基于多學(xué)科融合開展的五年級算法教學(xué)

劉正江

【摘 ?要】 《義務(wù)教育信息科技課程課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中強(qiáng)調(diào)全面提升學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)的重要性，“重核心素養(yǎng)，育數(shù)字人才”，成為時代背景下全新的教育理念。新課標(biāo)中構(gòu)建的“身邊算法”，貼合學(xué)生的生活實際，尤其是教師在分析算法的過程中，可以融入跨學(xué)科的基本知識構(gòu)建學(xué)生的知識框架，通過流程化的思維與方法，形成趣味化的游戲情境，更好地引導(dǎo)學(xué)生理解算法、明確操作步驟。學(xué)科的融合，更好地體現(xiàn)項目式教學(xué)的實踐路徑，培養(yǎng)學(xué)生的算法思維，有利于教師更好地開展學(xué)生的實踐活動。

【關(guān)鍵詞】 信息技術(shù);學(xué)科融合;項目式教學(xué)法

一、信息技術(shù)課堂教學(xué)現(xiàn)狀

在小學(xué)信息技術(shù)課堂中，存在以下問題：學(xué)生的注意力過多地集中在人機(jī)對話上，師生對話少。這導(dǎo)致教師無法有效引導(dǎo)學(xué)生的操作、教學(xué)效果欠佳、教學(xué)過程不順暢。學(xué)生對教師的授課缺乏關(guān)注，不了解教師分配的任務(wù)目標(biāo)和任務(wù)內(nèi)容，經(jīng)常出現(xiàn)實踐操作已經(jīng)開始，仍有部分學(xué)生不知道該如何操作，或是胡亂操作的現(xiàn)象。

二、信息技術(shù)課堂的改革策略

（一）立足課程，融入多學(xué)科教學(xué)內(nèi)容

信息技術(shù)和多學(xué)科之間的有效聯(lián)系，一方面能以信息技術(shù)的多元性和時代性，引導(dǎo)學(xué)生感知不同學(xué)科知識的有效應(yīng)用。另一方面多學(xué)科的知識和學(xué)習(xí)方法，能夠幫助學(xué)生更好地掌握信息技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)意能力。

本次項目選擇的是學(xué)生在理解算法執(zhí)行的流程后，利用自然語言、流程圖等方式，描述求解簡單問題的算法，并對算法的正確性與執(zhí)行效率進(jìn)行討論和辨析。在教學(xué)方法中，教師融入了數(shù)學(xué)分析問題的方法，即從簡單到復(fù)雜，數(shù)量從小到大。融入科學(xué)研究問題的方法，即提出假設(shè)、進(jìn)行實驗、得出結(jié)論。還融入應(yīng)用列表法，即分析思考、尋找思路、求解問題，將算法學(xué)習(xí)的要點貫穿到問題求解的全過程，是一個跨學(xué)科的綜合學(xué)習(xí)項目。

（二）教學(xué)目標(biāo)，融合新課標(biāo)的核心素養(yǎng)

信息技術(shù)的教學(xué)目標(biāo)，以學(xué)生掌握信息技術(shù)的應(yīng)用能力為主。而在原有的目標(biāo)制訂中，缺乏學(xué)生核心素養(yǎng)的內(nèi)容。在開展教學(xué)的過程中，教師容易出現(xiàn)注重技術(shù)的教授，而忽略了學(xué)科育人特性的情況。

教師在設(shè)計教學(xué)目標(biāo)的過程中，應(yīng)將項目教學(xué)內(nèi)容與核心素養(yǎng)進(jìn)行有效的關(guān)聯(lián)，將核心素養(yǎng)體現(xiàn)到具體的教學(xué)目標(biāo)中，注重結(jié)合學(xué)生已有的數(shù)字經(jīng)驗，并貼合實際生活，體現(xiàn)信息技術(shù)在生活中的應(yīng)用。細(xì)化學(xué)習(xí)內(nèi)容，融合教學(xué)知識和跨學(xué)科的教學(xué)理念，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，領(lǐng)略信息技術(shù)的實踐應(yīng)用。教學(xué)目標(biāo)案例如表1所示。

