學(xué)科核心素養(yǎng)視角下信息技術(shù)課堂的構(gòu)建

魏鵬飛

高中信息技術(shù)新課標(biāo)把信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任作為學(xué)科的核心素養(yǎng)。從核心素養(yǎng)的角度重新審視信息技術(shù)教學(xué)，教學(xué)目標(biāo)應(yīng)由注重雙基的培養(yǎng)向核心素養(yǎng)的培養(yǎng)轉(zhuǎn)變。

在此背景下，學(xué)科教師需轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，以學(xué)科核心素養(yǎng)為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，把控課堂教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)，將培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)滲透到日常教學(xué)中。

一、多途徑、多形式培養(yǎng)信息意識(shí)

信息意識(shí)處于核心素養(yǎng)的感知意識(shí)層，貫穿于信息素養(yǎng)構(gòu)建的整個(gè)過程。我采用多途徑、寬領(lǐng)域?qū)⑿畔⒁庾R(shí)的培養(yǎng)滲透到日常教學(xué)中。

以“數(shù)據(jù)編碼”一課為例，我以居民身份證的編碼規(guī)則為課前導(dǎo)入，讓學(xué)生自主探究身份證上每個(gè)數(shù)字的含義，引導(dǎo)學(xué)生查找資料，并對(duì)信息進(jìn)行真?zhèn)涡?、合理性鑒定。學(xué)生在此過程中，鍛煉了從海量資源中獲取、鑒別、使用信息的能力。

二、多任務(wù)驅(qū)動(dòng)培養(yǎng)計(jì)算思維

計(jì)算思維處于核心素養(yǎng)的抽象構(gòu)建層，是將感知意識(shí)轉(zhuǎn)化為能力素養(yǎng)的重要載體，有針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維尤為重要。

在課堂教學(xué)中，我通過設(shè)置編程任務(wù)群，給學(xué)生布置由易到難的編程任務(wù)。學(xué)生在完成任務(wù)的過程中，學(xué)習(xí)與重構(gòu)知識(shí)，計(jì)算思維得到很好的鍛煉。

以“for循環(huán)結(jié)構(gòu)”一課為例，在Python編程環(huán)境下，我設(shè)計(jì)了如下任務(wù)群：

任務(wù)一：運(yùn)行程序，查看效果

我用Python語言編寫繪制10個(gè)五角星的程序，命名為“五角星.py”，在課前將此程序通過教師機(jī)發(fā)送給學(xué)生，學(xué)生通過運(yùn)行程序，可以動(dòng)態(tài)地觀察到計(jì)算機(jī)重復(fù)繪制10個(gè)形狀、大小、顏色一致的五角星，從而引出循環(huán)的概念?！拔褰切?py”的執(zhí)行結(jié)果圖如圖1所示。

任務(wù)二：閱讀代碼，發(fā)現(xiàn)問題

提問：觀察繪制一個(gè)五角星的核心代碼，閱讀這段程序并總結(jié)其特點(diǎn)。

回答：程序中出現(xiàn)大量重復(fù)的代碼，其中t.fd（100）、t.right（144）兩句程序出現(xiàn)了5次。

總結(jié)：雖然這段程序在一定程度上能達(dá)到繪制一個(gè)五角星的效果，但由重復(fù)代碼帶來的循環(huán)并不理想。能否用更簡(jiǎn)潔的代碼代替這個(gè)循環(huán)，從而引出循環(huán)結(jié)構(gòu)的基本格式以及range（）函數(shù)，并對(duì)其用法進(jìn)行深入講解？

任務(wù)三：照貓畫虎，優(yōu)化程序

我繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)for循環(huán)語句的基本格式，對(duì)繪制五角星的程序進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，使學(xué)生進(jìn)一步熟悉for循環(huán)語句的基本格式。

