初中信息科技教学中数字化学习与创新能力培养

    谭阳英

    普通高中信息技术课程标准提出了学科的四个核心素养：信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。其中，数字化学习与创新是指将信息技术作为工具，去学习和创新。本文主要结合项目学习，从数字化学习情境的创设、数字化学习方式的培养及数字化学习资源的创建三个方面，阐述在初中信息科技教学中如何培养学生的“数字化学习与创新能力”。

    ● 数字化学习情境的创设

    1.激发学生的问题意识

    传统的信息科技课将知识、技能的学习作为教学的重心，以“传递—接受”为特征，对概念的学习、信息工具使用很直接，缺少情境体验。但学生生活在一个由真实世界与数字世界交融的环境中，因此需要创设真实的问题情境，让学生应用数字化学习情境来判断环境、分析需求、解决问题。例如，在“定制提醒机器人”项目学习中，以一段视频导入引出问题：

    孙子：爷爷，您忘了吃药了。

    爷爷：是啊，老是忘，怎么办啊！

    孙子：嗯，想想！啊！我给您做个提醒器吧！

    爷爷：你会做提醒器？

    孙子：如果到时间了，让小猫提醒您吧！

    爷爷：我们家没养猫啊？

    孙子：是电脑里的小猫啊！您看。

    学生很快进入视频中设定的情境，引出问题：提醒器、电脑里的小猫用什么软件来实现？怎么实现？问题的被抛出，激发了学生的问题意识，以及解决问题的好奇心。教师则自然地引出本项目学习的主题：用Scratch制作提醒机器人。

    这些基于身边现实的情境、真实的需求，更容易激发学生解决问题的欲望，而数字化技术使问题情境再现变得更容易。

    2.构建良好的讨论交流环境

    数字化学习情境让原本在课堂上不易实现的体验变得可行，而经历了体验后的讨论交流则更具有针对性，学生自由表达、充分交流、思维碰撞，更容易形成解决问题的方案。

    例如，“定制提醒机器人”提出问题后，那么，设计具有什么功能的机器人才能满足爷爷的需求呢？接下来让学生试用几款机器人：聊天机器人、跳舞机器人、定时机器人、有视力的机器人。

    情境再现——分组试用机器人

    实践体验：带着问题去体验（这四类机器人都有些什么功能）。

    讨论交流：头脑风暴（会说、会动、会定时、会观察）。

    需求分析：提醒机器人要具备说话、运动、定时、视觉的功能。

    经过讨论，得出机器人具有的功能后，学生跃跃欲试，想立刻行动起来设计自己的机器人，可见交流充分调动了学生学习的积极性和主动性，启迪了学生创新思维。

    ● 数字化学习方式的培养

    数字化学习与传统的学习方式不同，数字化学习方式具有多种途径：①资源利用的学习，即借助资源，依赖自主发现的、探索性的学习;②协商合作的学习，即利用网络通信，形成网上社群，进行合作式、讨论式的学习;③实践创造的学习，即使用信息工具，进行创新性、实践性的问题解决学习。

    1.资源利用的学习

    传统的学习方式是共性的学习，而在数字化环境下的学习则是形式多样、灵活自由的。学生可以根据自己的基础、学习能力，自主选择学习内容、学习进度、学习方法。这种学习方式有利于培养学生的学习兴趣，促进学生的个性发展。

    例如，在“AI重塑人类生活”项目学习时，由于学生信息能力起点存在差异，难以做到学习进程统一，所以学生可利用教师提供的学习资源，根据自身能力推进项目学习的进度。

    情境再现：学生与小度智能音箱互动，引出主题。人工智能（AI）时代已悄然来临，AI将重塑人类生活。利用老师提供的资源，用图示化来展示AI的发展历程。

    资源利用：在项目学习的启动阶段，教师应准备好在项目学习过程中用到的各种资源，以便为学生自主学习提供有力支架。

    反思：资源利用的学习，有利于学生按照自己的水平进行自主探究学习，各能力层次的学生都有不同程度的收获，好的学生能做出高质量的作品，中等的学生能达到平均水平，而基础能力较低的学生也体验了利用数字化资源进行自主探究学习的过程。

    2.协商合作的学习

    传统的课堂学习只局限于课堂中师生面对面有限的同步交流，而数字化学习扩大了交互性、共享性，学习者可通过网络向世界各地的学习者和优秀教师提出问题和请求指导，这样就使学生从单向个体的封闭式学习和认识中走出来，参与到交互协作式的学习中，获得集体的支撑，提高了学习的有效性和多样性。在课堂上，数字化学习环境下的协作学习主要形式有竞争、辩论、合作、角色扮演等，这些形式有助于学生学会协作性工作，增强参与意识，学会自我评价，促进学校学习的社会化。

    例如，在“我是小小数据分析师”项目学习中，小组成员通过角色扮演来协商合作完成分析报告。

    情境再现：提供“双11”三类数据， 小组成员每人从三个职位（销售额数据分析师、区域特征分析师和人群特征分析师）中选择一个作为本次活动的体验职位，协作完成分析报告。

