基于真實(shí)性學(xué)習(xí)的小學(xué)信息科技教學(xué)實(shí)踐探究

摘要：本文以信息科技第二學(xué)段“在線學(xué)習(xí)與生活”模塊中的《從編碼到解碼》一課為例，深入探討基于真實(shí)性學(xué)習(xí)的教學(xué)實(shí)踐，以期培養(yǎng)學(xué)生的信息科技核心素養(yǎng)，提升解決實(shí)際問題的能力，為小學(xué)信息科技教學(xué)提供理論與實(shí)踐參考。

關(guān)鍵詞：信息科技；真實(shí)問題解決；教學(xué)實(shí)踐；編碼解碼

中圖分類號(hào)：G434" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" 論文編號(hào)：1674-2117（2025）06-0067-03

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）強(qiáng)調(diào)：“信息科技課程應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，注重真實(shí)性學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中提升知識(shí)遷移能力。”[1]《從編碼到解碼》一課出自“在線學(xué)習(xí)與生活”模塊中的“編碼傳遞信息”單元。本課的教學(xué)難點(diǎn)是：理解編碼和解碼的基本原理與過程；體驗(yàn)信息存儲(chǔ)和傳輸過程中所要經(jīng)歷的編碼及解碼步驟，初步感知數(shù)據(jù)編碼在現(xiàn)代社會(huì)數(shù)字化傳遞中的作用和意義。那么問題來了，應(yīng)如何有效引導(dǎo)學(xué)生理解編碼與解碼的意義？如何促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)和核心素養(yǎng)的發(fā)展？針對(duì)這些問題，筆者開展了基于真實(shí)性學(xué)習(xí)的教學(xué)實(shí)踐探索。

基于真實(shí)性學(xué)習(xí)的教學(xué)策略

真實(shí)性學(xué)習(xí)（Authentic Learning）是一種教育模式，它被定義為通過教育和教學(xué)技術(shù)將學(xué)生在學(xué)校所學(xué)內(nèi)容與真實(shí)世界的事件、問題和應(yīng)用相聯(lián)系的學(xué)習(xí)。這種學(xué)習(xí)方式要求學(xué)生在真實(shí)或模擬的真實(shí)情境中，通過參與實(shí)踐活動(dòng)、解決真實(shí)問題來獲取知識(shí)、發(fā)展能力。[2]

1.創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，激活思維意識(shí)

新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，利用真實(shí)情境為學(xué)生搭建起知識(shí)與實(shí)際生活的橋梁，讓抽象的信息科技概念具象化，使學(xué)生在真實(shí)的情境中學(xué)會(huì)用所學(xué)知識(shí)處理現(xiàn)實(shí)問題。在《從編碼到解碼》一課的教學(xué)中，教師整合真實(shí)素材，將生活素材融入教學(xué)中，縮短知識(shí)與現(xiàn)實(shí)之間的距離，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過分析具體實(shí)例，如生活中紅綠燈的數(shù)字變化、無人機(jī)表演等，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)生活中和科技領(lǐng)域不同形式的編碼及解碼，在解決實(shí)際問題的過程中學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識(shí)。

2.立足學(xué)生學(xué)情，拓展思維廣度

《從編碼到解碼》一課的教學(xué)對(duì)象是四年級(jí)學(xué)生，他們正處于從具體形象思維向抽象邏輯思維過渡的關(guān)鍵期，好奇心旺盛，熱衷借助親身實(shí)踐與游戲探索新知識(shí)，且依托其他學(xué)科積累的邏輯思維基礎(chǔ)，已能初步理解編碼符號(hào)系統(tǒng)、規(guī)則，解讀解碼后的信息。然而，他們對(duì)信息傳遞的認(rèn)知僅停留在日常經(jīng)驗(yàn)層面，未深入掌握編碼在信息傳遞中的關(guān)鍵作用、表現(xiàn)形式及數(shù)字化傳輸技術(shù)。在編碼知識(shí)學(xué)習(xí)方面，雖然學(xué)生有生活閱歷，對(duì)特定編碼有所了解，也在前期學(xué)習(xí)中構(gòu)建起編碼規(guī)則初步認(rèn)知，可解碼過程較為抽象，對(duì)學(xué)生理解造成阻礙，為此，本課創(chuàng)設(shè)生活場景，借助網(wǎng)格涂色法助力學(xué)生掌握解碼方法，同時(shí)簡化編碼方案，凸顯規(guī)則核心地位，為學(xué)生后續(xù)編碼創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

