小學信息科技教學中的項目化任務探究

胡婷婷(江蘇省南京市上元小學 21110)

2022年4月,教育部頒布了新的義務教育課程方案和課程標準,新獨立設置了信息科技與勞動課程兩個科目。信息科技設置為義務教育階段獨立課程,確定《義務教育信息科技課程標準(2022年版)》于2022年秋季學期正式開始執行。其對課程性質、目標和任務進行了重新定位:信息科技是現代科學技術領域的一個重要分支,主要研究以數字形式表達的信息及其應用中的科學原理、思維方法、處理過程和工程實現。義務教育信息科技課程具有基礎性、實踐性和綜合性,為高中階段信息技術課程的學習奠定基礎,旨在培養學生科學精神和科技倫理,提升自主可控意識,培育社會主義核心價值觀,提升國民數字素養與技能。

一、 小學信息科技教學的新視角

《義務教育信息科技課程標準(2022 年版)》將原有的綜合實踐課程體系做了調整,將信息科技這門課程從綜合實踐課程中獨立了出來。面對這一新變化,信息科技教師需要與時俱進,積極探索信息科技教學的新視角。

1.大數據人工智能發展將逐步改變教學的呈現方式

傳統的信息科技教學的教學呈現方式正在被逐漸取代,3D、5D、VR 等虛擬信息技術下的全智慧課堂代替了只用PPT 和純說教的課堂,機器人、人工智能等內容的教學將圍繞信息科技呈現更加多元化和更加靈動的人機交互型課堂。教師不但要掌握現代信息科技在信息科技課堂教學中的有機應用,更要以核心素養為導向來設計出符合小學生數字化素養培育的多極化的創新課堂,這個主要取決于課堂教學呈現方式的轉變。

2.智能數字化資源將豐富常規的信息科技課堂內容

傳統的信息科技教學的載體主要靠教學光盤、教材和一些簡單的信息技術軟件的支持。從2005年“互聯網+”的概念被提出后,網絡信息技術資源平臺,專業化的與教材同步的信息資源網站和平臺逐步涌現。然而,智能化數字資源的取舍非常重要,教師不可在具體教學中出現“亂花漸欲迷人眼”的迷境,而是要做到“萬花叢中一點紅”,在豐富的信息化資源中博采眾長,提煉出更加符合課程性質和學生需求的信息科技的教學內容?？梢?當下的小學信息科技教學需要教師從智能化數字資源中做科學編排和精細化甄選,優化課堂教學,這是對教師專業化能力的新要求,也是對信息科技課堂教學的優化設計能力的體現。

3.信息化思維的活躍將改變信息科技課堂的模式

信息科技教學不僅僅是簡單地對各類信息知識進行論述和呈現,而是需要按照新課標的要求來銜接一個單元的知識模塊,搜集富有針對性的知識點,然后基于信息化思維來將這些信息模塊知識銜接起來。從某種程度上說,在信息科技教學中要激發學生用信息思維來思考問題的能力,并可以在課堂人機交互中展示出個性化信息感悟力,這就需要教師在課堂教學中緊扣“信息思維”來設問,搭建信息能力躍進的階梯,引導學生從認識信息科技的基礎知識,再到進階的應用,最后到高階的信息科技技能的輸出。這是一個循序漸進的過程,需要借助學生的信息科技思維來完成多個項目的任務后才能達成學習目的。因此,轉變傳統信息科技課堂中單一化的信息互動教學,轉向更為貼近現實生活的教學模式,將知識與案例融合在一起設計出個性化的項目任務,學生再圍繞項目任務進行互動學習,直到完成特定的項目任務,這是當前信息科技教師需要做的最大轉變。

二、 小學信息科技教學中的項目化任務探究

1.小學信息科技項目化教學模式構建

結合學術前沿和當前最新的有關項目教學的實踐研究可以發現,項目化教學在培養學生的自主思考能力、動手實踐能力以及項目化成果凝練的綜合能力上優勢非常明顯。

目前,有關項目化學習的理論比較多,無論是項目化學習還是項目化教學,焦點都是“從做中學和在學中做”,是以學生為中心的一種先探究后教學的教學實踐理念。項目化教學起源于杜威的“建構主義”理論,關注的核心是“集成化的一系列學習模塊任務的科學組合”。教師確定課堂學習的主題和模塊知識,圍繞學習議題設計出小組任務。學生先探究小組任務,在學習中去自主分析和發現問題,學習完成后以小組為單位來匯報他們的學習情況。教師根據反饋再進行支架和引導,直到學生可以生發出比較好的學習結果,這個項目也算順利終結了。

從圖1中可以看到,項目化教學是以學生的自主學習、知識建構和學生中心來設計課堂教學的,圍繞項目化教學會有特定的項目化學習。通過問題導向、技術支撐、認知合作、過程探究和多元評價,就可以讓學生自主探索一個相對完整地處在真實情境下的學習過程,不但有利于思維培養,而且有利于學生的自主學習能力的培養。

基于一個完整的項目化教學的學習時間框架圖,可以構建出項目化的五大教學過程,具體見圖2。

圖2 信息科技項目化教學的一般性過程

2.小學信息科技項目化教學課堂案例呈現

下面將以項目化教學的真實案例來探索如何將機器人的知識和有關信息科技技能滲透給小學生,具體設計如下案例所示:

一是明確機器人教學的項目任務。以江蘇鳳凰科學出版社的六年級《信息科技》教材的教學為例。教師如果要引導學生學習項目2——機器人的傳感器的項目化教學,首先要確定本節課的學習任務,然后讓學生圍繞學習任務去探討。具體設計如下案例:

