从课标走向课堂:在循环迭代中优化信息科技教学

2023-07-04 08:35:22朱彩兰王蕾
中国信息技术教育 2023年12期
关键词:学科素养过程

朱彩兰 王蕾

基于新课标的教学疑问

王蕾:随着《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》(以下简称“课标”)的正式颁布,课程名称从“信息技术”改为“信息科技”,教学目标、内容形态、教学过程等都发生了较大的变化。课标强调,关注真实性学习,强调从项目活动出发,构架具有系统特征的课堂结构。这些新的变化对教师的课堂教学提出了较大的挑战:如何面对信息技术向信息科技过渡过程中技能层面的要求?如何解决试验性过程在教学过程中的时间占比问题?如何进行项目的推进或主题教学的演进?如何在作业呈现形态上给予学生更多的个性化展示空间?这些问题均引起了一线教师的关注。针对老师们的这些困惑,朱教授您能从课标出发为老师们释义吗?

朱彩兰:你提到问题中有两个问题是相关的,一个是如何面对信息技术向信息科技过渡过程中技能层面的要求,另一个是如何解决试验性过程在教学过程中的时间占比问题,这两个问题本质上是相似的,都需要准确认识课程标准的变化,即“科”与“技”并重。课程名称从信息技术改为信息科技,且相应地遴选了科学原理和实践应用并重的课程内容,旗帜鲜明地突出了对科学原理的强调,凸显向着上游学科即计算机科学的靠拢,所以教学应在原来重视技术、重视操作的基础上,增加对科学原理的关注与强调,体现“科”与“技”并重的理念,但在占比上,未必平分,需要看具体内容。

另外,课标在理念上强调真实性,实际上这是呼应课程方案的整体倡导。关注真实性,关注真实问题的解决,究其实质还是强调教学需要贴近现实社会生活,用生活世界的真实问题、真实项目、真实主题,带动学生的知识学习,从一个具体问题到一类抽象问题,引导学生掌握具有普适性的思想与方法,从而提升核心素养。在对真实性的理解上,可以借鉴夏雪梅老师的观点,一方面是所学知识和能力真实,可以在人类世界中真实使用,帮助学生了解知识和世界的联系,另一方面是运用的思维方式的真实,即解决问题思路在现实生活中可以迁移。

王蕾:课标中纲领性的要求给课堂教学提供了明确的指向,从课标走向落地教学,从纲领性文件走向实际课堂,会出现一些新的情况。例如,在部分教师的前瞻性研究课中,出现了诸如信息学科数学化、认知内容泛化、去技能操作化等倾向,您对这些现象有什么看法?这些课程的形态是否符合信息科技教学的要求?

朱彩兰:信息学科数学化、去技能操作化,其本质相同,都是对“科”与“技”并重的理解不到位,某种程度上可以认为是由“唯技”一端走向“唯科”一端。并重,说明二者兼而有之,地位相同,在具体操作过程中如果不能准确把握并重的度,的确可能矫枉过正,过于强化科学原理的讲解,弱化甚至舍弃必要的技术。在不能准确理解课标精神,且尚未见到教材的情况下,教师在自行探索中出现一些方向性的问题,可以理解。实际上,仔细分析课标,如计算思维的内涵,会发现一些关键词,如验证、模拟、仿真,这些关键词很大程度上指向技术的作用,也暗含了技术的定位。

课标的真正落实,有赖于在教学研究基础上持续改进教学实践,需要构建“设计—实践—反思—改进”的持续循环教学研究结构,在循环迭代中不断优化信息科技教学,提升学生核心素养。

王蕾:课标强调学生的生存性问题、真实性情境,以及有效的课堂架构问题链。这些对于学科教学来说,也都是新的议题和挑战。在已经进行的教学探索中,一线教师在努力分析课标内容,对已有的教学现状进行优化,如之前提到的信息學科数学化,已经结合了算法的内容进行了更正,通过信息化赋能的方式解析算法的过程,有效地改良了课堂教学的结构。您觉得这样的思路是否可行?