3.以問題為導(dǎo)向，發(fā)展思維能力

真實(shí)性學(xué)習(xí)的核心在于提升學(xué)生解決真實(shí)問題的能力，而非僅僅停留在認(rèn)知層面的識(shí)記和理解等能力上。這種學(xué)習(xí)方式要求學(xué)生置身于具有真實(shí)實(shí)踐邏輯的境脈中，像專家一樣對(duì)概念和原理進(jìn)行理解和建構(gòu)，從而使得所學(xué)知識(shí)在真實(shí)情境中獲得意義并得到理解。[3]

問題解決理論強(qiáng)調(diào)以問題為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生在解決問題的過程中獲取知識(shí)與技能，發(fā)展思維能力。在《從編碼到解碼》的教學(xué)中，學(xué)生基于日常生活中對(duì)信息、數(shù)字、符號(hào)的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)，在教師創(chuàng)設(shè)的問題情境中，通過自主探究、協(xié)作交流等活動(dòng)，主動(dòng)構(gòu)建編碼解碼知識(shí)體系。例如，在分析字符編碼規(guī)則時(shí)，學(xué)生憑借對(duì)文字的熟悉，以問題為導(dǎo)向，運(yùn)用邏輯思維理解字符與二進(jìn)制編碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的個(gè)性化建構(gòu)，促進(jìn)對(duì)知識(shí)的深入理解與靈活運(yùn)用。

4.圍繞核心素養(yǎng)目標(biāo)，提升思維品質(zhì)

信息科技課程以信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新以及信息社會(huì)責(zé)任等核心素養(yǎng)為培養(yǎng)目的，幫助學(xué)生建立對(duì)信息的敏感性和鑒別能力，提升他們的數(shù)字素養(yǎng)與技能。在《從編碼到解碼》的教學(xué)中，學(xué)生從真實(shí)情境中接收信息，運(yùn)用已有知識(shí)和認(rèn)知策略對(duì)信息進(jìn)行分析與理解。學(xué)生在實(shí)踐中親身感受并內(nèi)化新知，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)與實(shí)際生活的無縫對(duì)接。最后，通過真實(shí)任務(wù)情境的評(píng)價(jià)，考查學(xué)生任務(wù)完成狀況，培養(yǎng)分析問題、設(shè)計(jì)實(shí)施等能力，提升思維品質(zhì)。

基于真實(shí)性學(xué)習(xí)的《從編碼到解碼》教學(xué)實(shí)施

1.情境導(dǎo)入，初步感知

教師通過日常生活中用手勢表示數(shù)字的活動(dòng)導(dǎo)入課堂。教師先做出手勢，讓學(xué)生猜測數(shù)字，如“6”“2”等，并詢問學(xué)生猜測的理由。然后規(guī)定右手代表十位數(shù)字，左手代表個(gè)位數(shù)字，再次做出手勢“52”讓學(xué)生猜測。學(xué)生觀察教師的手勢，積極參與數(shù)字猜測，并舉手回答猜測結(jié)果及理由。

從學(xué)生熟悉的生活場景入手，利用簡單的手勢數(shù)字游戲，引發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中初步體驗(yàn)編碼和解碼的過程。這種直觀的方式有助于學(xué)生理解編碼是一種將信息按照特定規(guī)則進(jìn)行轉(zhuǎn)換的過程，而解碼則是根據(jù)規(guī)則還原信息的過程，為后續(xù)深入學(xué)習(xí)編碼和解碼的概念奠定基礎(chǔ)，同時(shí)也能快速吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。此環(huán)節(jié)契合新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)的創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，從學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲。

2.聯(lián)系生活，建構(gòu)知識(shí)

教師展示生活中紅綠燈圖片，介紹其倒計(jì)時(shí)裝置由七段數(shù)碼管組成，引導(dǎo)學(xué)生思考如何根據(jù)數(shù)碼管亮滅進(jìn)行編碼（如圖1）。學(xué)生觀察紅綠燈數(shù)碼管，嘗試根據(jù)教師給定的規(guī)則進(jìn)行編碼。學(xué)生在小組合作中，積極參與討論，確定組別編碼，共同完成點(diǎn)亮數(shù)碼管的任務(wù)，然后思考生活中的編碼解碼事例，并與同學(xué)分享。這一過程體現(xiàn)了新課標(biāo)注重知識(shí)與生活實(shí)際的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)和運(yùn)用知識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生的信息意識(shí)和數(shù)字化學(xué)習(xí)能力。

