中圖分類號(hào):G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A論文編號(hào):1674—2117(2025)13—0063-03
《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》(以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”)提出“科”與“技”并重,同時(shí)倡導(dǎo)真實(shí)性學(xué)習(xí),鼓勵(lì)學(xué)生“做中學(xué)”。但在信息科技概念教學(xué)中,教師在將上述要求融會(huì)貫通的同時(shí),還面臨三重挑戰(zhàn),即如何找到學(xué)生學(xué)習(xí)概念的生長(zhǎng)點(diǎn)、如何在課堂中更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、如何引導(dǎo)學(xué)生深入理解技術(shù)背后的原理。因此,筆者聚焦上述問(wèn)題,系統(tǒng)探究信息科技概念教學(xué)的實(shí)施路徑與解決策略。
“觀”以剖析
1.注重原理表層,忽視基本概念理解
筆者曾在某節(jié)公開課后對(duì)學(xué)生進(jìn)行采訪,學(xué)生能夠描述課堂教學(xué)中所教授的語(yǔ)音識(shí)別的整個(gè)過(guò)程,但對(duì)每一步驟的意義與作用并不了解。學(xué)生僅僅記住了一個(gè)個(gè)新名詞,卻沒(méi)有理解各個(gè)概念之間的關(guān)系,以及每個(gè)步驟在整個(gè)問(wèn)題解決中所承擔(dān)的價(jià)值與意義,更難以用自己的語(yǔ)言去輸出理解。
2.缺失趣味性,難以讓學(xué)生怦然心動(dòng)
當(dāng)前的課堂教學(xué)缺乏生動(dòng)的案例與引人人勝的描述,難以讓學(xué)生產(chǎn)生共鳴與深入探索的興趣,進(jìn)而阻礙學(xué)生進(jìn)一步理解概念,以及與原有概念進(jìn)行聯(lián)結(jié)。
3.教師關(guān)注進(jìn)度,導(dǎo)致個(gè)體 理解缺失
在實(shí)際的課堂教學(xué)中,教師往往根據(jù)部分學(xué)生的課堂回應(yīng)推進(jìn)課堂進(jìn)度,未關(guān)注到個(gè)別沒(méi)有跟上的學(xué)生,導(dǎo)致這些學(xué)生在此環(huán)節(jié)脫節(jié)而造成理解的缺失。
“思”以尋跡
古人云:欲知人者,先知己。剖析自身學(xué)習(xí)某知識(shí)點(diǎn)的過(guò)程,方能以微知著,找到降維通途。針對(duì)概念的理解,筆者認(rèn)為應(yīng)遵循思考的邏輯進(jìn)行層層剖析,具體如下頁(yè)圖1所示。
① 情境。教師應(yīng)將概念蘊(yùn)含在情境中,讓學(xué)生在情境中面向真實(shí)問(wèn)題的解決,進(jìn)而引出概念。
② 原有認(rèn)知。教師在授課時(shí)應(yīng)扎根于學(xué)生思維與概念的生長(zhǎng)點(diǎn),讓他們找到概念之間的聯(lián)系,并生成一定的學(xué)科思維模型。
③ 基本原理。在教學(xué)中很多看起來(lái)毫不相關(guān)的問(wèn)題其內(nèi)含的學(xué)科基本邏輯是相同的,如菜園中的自動(dòng)澆花系統(tǒng)與家庭中的照明系統(tǒng),它們都有感應(yīng)、執(zhí)行模塊,傳導(dǎo)的數(shù)據(jù)都經(jīng)過(guò)MQTT協(xié)議實(shí)現(xiàn)控制。因此,在教學(xué)中教師應(yīng)通過(guò)正確的引導(dǎo),讓學(xué)生形成抽象與具象的能力,從而更好地理解基本原理。
④ 學(xué)科觀念。在運(yùn)用信息科技手段解決問(wèn)題時(shí),往往要找到其痛點(diǎn),并不斷優(yōu)化與迭代。因此,在教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)據(jù)的眼光看待問(wèn)題,用信息的視角感知世界,用創(chuàng)新的方式解決痛點(diǎn)問(wèn)題,逐步形成學(xué)科觀念。
