信息科技學(xué)科單元教學(xué)設(shè)計探究

王智慧

《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)）倡導(dǎo)真實性學(xué)習(xí)，提出要“創(chuàng)新教學(xué)方式，以真實問題或項目驅(qū)動，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷原理運用過程、計算思維過程和數(shù)字化工具應(yīng)用過程，建構(gòu)知識，提升問題解決能力”。以問題解決為導(dǎo)向的信息科技學(xué)科單元教學(xué)讓學(xué)生沉浸在問題情境中，在問題的驅(qū)動下，經(jīng)歷解決問題的全過程，探究解決問題的方法，將知識與技能的學(xué)習(xí)融于問題解決的過程之中，實現(xiàn)知識的整合、技能的提升、信息科技學(xué)科素養(yǎng)的落實。本文以“物聯(lián)網(wǎng)之智能教室”的單元教學(xué)設(shè)計為例，提出教師在以問題解決為導(dǎo)向進行單元教學(xué)設(shè)計時應(yīng)注意的幾個問題。

一、注重問題情境的真實性

1.問題的來源

新課標(biāo)指出，信息科技課程要“突出用信息科技解決學(xué)習(xí)、生活中的問題，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)自主、合作、探究的學(xué)習(xí)情境和知、情、意、行融合發(fā)展的成長環(huán)境”?？梢姡詥栴}解決為導(dǎo)向的信息科技學(xué)科單元教學(xué)要解決的是真問題，是符合學(xué)生認知特征、貼近學(xué)生生活經(jīng)驗的問題，比如生活問題、學(xué)習(xí)問題、社會熱點問題等。只有引導(dǎo)學(xué)生去解決真問題，學(xué)生才能更好地學(xué)以致用，進而進行知識遷移和創(chuàng)新。

2.情境的選擇

在情境的選擇上，要注意問題情境的開放性和復(fù)雜性。開放性有利于學(xué)生生成多種解決問題的方案，復(fù)雜性可以保證問題的挑戰(zhàn)性。具備開放性和復(fù)雜性的問題情境有助于促進學(xué)生高階思維的發(fā)展。問題的情境可分為問題的障礙情境、發(fā)現(xiàn)情境、解決情境，為增強其復(fù)雜性，可將這三種情境融合在一起，讓學(xué)生用已學(xué)的學(xué)科知識解決新的學(xué)科問題，激發(fā)其探索新知的熱情。

在“物聯(lián)網(wǎng)之智能教室”的單元教學(xué)設(shè)計中，在問題情境的選擇上，教師從學(xué)生最為熟悉的學(xué)習(xí)環(huán)境入手，確定了“智能教室設(shè)計”的主題情境，讓學(xué)生對所在教室進行智能化設(shè)計，探究功能實現(xiàn)問題并自主搭建模型，從而激發(fā)了學(xué)生的探索積極性。

二、注重問題解決的完整過程

以問題解決為導(dǎo)向的信息科技學(xué)科單元教學(xué)強調(diào)讓學(xué)生經(jīng)歷問題解決的全過程。在整個單元教學(xué)的設(shè)計上，要將單元情境問題逐級分解為若干子問題，并將這些子問題進行分散教學(xué)，從而幫助學(xué)生建立解決問題的問題串或問題鏈。可采取項目學(xué)習(xí)的方式，讓學(xué)生在項目驅(qū)動性問題的推動下，去逐個解決子問題。學(xué)生針對一個課時內(nèi)應(yīng)解決的子問題展開分析，選擇合適的方法去求證，在求證的過程中不斷調(diào)整實驗探究的方式，經(jīng)歷解決問題的全過程。

在“物聯(lián)網(wǎng)之智能教室”的單元教學(xué)設(shè)計中，教師以“如何設(shè)計智能教室，實現(xiàn)智能功能”為驅(qū)動性問題，以設(shè)計、功能實現(xiàn)和搭建模型為線索，分解出了以下子問題：1.什么是物聯(lián)網(wǎng)，如何理解智能設(shè)備？2.如何規(guī)劃設(shè)計智能教室？3.如何實現(xiàn)設(shè)計的各項功能？4.如何搭建智能教室？同時將這些子問題分散在5個課時中展開教學(xué)。

三、基于問題解決的知識建構(gòu)