總結(jié)：優(yōu)化前，繪制五角星的核心代碼需要10行，優(yōu)化后只需要3行，學(xué)生體會(huì)了算法的魅力。

任務(wù)四：學(xué)以致用，鞏固提高

我以廣泛應(yīng)用于建筑、藝術(shù)、工業(yè)設(shè)計(jì)等場(chǎng)景中的藝術(shù)線條——螺旋線為例，請(qǐng)學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)嘗試?yán)L制螺旋線，鼓勵(lì)其學(xué)以致用，溫故知新。

三、數(shù)字化工具培養(yǎng)數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力

數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力是數(shù)字時(shí)代公民應(yīng)具備的關(guān)鍵能力之一。在課堂教學(xué)中，我打破信息技術(shù)與數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科間的壁壘，充分發(fā)揮信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)，引導(dǎo)學(xué)生選擇諸如NOBOOK（虛擬仿真軟件）、Python、數(shù)字虛擬仿真等數(shù)字化工具，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析、建模、得出結(jié)論、驗(yàn)證結(jié)論，體會(huì)知識(shí)的獲得過程，掌握科學(xué)研究的方法。

以“知識(shí)與智慧”一課中的“探究歐姆定律實(shí)驗(yàn)”為例，我主要通過三個(gè)步驟引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)字化工具探究學(xué)科知識(shí)。

步驟一：使用數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺(tái)NOBOOK探究電流（I）、電壓（U）和電阻（R）之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)采用控制變量法采集數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)過程如下：接入不同阻值的電阻，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，將電壓表的電壓值控制為U=3 V，得到電阻與電流之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系值，記錄數(shù)據(jù)如表1所示。

步驟二：引導(dǎo)學(xué)生通過手繪、Excel軟件以及編寫程序，分別對(duì)表1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析，數(shù)據(jù)可視化能更直觀地呈現(xiàn)數(shù)據(jù)關(guān)系、總結(jié)數(shù)據(jù)的變化規(guī)律。我選用與教材同步的Python語言的內(nèi)置庫Matplotlib作為展示工具，繪制電阻—電流的關(guān)系圖，如圖2。

步驟三：通過擬合曲線進(jìn)一步驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。根據(jù)圖3，可初步判定電流與電阻成反比關(guān)系，即假設(shè)I=U/R成立，可針對(duì)此函數(shù)做一條擬合曲線，如果該曲線的軌跡與前者繪制R、I關(guān)系散點(diǎn)圖基本吻合，說明假設(shè)成立。通過程序編寫得出U1值約為2.906 V，除去實(shí)驗(yàn)誤差，其計(jì)算結(jié)果與電壓預(yù)設(shè)值趨于相同。觀察繪圖結(jié)果，其擬合曲線與電阻—電流關(guān)系圖的軌跡基本吻合，進(jìn)一步證明假設(shè)成立。

四、在生活實(shí)例中培養(yǎng)信息社會(huì)責(zé)任

我們?cè)谙硎苄畔⒓夹g(shù)帶來的諸多便利時(shí)，也會(huì)遭受其帶來的侵害。比如，信息污染、信息犯罪等問題。因此，在課堂中滲透信息法規(guī)、信息安全、網(wǎng)絡(luò)道德規(guī)范等知識(shí)是很有必要的。

我以“信息安全的法律法規(guī)及道德規(guī)范”一課為例，列舉生活中“網(wǎng)絡(luò)暴力”“網(wǎng)絡(luò)謠言”“網(wǎng)絡(luò)犯罪”等真實(shí)案例，引導(dǎo)學(xué)生做高素質(zhì)的公民，對(duì)學(xué)生信息社會(huì)責(zé)任感的培養(yǎng)具有積極影響。

總之，在信息技術(shù)課程新課標(biāo)要求的背景下，教師首先要轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，改變教學(xué)策略，在深刻理解學(xué)科核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)上，變知識(shí)目標(biāo)為素養(yǎng)目標(biāo)，并將其滲透進(jìn)日常教學(xué)，開展有效的課堂構(gòu)建，進(jìn)一步提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，為培養(yǎng)全面發(fā)展的高素質(zhì)人才打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（欄目編輯? 方郁芝）