式来培养学生的信息素养：从求知者能力的静态结构来看，需要一系列方法型能力;从行动能力来看，需要合理的知识建构与生成能力;从综合解惑能力来看，需要坚毅的品格激发和符号呈现能力。
因此，信息技术学科特征是需要教师进一步摆脱“技能”的视域，更强调“核心素养”的范畴，更接近信息技术教育的实践。在知识探索与发生过程中将认知内容物相化，通过符号化知识进行传递，形成类似于知识生产者但又独属于自身的品格与能力体系。在知识掌握的基础上，重建知识生产过程，体悟知识品格内蕴，是核心素养时代的学习要义。
● 信息技术学科中的核心素养呈现方式
核心素养是学生能力与品格提升的结果，从信息技术学科角度来说，是信息及技术处理能力与品质，借助数字化作品的形式得以实现。因此，相对于学科传统教学目标中的“双基”和“三维目标”将“知识”作为目标体系的重要维度，核心素养下的学科认知内容在目标体系中已经成为学习的工具和手段。信息技术教学是基于相关认知内容，通过有效学习来提升学生信息素养的一种教育活动。
在信息技术学科中，看待与处理知识成为核心素养时代课程与教学的重要课题。在长期的一线教学中笔者发现，有效教学的合理安排是学科核心素养的具体实践途径。教学中的核心素养呈现方式需要知识、能力、品格之间的关系。
● 核心素养时代的教学过程案例分析
落实在具体的教学中，有效教学可以从以下几个方式提升学科核心素养：认知内容的有效选择、学习环境的有效创设、教学过程的有效引领。具体研究如下。
1.认知内容的有效选择
斯宾塞提出的“什么知识最有价值”的问题是教师在教学中需要考虑的重要问题。面向核心素养发展的教学，应选择核心知识培养学生的关键能力教学。核心素养时代的信息技术学科核心知识，是指有利于促进学生关键能力与必备品格发展的知识。其中，信息类认知内容的基础性、丰富性、拓展性是核心知识的基本特征。
（1）原设计
“初识机器人”是初中（小学）信息技术机器人单元的起始课，在该课的学习设计中，常见的设计方式为：教师出示机器人作品→认识机器人平台界面→说明机器人的工作方式→教师展示机器人的结构→学生观察→完成既定主题的作业→教师评价→学生交流。在此过程中，学生对机器人的工作方式缺乏必要的了解，仅仅熟悉了名字，却无法理解其重要的工作方式。因此，整体教学氛围乏善可陈，难以唤起学生深层的学习欲望。
（2）思考焦点
初见之下难以发现传统设计的劣势，但从学生的反馈情况可以发现：常规教学过程缺少核心素养的提升元素，学生未能借助有效的学习资源进行自我认知建构，因此学生并不能感受人类生活和机器人之间的关联，继而无法根据教师的导入顺利进入机器人主题的学习，以致学习效能不高。
（3）改进型设计
基于核心素养的信息技术有效教学注重对认知内容的选择，教师首先应根据学习目标设置适宜的活动进行有效学习，再根据有效学习安排合理的学习过程。从学生已有生活经验出发，符合儿童的认知需要和兴趣范围。建议设计如下。
游戏导入：教师设置“猜猜谁是第一名”的游戏，让学生和机器人比赛绕口令，引出本课的第一个任务：谁的绕口令说得最好？
认知引领：游戏导入后，引出机器人的话题，引导学生观察真实的绕口令机器人的结构，并尝试如何能将蜂鸣器及喇叭安装到机器人身上。
任务一：探究是“谁”在说绕口令。
任务二：“它”是通过什么“器官”发声的？
任务三：“它”还能说哪些绕口令呢？
思考一：为什么机器人能说话？（思考机械结构的原理）
思考二：为什么机器人能说绕口令？（思考电机驱动的原因）
思考三：如果想要做别的事情，机器人需要达到怎样的要求？（为下一轮编程奠定基础）
教学评析：经过有效的认知内容选择，不但让学生学习了机器人的相关知识、了解了机器人常规的工作流程，而且对后续知识进行了必要的铺垫。符合生趣的任务设计，让课堂气氛活跃，学生参与度高，并能够通过实际体验感受到机器人学习的乐趣。
2.学习环境的有效创设
基于核心素养的信息技术有效教学关注学习环境的重要作用，注重为学生的关键能力与必备品格创造适宜的学习环境，提供一定的条件支持和资源保障。所谓适宜的学习环境，是指学生能够突破单纯掌握知识的局限，获得通过知识进行过程重建与意义体悟的机会;能够针对不同的知识，有效使用各种学习资源顺利展开过程重建和意义体悟活动。
（1）原设计
“聪明的风扇”是初中（小学）信息技术机器人单元中的一课，学习目标为掌握舵机及风扇的设置方式，用其设置控制风扇转速。在常规的学习中，学生一般通过观察智能风扇的结构，引出应用原理介绍，再讲述舵机及风扇的工作方式，通过教师演示，加入程序控件，完成任务。在此过程中，教学思路较为清晰，但是教学效果却不甚理想。风扇未能体现出聪明的特征，缺少个性化的设计。
（2）思考焦点
以上问题的主要原因包括学生已有经验的匮乏，缺少对风扇转动、舵机等机械部件的生活体验，程序编程是说明书式的无意识编程，因此容易出现认知内容偏差、教师示范程序记不住等情况。核心素养时代的信息技术教学需要创设有效的学习环境，将认知资源进行有效的整理，帮助学生提升信息素养。
（3）改进型设计