案例1:

教師:孩子們好,現在老師在機器人軟件平臺給大家展示一個完整的機器人(掃地機器人和銀行服務機器人),并且給大家呈現一個掃地機器人工作的原理,大家認真觀看并觀察,然后四人一組,集合小組力量來談談“決定機器人工作的核心元件是什么? 例如,機器是如何在地面上沿著某個方向來工作的? 而且機器人如何知道哪里有垃圾?”這是任務1。任務2是在探明決定掃地機器人工作原理的基礎上認真探索機器人是如何利用這些原件來工作的,并查閱網絡資料發現常見的幾種機器人原件有哪些。明確學習任務以后,鑒于學生對機器人的基礎知識已經有了一定的了解,他們可以和小組成員之間進行探討和分析。

二是制訂學習機器人傳感器的學習計劃。本部分是體現項目化教學的關鍵階段,在這個階段學生需要在明確學習任務的基礎上按照教師設計的學習計劃來安排以小組為單位的個性化學習活動。教師可設計如下學習計劃。

案例2:

第一,明確機器人核心元件——傳感器的概念、基本的用途、常見的機器人的傳感器的種類和他們在運行中的基本原理,這是所有小組需要利用教材介紹和自己登錄機器人軟件平臺來做自主探究學習;第二,教師要發放給各個小組一個學習量表,量表中需要將他們學習探究傳感器定義、用途、分類和工作原理的過程性資料記錄下來;第三,各個小組需要在完成任務之后選擇一個代表來匯報自己小組的學習成果,然后教師需要對他們的學習成果做評價,而各個小組之間也需要針對各自表現來給出具體的學習等級的評定,個人繼續對自己的學習表現進行評價;第四,學生需要在限定的時間內完成本章節知識學習的機器人傳感器的相關檢測題,檢測時間12分鐘,檢測完以后上交微課堂習題庫,教師利用批閱功能來現場批閱,可以自動出分數(都是選擇題);第五,對傳感器學習的內容學以致用,每個小組可以得到一個機器人的傳感器,圍繞機器人軟件平臺的機器人工作原理,在實驗探究中內化機器人傳感器運作的基本原理。教師從所有小組中選取一個小組代表來展示他們的學習成果。

三是實施機器人傳感器學習的計劃。本部分主要是教師要做好科學分組,并給每個小組下發明確的學習任務單,然后讓學生圍繞具體的小組學習任務單來完成這節課的學習任務,具體的學習任務單見表1。

表1 機器人傳感器項目化學習計劃任務單

這個任務單可以引導各個小組去自行完成小組學習任務,小組長負責在組內分配具體的學習任務,然后在限定的時間內完成組內的學習任務,最后小組長填寫任務完成情況。

四是機器人傳感器項目化學習成果檢查評估。本部分屬于項目化教學的多元評價階段,其評估主要分為小組現場匯報評估和學習過程抽樣評估外加最后的學習成果收集評估,具體操作如案例3所示。

案例3:

以小組為單位,由小組長匯報自己小組的學習情況:

光明組:報告老師,我們小組四人,一人負責教材中的有關傳感器的概念的梳理和總結,一人負責閱讀教材和查閱機器人平臺學習資源庫的資料來確定常見的機器人傳感器的分類(灰度傳感器,紅外傳感器和觸碰傳感器);我們小組對掃地機器人傳感器工作原理進行了實驗平臺的實驗模擬視頻觀看,并總結了機器人傳感器工作的原理:傳感器是機器人的器官,和人類的器官類似,它通過感受外界溫度、物體(障礙物)、地形等,并對這些信息作出一定的回應。掃地機器人就是這樣來工作的。

科技組:我們也是分配學習任務,先了解了機器人傳感器的基本概念,之后又學了常見幾種機器人傳感器的類型。在探索了教材的圖畫和案例后,在教師的引導下我們進入學生機器人平臺,嘗試著設置參數,編寫簡單的程序,我們根據視頻講解和引導下載設置好的程序到機器人的主板芯片,啟動機器人,結果發現一些動作和我們預期的想法有差異。

教師:大家表現得不錯。通過大家的匯報,我們可以看到大家對于機器人傳感器的認知很到位。雖然你們對機器人傳感器工作原理有了基本的認識,但是還不夠熟練,接下來由老師給大家演示一遍如何設置簡單的參數,進而編寫機器人語言程序,再將程序下載后植入機器人的芯片,讓其運動。

教師按照發現問題、分析問題和解決問題的思路繪制了一個機器人傳感器工作的原理圖,展示到電子白板,然后從參數設置到編程完成再到植入程序激活機器人,讓孩子們直觀地感受了機器人傳感器的神奇作用。

五是機器人傳感器項目化教學歸檔或應用。在完成前面的四個階段的教學探究的基礎上,教師可以在這一部分的教學中利用課堂的教學圖片采集,收集學生小組活動的過程性學習材料和課堂學習活動與匯報的情況。收集好以后,經過教師打分、總評和最后的反饋結果后,將機器人傳感器學習的任務落實、過程探究和成果匯報的優缺點整理歸檔,作為學校的個性化學習案例資源庫的資源。這一部分的內容可以作為項目化教學的一個亮點來推廣,因為它對于信息科技教師開展教研和教學反思而言是最寶貴的資料。

三、 結語

當下的小學信息科技課程的教學不僅僅要關注學生的信息化意識的培養,還要關注學生的信息化思維和信息創新能力的培養。作為信息科技教師,要積極研究新課標,密切關注最新的科技前沿動態,進一步優化教學模式,將信息科技教學的項目化任務的設計、引導與評價落到實處。