基于PBL模式下信息科技大單元教學(xué)實(shí)踐探究

■天津市濱海新區(qū)教師發(fā)展中心 武金剛

華東師范大學(xué)教授崔允漷指出：“指向?qū)W科核心素養(yǎng)的大單元設(shè)計(jì)是學(xué)科教育落實(shí)立德樹人、發(fā)展素質(zhì)教育、深化課程改革的必然要求，是學(xué)科核心素養(yǎng)落地的關(guān)鍵路徑?！痹诮虒W(xué)活動(dòng)中，開展以“大任務(wù)、大觀念、大問(wèn)題、大項(xiàng)目”的方式呈現(xiàn)的大單元教學(xué)活動(dòng)，能夠以寬廣的視野、更高的層面建構(gòu)新的教學(xué)體系，對(duì)知識(shí)進(jìn)行深度構(gòu)建。而基于問(wèn)題導(dǎo)向的PBL 教學(xué)模式，以學(xué)生在真實(shí)情境中的問(wèn)題為核心開展項(xiàng)目活動(dòng)，通過(guò)探究、交流、研討等多元學(xué)習(xí)方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題分析和解決能力。因此，以基于PBL 模式為導(dǎo)向的大單元教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施，能夠有效提升學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)和技能、創(chuàng)新能力，通過(guò)問(wèn)題求解的過(guò)程性體驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。下面，筆者以對(duì)信息科技課程第四模塊“數(shù)據(jù)與編碼”中的“數(shù)字與編碼”內(nèi)容為例，闡述PBL模式下大單元教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施過(guò)程。

一、小學(xué)“數(shù)據(jù)與編碼”教學(xué)中存在的問(wèn)題及解決策略

對(duì)于四年級(jí)“數(shù)據(jù)與編碼”模塊“數(shù)字與編碼”這部分內(nèi)容中的“編碼”，《信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱課標(biāo)）的概述為：“學(xué)生能掌握數(shù)據(jù)編碼的基礎(chǔ)知識(shí)，根據(jù)需要運(yùn)用不同的編碼對(duì)信息進(jìn)行表達(dá)，認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼的價(jià)值與意義?！倍趯?shí)際教學(xué)活動(dòng)中，筆者發(fā)現(xiàn)普遍存在以下問(wèn)題。

首先，教師講解編碼的專業(yè)內(nèi)容較深，不符合四年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知程度。其次，教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)難度偏大，往往出現(xiàn)二進(jìn)制、十進(jìn)制等編碼及轉(zhuǎn)換等內(nèi)容，令學(xué)生很難掌握。此外，很多教師將多媒體編碼的理論知識(shí)融入課堂教學(xué)，令學(xué)生理解困難。

在教學(xué)活動(dòng)中，教師應(yīng)深入學(xué)習(xí)和理解課標(biāo)的內(nèi)容要求。該模塊對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)目標(biāo)的培養(yǎng)，以學(xué)生能夠理解和掌握的基礎(chǔ)知識(shí)和技能為出發(fā)點(diǎn)，盡可能降低學(xué)習(xí)難度。根據(jù)學(xué)生實(shí)際學(xué)情，筆者對(duì)“數(shù)據(jù)編碼”這部分內(nèi)容進(jìn)行重新建構(gòu)，以大概念為核心，設(shè)計(jì)大單元教學(xué)活動(dòng)，將學(xué)習(xí)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化；以問(wèn)題為導(dǎo)向，創(chuàng)建以學(xué)生發(fā)展為中心的學(xué)習(xí)型課堂活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。根據(jù)課標(biāo)對(duì)“編碼”這部分內(nèi)容的要求，筆者設(shè)計(jì)三個(gè)大單元教學(xué)內(nèi)容，分別是：數(shù)據(jù)編碼的目的、數(shù)據(jù)編碼規(guī)則、編碼的加密與解碼。每個(gè)單元中，各知識(shí)點(diǎn)建立結(jié)構(gòu)化聯(lián)系，三個(gè)單元間的知識(shí)結(jié)構(gòu)呈螺旋式上升。

二、基于PBL為導(dǎo)向的大單元設(shè)計(jì)思路

下面，筆者以“數(shù)據(jù)編碼規(guī)則”單元為例，闡述一下設(shè)計(jì)思路。根據(jù)PBL 教學(xué)模式和大單元設(shè)計(jì)思路，依據(jù)主題情境真實(shí)性、學(xué)習(xí)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化、學(xué)習(xí)方式自主化，筆者針對(duì)“數(shù)據(jù)編碼規(guī)則”這一單元設(shè)計(jì)思路如下。