基于核心素养的信息技术有效教学中，教师可以分解学习目标，将硬、软件设计进行分解，让学生将关注的重点放在“聪明”上，思考如何设计最方便、快捷的风扇。建议设计思路如下：
导入部分：教师带领学生分析，怎样才能成为聪明的风扇？
探究部分：人可以通过眼睛观察，那么风扇的驱动装置在哪里呢？（引出舵机和风扇，介绍其工作原理，再通过实体机器人观察其外部造型）
基础部分：观察教室中的风扇，如果你来设计，你会如何修改？
进阶部分：在认识了风扇和舵机后，通过一组语句的文字表述，让学生了解舵机驱动语句的实际含义。
升级部分：学生明晰了灭火语句的结构之后，教师演示程序的编写过程。
操作部分：搭建机器人“聪明的风扇”作品。
教学评析：此部分设计中，教师利用有效资源，创设了符合学生认知基础和认知习惯的境脉：先局部外观认知，再整体搭建感受，给学生创设了合理的学习渐进过程，有效地避免了空洞的学科知识点的讲授，让学生深入地理解了“聪明的风扇”的实际意义，为后续的程序编写提供了意义境脉。
3.教学过程的有效引领
基于核心素养的信息技术有效教学关注能力发展的主体性，知识的过程重建必须是学生的自主学习过程。自主学习并非完全独立的认知过程，通过示范、指导、协助等行为，教师在学生的过程重建中扮演引领者的角色，帮助学生完成认知过程的构建任务。有效的引领是指教师将自身对知识的过程重建展示给学生，提供一种过程重建的可参照、可学习样本。[2]
（1）原设计
“机器人循线”一课是初中（小学）信息技术机器人单元中的综合型内容，学习目标指向搭建灰度传感器的设置，需要学生通过具体的实例理解循线的基本原理，并学会使用。常规教学为：机器人行走→教师讲解灰度（循线）传感器的结构→学生尝试编写循线的程序→学生实验→教师小结。在实际教学中，学生达成率较低，大部分小组未能完成最终任务，课时不足。
（2）思考焦点
机器人循线涉及灰度（循线）传感器的工作方式及有关变量的设置，常规设计中，循线活动的难度受场地、灯光、照度等因素的影响，最终实验的效果不理想。因此，如果需要保证实验效能，需要借助必要的有效引领，形成有效的协作关联，最终保证有效教学的效能。
（3）改进型设计
基于核心素养的信息技术有效教学中，教师应发挥必要的引领作用，提供给学生生动立体、有众多学习内容支撑的概念，讓学生搜集多种学习资料全方位地了解循线机器人的深层意义。改进后的设计如下：
概念引领：回顾机器人行走的主要内容，展示相关程序。
思考引领：①机器人怎样才能循线？②循线会用到什么传感器？
问题引领：①循的是什么线？颜色、粗细等。②轨道的图形是什么样的？③教师提供的反例（S形、三角形）可否循线？为什么？④探究：现有的循线程序有哪些结构？（学生回答完毕后，将循线部分的程序整体提供给学生）⑤提升：如果是复杂图形（如S形、三角形），程序应该如何修改？
探究引领：学生在原程序中，迅速加入循线模块后，可以到活动场地中进行实践，通过对环境的检测，调整各项参数，最终完成整个机器人循线程序。
解困引领：冲出轨道→解析其原因;车速过慢→解析其原因;无法停止→解析其原因。
小结引领：冲出跑道问题→探究电机的速度、角度等问题;速度过慢问题→探究电池蓄电量、场地平滑度等问题;无法停止问题→探究程序模块中是否有停止模块等问题。
教学评析：机器人循线的教学难点是如何引导机器人按照既定的路线进行活动。教师的有效引领，降低了学生对程序的认知难度，凸显了机器人循线的主题。在实际的学习过程中，多种有效引领让学生能够主动思考。学生不仅积极参与到学习过程中，还能够在深入理解的基础上进行实验，任务达成率提升，收到了良好的学习效果。
● 讨论
在信息技术学科中实施有效教学已经有一些尝试，积累了一定数量的信息技术教学案例。核心素养时代信息技术学科的有效教学适用于多个单元，涵盖义务教育阶段的授课内容。在实践层面，它符合信息技术核心素养的要求，对丰富教学手段起到了重要的作用。在具体的实施中，要关注以下重点内容。
首先，有效教学主体清晰。有效教学需要有必要的信息技术学科背景知识和一定的操作技能基础。常见的教学内容多见于非初识课，学生已经具备一定的相关知识储备，因此能有效地触发认知迁移，达到最佳的学习效能。在学习过程中，有效教学的主体是教师和学生，所以教师要明确自身的定位，给学生充分的活动机会，不可越俎代庖。例如，设计个人身份证时，教师可以参与讨论，但主题的确定者仍然是学生自己。
其次，有效教学的途径可控。有效教学以其生动的形式和丰富的内容受到了广大师生的欢迎。在实施过程中，需要留意任务的达成度。教师提前对任务可控性进行甄别，在有限的课时内，需要能够实现任务目标的有效教学，适于班级授课。
最后，认知内容生动有趣。核心素养时代的信息技术教学鼓励学生的创新思维，生动有趣的主题是提高学习动机的关键，因此，应选择符合学生兴趣的项目主题。
参考文献：
[1]龙安邦.核心素养时代的学与教—基于知识发生史的考察[J].课程·教材·教法，2020.（05）
[2]邵红祥;熊璋.面向核心素养的信息技术课程：“信息系统与社会”模块[J].中国信息技术教育，2019（13-14）.