單元教學(xué)設(shè)計需要將碎片化的知識點建立起關(guān)聯(lián)，形成知識框架。以問題解決為導(dǎo)向的單元教學(xué)設(shè)計強調(diào)將真實情境中的問題解決和知識與技能相融合，知識與技能的學(xué)習(xí)是為解決問題而服務(wù)的，因此需形成以問題解決為導(dǎo)向的知識框架。

在“物聯(lián)網(wǎng)之智能教室”的單元教學(xué)設(shè)計中，教師建構(gòu)知識選用的路徑為：在充分分析情境問題的基礎(chǔ)上，首先找到需要解決的關(guān)鍵問題，然后將關(guān)鍵問題逐層分解為不同的子問題，最后生成具體的解決方法與過程。即圍繞已確定的問題，分解出它們的具體解決方法，然后結(jié)合新課標(biāo)要求，梳理出對應(yīng)的知識與技能，最后合理分配到具體課時中去。

本單元的關(guān)鍵問題是“智能教室里各個功能的設(shè)計與實現(xiàn)”，圍繞此問題，第2課時的子問題為“智能燈的設(shè)計”。智能燈的設(shè)計基礎(chǔ)源于學(xué)生對傳統(tǒng)按鍵燈功能的了解，因此教師設(shè)計了“基礎(chǔ)任務(wù)探究：傳統(tǒng)按鍵燈”活動，從傳統(tǒng)按鍵燈的功能實現(xiàn)入手，引導(dǎo)學(xué)生了解電路、硬件連接等知識。基于此，教師又設(shè)計了“進階任務(wù)探究：智能聲/光控?zé)簟被顒樱瑥某Ｒ姷穆暱責(zé)艄δ苋胧郑龑?dǎo)學(xué)生了解聲音傳感器的作用、硬件模擬功能實現(xiàn)等，并鼓勵學(xué)生進行知識遷移。最后設(shè)計了“挑戰(zhàn)任務(wù)探究：遠程智能物聯(lián)燈控”活動。遠程智能物聯(lián)燈基于人們對生活便利性的追求，在智能聲/光控?zé)艋A(chǔ)上融入了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。本課時的三個活動任務(wù)實現(xiàn)了跨學(xué)段、跨章節(jié)的知識建構(gòu)。

四、在問題解決中遷移創(chuàng)造

新課標(biāo)強調(diào)“提升學(xué)生的知識遷移能力和學(xué)科思維水平”。以問題解決為導(dǎo)向的信息科技學(xué)科單元教學(xué)設(shè)計強調(diào)在問題的解決過程中，提煉解決問題的方法，從而實現(xiàn)遷移創(chuàng)造。

“物聯(lián)網(wǎng)之智能教室”的單元教學(xué)設(shè)計本著將遷移創(chuàng)造貫穿課程始終的原則，從學(xué)生的生活經(jīng)驗、學(xué)習(xí)經(jīng)驗中篩選遷移的突破口，在不同課時之間形成遷移的鏈條。比如，本單元第2～4課時的功能實現(xiàn)均是引導(dǎo)學(xué)生將前一課時的知識、技能、操作方法遷移到下一課時的學(xué)習(xí)中去。第5課時更是引導(dǎo)學(xué)生綜合第2～4課時所學(xué)，進行新功能的研發(fā)創(chuàng)新。具體到教學(xué)中，教師堅持鼓勵學(xué)生遷移創(chuàng)造，如第2課時中三個活動任務(wù)的設(shè)計，“基礎(chǔ)任務(wù)探究：傳統(tǒng)按鍵燈”從學(xué)生的生活經(jīng)驗出發(fā)，鼓勵學(xué)生將生活經(jīng)驗遷移到課堂學(xué)習(xí)中來；“進階任務(wù)探究：智能聲/光控?zé)簟笔菍鹘y(tǒng)按鍵燈功能的進一步探究，從聲控功能的實現(xiàn)到光控功能的實現(xiàn)，教師再次引導(dǎo)學(xué)生在同類傳感器功能的使用上實現(xiàn)了知識的遷移與創(chuàng)新；“挑戰(zhàn)任務(wù)探究：遠程智能物聯(lián)燈控”在智能聲/光控?zé)舻幕A(chǔ)上，從開啟方式的便捷性提升到功能的完善，同樣是一次成功的知識遷移與創(chuàng)新。