本單元內(nèi)容旨在引導(dǎo)學(xué)生在認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼的基礎(chǔ)上，理解編碼規(guī)則的意義以及編碼在生活中的作用，親歷編碼的創(chuàng)建過(guò)程，理解數(shù)據(jù)的內(nèi)在聯(lián)系，感受數(shù)據(jù)長(zhǎng)度與信息量之間的關(guān)系。通過(guò)對(duì)本單元知識(shí)體系的整體建構(gòu)，激發(fā)學(xué)生對(duì)編碼相關(guān)內(nèi)容的探究興趣，提高學(xué)生問(wèn)題解決能力、合作學(xué)習(xí)能力、自主學(xué)習(xí)能力及高階思維遷移能力。

（一）構(gòu)建單元知識(shí)體系

大單元教學(xué)設(shè)計(jì)的宗旨，是培養(yǎng)學(xué)生借助具有深度和廣度的知識(shí)體系解決實(shí)際問(wèn)題的能力。將一些相關(guān)聯(lián)的零碎知識(shí)重新組合在一起，遵循由單一到全面的進(jìn)階模式進(jìn)行知識(shí)架構(gòu)，合理利用知識(shí)建立解決復(fù)雜問(wèn)題的邏輯思維模式，有效引導(dǎo)學(xué)生在概念理解過(guò)程中逐步形成問(wèn)題解決能力。

設(shè)計(jì)“數(shù)據(jù)編碼規(guī)則”大單元教學(xué)活動(dòng)時(shí)，筆者將本單元設(shè)計(jì)為“認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼的規(guī)則”“為物品設(shè)計(jì)編碼方案”“用條形碼、二維碼管理物品”3 課時(shí)學(xué)習(xí)內(nèi)容，形成知識(shí)體系，每課時(shí)又規(guī)劃了詳細(xì)的知識(shí)內(nèi)容。該學(xué)習(xí)內(nèi)容對(duì)應(yīng)課標(biāo)中“理解數(shù)據(jù)編碼是保持信息社會(huì)組織與秩序的科學(xué)基礎(chǔ)；知道如何使用編碼建立數(shù)據(jù)間的內(nèi)在聯(lián)系，以便計(jì)算機(jī)識(shí)別和管理；了解編碼長(zhǎng)度與所包含信息量之間的關(guān)系，了解數(shù)字化表示信息的優(yōu)勢(shì)”等內(nèi)容要求，構(gòu)建符合學(xué)生實(shí)際發(fā)展需求的內(nèi)容，以提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，也為后面學(xué)習(xí)編碼的校驗(yàn)、編碼和解碼辦法等內(nèi)容打下基礎(chǔ)。

（二）明確單元學(xué)習(xí)目標(biāo)

基于對(duì)核心素養(yǎng)培養(yǎng)和知識(shí)體系的建構(gòu)以及對(duì)學(xué)情的分析，筆者將本單元學(xué)習(xí)目標(biāo)確定如下：

1.理解編碼規(guī)則的意義，知道編碼是有組織、有秩序的基礎(chǔ)。

2.親歷編碼的創(chuàng)作過(guò)程，理解數(shù)據(jù)間的內(nèi)在聯(lián)系，感受數(shù)據(jù)長(zhǎng)度與信息量之間的關(guān)系。

3.通過(guò)主題活動(dòng)制作條形碼和二維碼，理解編碼對(duì)計(jì)算機(jī)識(shí)別和管理的意義。

4.通過(guò)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析、推理、關(guān)聯(lián)、綜合的實(shí)踐，逐步提升解決問(wèn)題的能力和高階思維遷移能力。

（三）確定單元活動(dòng)主題

課標(biāo)指出，“創(chuàng)新教學(xué)方式，以真實(shí)問(wèn)題或項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷原理運(yùn)用過(guò)程、計(jì)算思維過(guò)程和數(shù)字化工具應(yīng)用過(guò)程，構(gòu)建知識(shí)，提升問(wèn)題解決能力。”在學(xué)習(xí)活動(dòng)中，教師應(yīng)注重創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，引入多元化數(shù)字資源，以學(xué)科知識(shí)為主要學(xué)習(xí)內(nèi)容，將主題活動(dòng)與學(xué)生身邊的真實(shí)性問(wèn)題結(jié)合起來(lái)，借助主題探究活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生思考關(guān)鍵問(wèn)題并深入理解相關(guān)知識(shí)、掌握技能，讓學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中形成解決問(wèn)題的思維和方法，提升知識(shí)遷移能力，有效培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。在該模塊的設(shè)計(jì)中，為了能讓學(xué)生理解編碼相關(guān)知識(shí)，筆者打破以往“數(shù)據(jù)編碼”部分的知識(shí)內(nèi)容，將學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行二次重組，以“物品管理靠編碼”為主題開展活動(dòng)，從“物品也有身份證”“物品編碼我設(shè)計(jì)”“編碼讓生活更便捷”等活動(dòng)入手，體驗(yàn)物品通過(guò)編碼管理給人們帶來(lái)的便捷。