（三）任務(wù)單學(xué)習(xí)，改革主體教學(xué)模式

任務(wù)單是學(xué)習(xí)支架的主要形態(tài)，它是教師根據(jù)學(xué)情，為實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)而設(shè)計的學(xué)習(xí)活動載體，能夠激發(fā)全體學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，引導(dǎo)學(xué)生自主參與。學(xué)生通過任務(wù)單各種形式的學(xué)習(xí)活動以及教師的幫助，能夠提高學(xué)習(xí)興趣，形成良好的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)習(xí)慣，提升學(xué)習(xí)能力，實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。

任務(wù)單是教師根據(jù)課程的目標(biāo)和內(nèi)容，將學(xué)生的學(xué)習(xí)活動、任務(wù)或問題相結(jié)合，創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生實際的教學(xué)活動，并將這些活動有序排列，引導(dǎo)和組織學(xué)生積極參與。學(xué)生通過思考、調(diào)查、討論、交流和合作等方式，完成學(xué)習(xí)任務(wù)。如今，任務(wù)單在各科教學(xué)中的應(yīng)用越來越普遍，由于每門學(xué)科具有各自的特點，因此任務(wù)單的形式也略有差別。

1. 信息技術(shù)學(xué)習(xí)中任務(wù)單的構(gòu)建

（1）個人獨立完成型任務(wù)單

個人獨立完成型任務(wù)單是指針對能夠獨立學(xué)會、比較簡單的內(nèi)容，學(xué)生能夠通過閱讀、思考和探究操作等獨立完成任務(wù)。由于整個任務(wù)是學(xué)生獨立完成的，因此學(xué)生在自主探索、解決問題的整個過程中，是全身心投入的，這不僅可以使學(xué)生深刻感受到整個問題的解決過程，還能夠使學(xué)生形成敏銳的思維能力，以及搜集、提取和處理信息的能力。個人獨立完成型任務(wù)單需要學(xué)生依靠個人力量完成，因此學(xué)生的學(xué)習(xí)動力顯得尤為重要。教師在設(shè)計該任務(wù)單時，應(yīng)根據(jù)教材內(nèi)容，結(jié)合活動創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)膯栴}情境，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。

（2）小組合作探究完成型任務(wù)單

小組合作探究完成型任務(wù)單是指，學(xué)生難以通過自學(xué)掌握一些比較困難的知識內(nèi)容，對此可以充分發(fā)揮小組的資源優(yōu)勢，通過小組的合作探究及成員間的相互協(xié)作共同解決問題。小組成員為了完成共同任務(wù)，將經(jīng)歷動手實踐、自主探索和合作交流的過程，并在合作中取長補短、團(tuán)結(jié)協(xié)作、進(jìn)行思維的碰撞，這不僅張揚了學(xué)生的個性，滿足了學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，還增強(qiáng)了學(xué)生之間的合作意識，提高學(xué)生的合作能力，實現(xiàn)學(xué)生的自我價值。

為了更好地進(jìn)行合作與探究、共同解決問題，避免出現(xiàn)教師在發(fā)布任務(wù)后，學(xué)生不接受任務(wù)，只想表達(dá)自己的意見和想法，以及性格內(nèi)向的學(xué)生和學(xué)困生缺乏參與討論的勇氣、不參與到整個合作探究中等現(xiàn)象。教師在設(shè)計小組合作型的任務(wù)，要注意成員搭配問題，針對任務(wù)單中不同等級的問題，要細(xì)化到個人，即每個小組中應(yīng)包括不同能力層次的成員，以承擔(dān)不同難度的任務(wù)，發(fā)揮各自的作用。這樣便可避免以往活動中，任務(wù)的完成是少數(shù)優(yōu)秀學(xué)生的個人表現(xiàn)，加強(qiáng)團(tuán)隊的合作精神。