    协商合作：①根据分工，分析需求选择数据，制作表格。②对数据进行排序、筛选并制作图表。③综合三位分析师的前期成果，协作完成“双11”的分析报告。④全班分享交流。

    反思：在利用数字化资源进行协商合作的学习中，学生是主体，通过角色分工，感受数据分析的一般过程，体会数据分析在现实生活中的重要性，逐步养成善于分析、自主探究的学习品质及相互协作的沟通习惯。

    3.实践创造的学习

    “数字化学习与创新”核心素养强调让学生在数字化学习过程中创造性解决问题及形成创新成果。但在传统信息科技课中，“演示”+“操作”随处可见，这种以教师为中心、学生接受性的教学方式从某种程度上会遏制学生的創新思维与创造能力。其实，在现实的学习生活中，即使面对同一个问题，学生思考的方向、解决问题的方式也不尽相同。若能将这些思维过程与结果用数字化的形式表达出来，将有利于培养学生独立思考、自主学习、探究创新的学习习惯。因此，在数字化学习环境下，在运用数字化工具和资源解决实际问题的过程中，要鼓励学生在进行数字化作品创作中融入个性化的创新。

    例如，在“定制提醒机器人”项目学习中，从第六节“定制自己的事务提醒机器人”到第八节“动态侦测多功能事务提醒机器人”，学生在前期作品已有功能的基础上，自主学习新模块，利用其新功能，设计出个性化的提醒机器人。

    情境再现：每个人每天的学习生活安排都不尽相同，所以，现实中往往要根据用户需求，定制个性化的可交互的多功能的提醒机器人。

    实践创造：①选择个性化的机器人造型;②根据每天的事务、需要提醒的时间进行代码编写;③加入个性化的提醒服务，如语音提醒、音乐提醒、倒计时提醒，甚至是不同语言的提醒;④进一步改进提醒机器人的功能，可以动态输入提醒内容，即可交互的事务提醒机器人。

    反思：学生经过前五节的学习，对Scratch各模块的功能有了一定的认识，根据帮助文件，学生自主探究数据模块的“变量、列表”，以及扩展模块的“文字朗读、音乐、视频侦测”等，创新设计个性化的事务提醒机器人。

    ● 数字化学习资源的创建

    数字化学习资源是指经过数字化处理，依据学习者特征进行编辑的，可以在多媒体计算机上或网络环境下运行的供学习者自主学习、合作学习使用且可以实现共享的多媒体材料。数字化学习资源能够激发学生通过自主、合作、创新的方式来寻找和处理信息，从而使数字化学习成为可能。

    1.教师开发的数字化学习资源

    教师可将课程学习内容转化为电子文稿、多媒体课件、微课、网络课程等数字化学习资源，其可用于教师讲授或学生自主学习。

    ①依据项目主题，开发数字化学习资源。项目学习涉及多种学科背景，学生的起始水平不同，其研究主题的方向有差异，解决问题用到的知识技术具有可选择性，实践体验感受各不相同，并且其项目学习的进程也不一致，所以信息科技课上项目学习的顺利开展，很大程度上依赖于数字化学习资源。例如，在“定制提醒机器人”项目学习中，课前教师做了问卷调查，了解分析学生已有的编程能力，针对项目学习中需要用到的知识、技术、体验等，创建了丰富的数字化学习资源，为学生开展项目学习做支撑。

    ②依托移动学习平台，建设数字化学习资源平台。数字化时代，人们的学习随时随地发生，利用碎片化的时间进行移动学习越来越普遍。学生的学习不仅仅发生在课堂，也可能发生在路上、家里等场所。学校、教育机构等提供的校园学习平台、移动学习平台，将数字化学习资源进行整合，让学生在学习过程中通过看视频、上论坛与同学、老师进行交互讨论，甚至把作业、测试等环节有效地组织起来。为平台注入新资源是学生进行数字化学习与创新的有力保障。

    2.全球共享的数字化资源

    除了教师提供的资源与平台，在大数据时代，如何甄别、筛选利用全球共享的数字化学习资源，也是信息科技课上学生应该养成的技能。

    例如，可充分利用全球共享的数字化资源作为课程教学的素材资源，如将视频资料、音频资料、图像资料、文本资料等作为教师开发或学习创作的素材整合到与课程学习内容相关的电子文稿、课件之中，整合到学生的课程学习内容中。学生可利用开放的网站、免费公开课、社交平台等数字化资源进行学习。

    在信息科技的教学实践中，笔者深深地体会到，在数字化学习情境下，利用数字化学习资源，引導学生体验数字化学习与创新活动，能够培养学生学会运用数字化工具表达思想、建构知识、提升创新能力但对这种培养方式的探索与实践才刚刚起步，“数字化学习与创新”之路“道阻且长，行则将至”。