（四）單元活動(dòng)規(guī)劃

為了確保知識(shí)的結(jié)構(gòu)化和主題探究的連貫性，確定主題后，我們將主題融入學(xué)生身邊的真實(shí)情境，根據(jù)知識(shí)結(jié)構(gòu)層次按課時(shí)進(jìn)行劃分，并為大單元的每一課時(shí)設(shè)置活動(dòng)情境，將課堂學(xué)習(xí)和實(shí)踐問(wèn)題相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生探究欲望，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，設(shè)計(jì)內(nèi)容如下。

第1課時(shí)，在“物品也有身份證”主題活動(dòng)中，筆者以學(xué)生耳熟能詳?shù)能嚺茷槔私廛嚺凭幋a的規(guī)則，并引導(dǎo)學(xué)生交流身邊其他物品的編碼規(guī)則及作用，從而深入了解編碼的作用。

第2課時(shí)，在學(xué)生理解編碼規(guī)則的重要性后，筆者引導(dǎo)學(xué)生為班內(nèi)的桌椅設(shè)計(jì)一套編碼，以此來(lái)保護(hù)自己的課桌椅。學(xué)生通過(guò)小組內(nèi)的交流研討，確定桌椅編碼方案，并列出長(zhǎng)度不同的多個(gè)編碼方案進(jìn)行比較，由此得出編碼長(zhǎng)度與信息量間的關(guān)系。然后，筆者引導(dǎo)學(xué)生梳理編碼的設(shè)計(jì)思路，并遷移到生活中，為家里的玩具和圖書等物品設(shè)計(jì)編碼。

第3 課時(shí)，筆者以超市琳瑯滿目的商品上的條形碼為主線，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)條形碼和二維碼及其作用，并通過(guò)為桌椅創(chuàng)建條形碼和二維碼的活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生了解條形碼和二維碼的制作過(guò)程。隨后，以超市收銀工作為例，讓學(xué)生了解條形碼的數(shù)據(jù)采集與識(shí)別的整個(gè)過(guò)程，體現(xiàn)計(jì)算機(jī)管理物品的便捷性。

“物品管理靠編碼”主題下的3個(gè)課時(shí)情境，始終圍繞“編碼管理物品”的活動(dòng)開展，呈現(xiàn)了活動(dòng)主題的統(tǒng)一性和連貫性。從身邊的真實(shí)問(wèn)題入手，以PBL模式開展整體單元教學(xué)，教師應(yīng)多關(guān)注學(xué)生對(duì)問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)和探究過(guò)程、解決問(wèn)題思路的高階遷移過(guò)程。

三、關(guān)注學(xué)習(xí)過(guò)程，細(xì)化評(píng)價(jià)方案

在大單元教學(xué)活動(dòng)中，教師要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，關(guān)注探究活動(dòng)中的過(guò)程性評(píng)價(jià)，秉承“以評(píng)促學(xué)”的學(xué)習(xí)理念，以學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，依據(jù)主題活動(dòng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)，設(shè)計(jì)以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究能力、問(wèn)題解決能力、創(chuàng)新和思維遷移能力為目標(biāo)的多維度評(píng)價(jià)機(jī)制。通過(guò)實(shí)施多元評(píng)價(jià)方式，教師及時(shí)了解學(xué)生知識(shí)和技能的掌握情況，并對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程持續(xù)進(jìn)行反饋。為了確保教學(xué)效果評(píng)價(jià)的有效性和深度，筆者采用UMU在線平臺(tái)評(píng)價(jià)工具與評(píng)價(jià)策略的有機(jī)結(jié)合，將評(píng)價(jià)觀察融入整個(gè)主題活動(dòng)。

在主題活動(dòng)中，筆者以小組的方式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)情況、問(wèn)題解決情況、作品創(chuàng)作情況實(shí)施自評(píng)、互評(píng)、教師評(píng)價(jià)等評(píng)價(jià)方式，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新思維模式和個(gè)性化創(chuàng)作思路，挖掘?qū)W生潛在的特長(zhǎng)和優(yōu)勢(shì)，提升學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)和技能。

基于PBL 模式下信息科技大單元教學(xué)活動(dòng)，從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，將學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)、有序的探究活動(dòng)隱藏在主題活動(dòng)中，將“知識(shí)倉(cāng)庫(kù)”轉(zhuǎn)為“學(xué)習(xí)資源”，通過(guò)情境中的問(wèn)題入手，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題解決能力和高階思維遷移能力，進(jìn)而提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。