（3）延伸拓展型任務(wù)單

延伸拓展型任務(wù)單立足課本，突破課本內(nèi)容的限制，學(xué)生通過完成任務(wù)，實現(xiàn)對課本知識的有效吸收與延伸。“延伸拓展型任務(wù)單”的應(yīng)用，在課堂教學(xué)中，為學(xué)生提供了一個思考、探索、聯(lián)想和創(chuàng)新的機(jī)會，能夠促進(jìn)學(xué)生“得法于課內(nèi)，得益于課外”。在傳統(tǒng)課堂中，教師的備課都是針對絕大多數(shù)的學(xué)生，雖然相關(guān)部門多年來提倡因材施教、分層教學(xué)等，但這些并沒有在常規(guī)課堂中得到很好的體現(xiàn)。而在設(shè)置延伸拓展型任務(wù)時，教師可以考慮不同層次學(xué)生的差異，讓學(xué)生在發(fā)現(xiàn)新知、熟悉新知、掌握新知后，有選擇性地學(xué)習(xí)更多、更深入的知識。

教師在具體設(shè)計時，任務(wù)內(nèi)容的選擇要符合學(xué)生的實際情況，包括學(xué)生的生活經(jīng)驗、認(rèn)知水平、知識積累和學(xué)生的發(fā)展水平等，找準(zhǔn)學(xué)生的“學(xué)習(xí)點”，結(jié)合學(xué)生的實際情況，創(chuàng)造性地拓展教材，實現(xiàn)因材施教。教師應(yīng)設(shè)計一些不同層次的訓(xùn)練項目供學(xué)生選擇，或是設(shè)計一些開放式的內(nèi)容，而學(xué)生可以根據(jù)自己的知識水平進(jìn)行發(fā)揮，盡自己的能力完成活動。如學(xué)習(xí)能力一般的學(xué)生，能夠創(chuàng)作出符合自己能力水平的作品，能力強(qiáng)、學(xué)習(xí)需求量大的學(xué)生，可以向更深更廣的層次進(jìn)行研究，以滿足自己更多的求知欲望。

2. 任務(wù)單在教法中的應(yīng)用

在教學(xué)過程中，教師應(yīng)注重數(shù)字化學(xué)習(xí)的特點，創(chuàng)設(shè)情境，從探究游戲開始，逐步引導(dǎo)學(xué)生了解游戲的安排是有策略的。具體而言，教師可以以“場景分析—原理認(rèn)知—應(yīng)用遷移”為主要教學(xué)模式，層層遞進(jìn)，合理地設(shè)計課時內(nèi)容，引入“任務(wù)單”、多學(xué)科思維等教學(xué)方式，啟發(fā)學(xué)生的游戲創(chuàng)造思維，不斷地引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中進(jìn)行自主探索、發(fā)現(xiàn)問題、提出策略、共同探究，以及合作解決問題。

教師將游戲中體現(xiàn)出的算法遷移到新游戲的設(shè)計和學(xué)生的生活中，將生活現(xiàn)象和與游戲原理進(jìn)行了有效聯(lián)系，能夠使抽象的內(nèi)容更加具體。這種思辨式的教學(xué)模式，能夠引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度看待問題，開發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。教學(xué)課時安排如表2所示。

在上述的項目教學(xué)中，充分體現(xiàn)了“場景分析—原理認(rèn)知—應(yīng)用遷移”教學(xué)模式的應(yīng)用。在第一和第二課時中，體現(xiàn)了具體內(nèi)容深入到游戲原理，即從熟悉的取火柴游戲出發(fā)，探究兩個人取固定數(shù)量的火柴，由每次取固定1根簡單的策略到復(fù)雜的兩個人取不固定數(shù)量的火柴，每次取1—3根的動態(tài)策略的探究，讓學(xué)生先理解第一種游戲規(guī)則下的固定策略，并升華理解到第二種游戲規(guī)則中動態(tài)策略的算法博弈過程，感受到算法的樂趣。第三和第四課時的設(shè)計，從團(tuán)隊出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生融入多學(xué)科知識，產(chǎn)生思維的碰撞，并闡述自己的設(shè)計理念，然后融合多元素設(shè)計團(tuán)隊游戲。第四個課時的重點是以小組展示、自我評價和集體評價為主，教師選出最優(yōu)的游戲設(shè)計內(nèi)容，這將理論知識融入了實際場景中。