“法”以破局
1.在盲點(diǎn)中理解原理
概念不是孤立存在的,概念之間是相互聯(lián)結(jié)的。學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生而言就是將未知變成已知的過(guò)程,但在從未知到已知的途中,教師應(yīng)緊緊抓住“學(xué)生熟悉但不清楚的點(diǎn)”開展教學(xué),讓學(xué)生連接已知,破解盲點(diǎn),加載新知。
展下列實(shí)驗(yàn):將路由器替換成交換機(jī)是否還能上網(wǎng)?再通過(guò)Tracert命令查看路由的躍遷,理解路由器的作用。通過(guò)對(duì)接真實(shí)生活場(chǎng)景,讓學(xué)生了解設(shè)備存在的作用與必要性,解除盲點(diǎn),將未知變成新的已知,為后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等概念的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
案例二:探究云端文件存儲(chǔ)形式。
云存儲(chǔ)有一個(gè)非常有特色的功能——秒傳。學(xué)生的原有認(rèn)知是所有的文件均會(huì)被保存在服務(wù)器的硬盤中。教師提問(wèn):“老師搭建的網(wǎng)盤總?cè)萘渴?0G,如果每位同學(xué)將1.2G大小的文件進(jìn)行上傳,服務(wù)器中還存得下嗎?讓我們一起設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證(如圖2)。\"實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)能存下來(lái),而且是秒存。教師再提問(wèn):“當(dāng)有一個(gè)人存儲(chǔ)文件之后,第二個(gè)人去存儲(chǔ)一樣的文件時(shí),還會(huì)
本節(jié)課主要涉及網(wǎng)絡(luò)連接方式與常用連接設(shè)備。在本課中,學(xué)生的盲點(diǎn)為:難以辨別路由器與交換機(jī)。因此教師設(shè)計(jì)如下環(huán)節(jié)——教師拿著帶有天線的路由器提問(wèn)“是不是路由器都帶有天線”(部分學(xué)生回答“是”),并展示工業(yè)級(jí)路由器。接著,展示交換機(jī)的圖片并追問(wèn):“這兩者從外觀上難以區(qū)別,究竟哪個(gè)是路由器?哪個(gè)是交換機(jī)?”(學(xué)生難以回答)于是,引導(dǎo)學(xué)生開再存一遍嗎?它會(huì)以怎樣的方式保存?”學(xué)生回答:“我覺得它可能只存了一遍,做了個(gè)標(biāo)記?!苯又?,教師通過(guò)動(dòng)畫進(jìn)行展示,讓學(xué)生總結(jié)歸納秒傳的原理。學(xué)生通過(guò)一次次的實(shí)驗(yàn),不僅感受到技術(shù)創(chuàng)新帶來(lái)的實(shí)用價(jià)值,也體會(huì)到數(shù)據(jù)、算法等精妙協(xié)同、精巧設(shè)計(jì)的魅力。
2.在趣點(diǎn)中觸及原理
案例一:辨別交換機(jī)與路由器。
在課堂教學(xué)中。教師不僅要將真實(shí)情境融入課堂,而且要挖掘出情境中的趣點(diǎn),以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)情境中的趣點(diǎn),帶領(lǐng)學(xué)生將抽象的原理具體化,使原理概念更容易被理解和接納,同時(shí)提升學(xué)習(xí)效率,培養(yǎng)學(xué)生的觀察力和解決問(wèn)題的能力。
案例三:網(wǎng)頁(yè)的化靜為動(dòng)。
學(xué)生第一次真正接觸網(wǎng)頁(yè)中的HTML標(biāo)簽,如果直接把現(xiàn)存的網(wǎng)頁(yè)發(fā)給學(xué)生,必將困難重重。于