3.實(shí)踐操作，探究規(guī)律

活動(dòng)一：編碼規(guī)則我來尋。教師以手機(jī)拍照為例，講解計(jì)算機(jī)使用二進(jìn)制進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸信息，通過展示放大照片呈現(xiàn)像素的概念。問題引導(dǎo)：觀察下頁圖2及其每一行對(duì)應(yīng)的編碼，尋找其中的規(guī)則。學(xué)生與同桌交流，尋找其中的編碼規(guī)則。二進(jìn)制，即“0”代表白色方格，“1”代表黑色方格。教師組織學(xué)生展開“編碼規(guī)則我來尋”活動(dòng)，讓學(xué)生觀察給定圖像及其編碼，同桌交流尋找編碼規(guī)則。在學(xué)生理解規(guī)則后，教師布置獨(dú)立完成部分編碼的任務(wù)，并請(qǐng)學(xué)生回答。

教師借助手機(jī)拍照這一學(xué)生熟悉的情境，自然過渡到計(jì)算機(jī)中信息的存儲(chǔ)和傳輸，使學(xué)生理解計(jì)算機(jī)使用二進(jìn)制編碼的原理，通過實(shí)際觀察像素和分析編碼規(guī)則，培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維能力和觀察能力。

活動(dòng)二：我是解碼小能手。學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)單中二進(jìn)制表示的字形，依據(jù)編碼規(guī)則與同桌合作進(jìn)行解碼。學(xué)生使用“圖像解碼器”在方格中涂色還原信息，并分享解碼結(jié)果。接著，教師介紹漢字激光照排系統(tǒng)及王選院士，播放相關(guān)視頻，引導(dǎo)學(xué)生回顧編碼和解碼的定義，強(qiáng)調(diào)解碼是編碼的逆過程，并提及彩色圖像編碼更復(fù)雜。這一系列活動(dòng)緊密圍繞新課標(biāo)要求，通過多樣化的學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力，并使其對(duì)信息社會(huì)責(zé)任有初步的認(rèn)知。

4.拓展延伸，遷移應(yīng)用

教師引導(dǎo)學(xué)生深入思考編碼解碼技術(shù)在日常生活中的廣泛應(yīng)用，并組織學(xué)生開展小組討論。學(xué)生踴躍分享自己在生活中發(fā)現(xiàn)的編碼實(shí)例，并分析其編碼方式和作用。隨后，教師布置一項(xiàng)具有開放性和挑戰(zhàn)性的拓展任務(wù)，讓學(xué)生以小組為單位，選擇生活中的一個(gè)場景，設(shè)計(jì)一套基于編碼解碼技術(shù)的信息管理方案。在明確拓展任務(wù)后，小組成員共同商討選擇合適的生活場景，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，運(yùn)用創(chuàng)新思維設(shè)計(jì)信息管理方案，并充分考慮方案的可行性、實(shí)用性和創(chuàng)新性。此環(huán)節(jié)充分體現(xiàn)了新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)的跨學(xué)科融合和實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生將信息科技知識(shí)應(yīng)用于解決生活實(shí)際問題，提升學(xué)生綜合素養(yǎng)。

結(jié)語

新課標(biāo)倡導(dǎo)真實(shí)性學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)教師改進(jìn)教學(xué)方式，從學(xué)生原有的“生活體驗(yàn)”入手，過渡到“應(yīng)用體驗(yàn)”，再實(shí)現(xiàn)“解決問題”?；谡鎸?shí)性學(xué)習(xí)的小學(xué)信息科技教學(xué)實(shí)踐探究，通過真實(shí)世界的情境和問題，促進(jìn)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)和深度理解，從而培養(yǎng)他們解決復(fù)雜問題的能力。這種學(xué)習(xí)方式對(duì)學(xué)生的個(gè)人發(fā)展和未來的職業(yè)生涯都具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

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[3]張兆迪，張馨月.真實(shí)性學(xué)習(xí)視域下信息科技教學(xué)策略探究——以“探索人工智能之神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”為例[J].中國信息技術(shù)教育，2024（12）：13-15.

本文系無錫市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃課題“‘五三’范式觀照下信息技術(shù)學(xué)科區(qū)本研訓(xùn)體系的深度研究”項(xiàng)目階段性成果。