（四）多維反思，進(jìn)行學(xué)科思維的碰撞

學(xué)生對課內(nèi)的重難點進(jìn)行有序的梳理，并反思自己的學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)過程，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，能夠?qū)淼幕顒赢a(chǎn)生有價值的認(rèn)知。教師將活動反思引入教學(xué)課堂，可以幫助學(xué)生找到更適合自己的學(xué)習(xí)方法，發(fā)現(xiàn)自身的漏洞，這提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，使學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣和學(xué)習(xí)習(xí)慣、能夠合理地進(jìn)行自我評價。為了避免學(xué)生在課上的無效討論，教師可以通過任務(wù)單引導(dǎo)學(xué)生反思自己的整個學(xué)習(xí)過程，總結(jié)出其中的經(jīng)驗與教訓(xùn)。

教師在教學(xué)過程中融入多種學(xué)科的內(nèi)容，能夠促使小組在設(shè)計環(huán)節(jié)中產(chǎn)生思維碰撞，學(xué)生在設(shè)計游戲時，能夠以一個元素為主導(dǎo)，將其余元素作為游戲的亮點。在展示環(huán)節(jié)中，小組代表闡述設(shè)計思路，并展示作品。通過學(xué)生的集體投票，教師選擇最優(yōu)的作品進(jìn)行優(yōu)化。教師從不同的維度評價作品，也為小組改進(jìn)作品提供了思路。小組評價、集體評價和教師評價等融為一體，讓學(xué)生在評價中理清思路，肯定自己，發(fā)現(xiàn)自身的不足，不斷提升自身的創(chuàng)新能力。

（五）教學(xué)資源，信息科技課程的多重應(yīng)用

在本次教學(xué)中，教師了提供豐富的自主學(xué)習(xí)資源。學(xué)生可以通過導(dǎo)學(xué)案、UMU互動學(xué)習(xí)平臺的微課等進(jìn)行自學(xué);也可以通過小組合作實驗探究、同學(xué)互助互學(xué)和請教教師等方法進(jìn)行學(xué)習(xí)，這有助于學(xué)生根據(jù)自身的水平調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度、消除差異。其中UMU互動交流平臺提供的多元評價，能夠讓學(xué)生充分感受到解決生活實際問題帶來的樂趣和成就感。信息技術(shù)的更迭是非常快的，教師通過引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合豐富的教學(xué)資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，能夠讓學(xué)生感受到信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展特點，激發(fā)學(xué)生的信息學(xué)習(xí)興趣。教師將最新的科技內(nèi)容形成教學(xué)資源，也更好地優(yōu)化了課堂教學(xué)，給予了學(xué)生更加直觀的學(xué)習(xí)體驗。

三、結(jié)語

本次項目將多學(xué)科的教學(xué)方法融入了課程教學(xué)中，并以任務(wù)單的形式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組合作、將算法遷移至新的游戲中。教師結(jié)合實際情況融合多學(xué)科的內(nèi)容，呈現(xiàn)出了具有創(chuàng)新意義的游戲內(nèi)容，這能讓學(xué)生在實踐課程中感受到信息技術(shù)學(xué)習(xí)的意義以及多學(xué)科融入的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)的興趣。教師通過對多種信息教學(xué)資源的高效應(yīng)用，能夠激發(fā)學(xué)生對科技的探索欲，滿足了新時代對科技人才的需求。

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