是,筆者從小點(diǎn)切入,為學(xué)生提供一個(gè)介紹古詩(shī)詞的網(wǎng)頁(yè),讓學(xué)生在了解文本標(biāo)簽后,通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究圖像標(biāo)簽的相關(guān)作用,并提示:“如果想更改網(wǎng)頁(yè)中的圖像,讓蜻蜓能動(dòng)起來(lái),只需要修改一個(gè)地方,就能實(shí)現(xiàn)。”接著,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(如圖3),觀察頁(yè)面中圖像的具體變化,理解圖像標(biāo)簽內(nèi)隱的含義,并由小及大推演至超級(jí)鏈接等標(biāo)簽的理解與使用。當(dāng)然,實(shí)驗(yàn)不只有驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),也可由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并加以驗(yàn)證。
3.在隱點(diǎn)中揭示原理
圖像識(shí)別是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程教師將真實(shí)的識(shí)別過(guò)程呈現(xiàn)在學(xué)生面前,展現(xiàn)其層層轉(zhuǎn)化過(guò)程。筆者拿出從田間挖出的薺菜,并提供自制軟件讓學(xué)生體驗(yàn),幫助學(xué)生理解圖像識(shí)別(如圖4)中的數(shù)字化、特征提取等過(guò)程。
會(huì)得到怎樣的特征呢?”通過(guò)動(dòng)畫的展示,讓學(xué)生觀察卷積核運(yùn)算出多個(gè)薺菜特征的具體圖像,并將特征提取的動(dòng)作放慢,使其感受卷積運(yùn)算的魅力。
技術(shù)解決一般問(wèn)題的計(jì)算過(guò)程通常是高效的,而教學(xué)則需要揭示內(nèi)核,所以,教學(xué)必須放慢節(jié)奏,拆解這些“隱點(diǎn)”。通過(guò)逐步展示每個(gè)環(huán)節(jié)的輸出,使學(xué)生直觀感知原理間的關(guān)聯(lián);只有呈現(xiàn)數(shù)據(jù)流向與轉(zhuǎn)化、算法設(shè)計(jì)的精妙之處以及系統(tǒng)各模塊的協(xié)作機(jī)制,才能真正幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系,形成學(xué)科思維框架。
在學(xué)生了解識(shí)別薺菜的過(guò)程后,教師繼續(xù)提問(wèn):“薺菜的特征究竟是怎么提取出來(lái)的?特征提取的過(guò)程究竟是怎樣的?”同時(shí),展示兩個(gè)矩陣,告知學(xué)生只要將兩個(gè)矩陣相乘,就能得到薺菜的特征。(學(xué)生則手動(dòng)計(jì)算)教師接著提問(wèn):“如果將所有格子運(yùn)算完畢,再將顏色與灰度值相對(duì)應(yīng),你發(fā)現(xiàn)了什么?”這時(shí)學(xué)生恍然大悟——原來(lái)小小的一個(gè)卷積核相乘就能得出薺菜的特征。教師繼續(xù)引導(dǎo):“如果選擇另一種矩陣來(lái)進(jìn)行運(yùn)算,又案例四:識(shí)別田野的薺菜。
在新課標(biāo)的引領(lǐng)下,教師要基于信息科技的學(xué)科特質(zhì),設(shè)計(jì)合理的提問(wèn)引導(dǎo)學(xué)生理解技術(shù)背后的思想;帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)妙趣橫生的課堂,在解決真實(shí)問(wèn)題的同時(shí)找到“趣點(diǎn)”驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí);采取降維的方式,由現(xiàn)象到實(shí)質(zhì),再由數(shù)據(jù)與算法的技術(shù)原理理解到宏觀的學(xué)科觀念,讓學(xué)習(xí)在學(xué)生腦海中真正發(fā)生,培育學(xué)生的核心素養(yǎng)。
參考文獻(xiàn):
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