朱彩兰:“过程”一词非常好。在2003年版的课程标准中,内容标准开始使用过程性的陈述方式,强调经历什么过程,收获了什么,这种过程性的陈述方式对教学实践具有直接的引导作用,并且沿用至今,如课标中的“针对生活中的具体需求,采用合适方式开展在线搜索,获取有用信息和资源,知道信息的常见来源及存在的重要性”,看描述,不难发现教学展开过程的设计思路。

另外,理念部分对过程也有强调,如在真实性学习部分提到“以真实问题或项目驱动,引导学生经历原理运用过程、计算思维过程和数字化工具应用过程,建构知识,提升问题解决能力”,描述中多处提到过程,说明对过程的重视,也说明过程的多样性,对教学具有直接的引领作用。

在“科”与“技”并重部分也有体现:“从信息科技实践应用出发,注重帮助学生理解基本概念和基本原理……”理解概念和原理是建立在应用的基础上的,即建立在对应用过程体验的基础上,而不是教师直接讲授。教学建议中明确提出,注重以科学原理指导实践应用,探索“场景分析—原理认知一应用迁移”的教学,这实际上是给出了一种基于过程的教学模式。

由此看来过程的重要性不言而喻,认识到这一点,教师就会充分重视学生的学习过程,根据学生的基础情况、经验情况,结合内容的具体特征,让学生经历应用过程、问题解决过程,在过程中建构知识,培养问题解决能力,提升学科核心素养。这样的课堂,才可能尊重学生的认知规律,也才可能有效。

构建高效信息课堂

王蕾:信息科技课比较关注目标的达成率、个性化作业的构架情况,以及师生间的有效互动。据此,教师在设置教学目标时,会厘清其中的主要任务或明显的项目主线,将学生喜闻乐见的内容显性化,从学生已有的课堂教学经验和生活实际出发设计学生可能喜欢、容易理解的内容来丰富教学形态。

例如,三年级设有“在线学习与生活”模块,教师针对当代学生数字原住民的特征,设置了“我是网络小主播”“我是校园信息小达人”等具有时代特征的主题,深受学生的欢迎。在实际教学场景中,引导学生感悟数字化设备使用中应具备的信息素养和道德要求。对于这样的课堂形态,您觉得是否合适?是否可以列为高效课堂的形态呢?

朱彩兰:简单归纳一下上述的做法,从分析教学目标出发,根据教学内容选择贴近学生经验的主题或项目,让学生在完成主题或项目的应用场景中感悟,提升认识。这是值得提倡的操作模式。

结合刚才提到的实例分析,小学生作为数字原住民具有一定的在线应用体验,但对如何利用技术工具改变生活与社会交往的方式还缺乏深入的认识,也无法正确面对在线社会的伦理冲击、社会行为、隐私安全等问题。从教学目标及学生的基础来看,“我是网络小主播”及“我是校园信息小达人”的情境创设,贴近学生的学习经验或生活经验。教学设计中让学生在模拟的场景中使用数字化设备解决问题,从中感悟信息社会责任问题,有助于学生在亲身体验中升华认识,从而达成目标。

我们所说的高效课堂,不仅要关注效率,更要关注效果。从这一点上来理解,高效课堂要培养的是学生的高阶思维,追求的是深度学习而非浅层学习。对高阶思维的理解,主要强调发生在较高认知水平上的心智活动或较高层次的认知能力,可以认为是达到SOLO模型中的关联结构和抽象拓展结构,所以,关联思维可以看作是高阶思维的组成部分及核心内容。高阶思维的“高阶性”,就体现在学生可以借助归纳、演绎、分类、比较、抽象、类比、迁移、分析、综合等较高认知水平上的心智活动,实现不同学习内容之间的有序性关联、学习内容与真实世界的对应性关联、真实世界中不同事物或事件之间的效用性关联,从而实现有限认知与无限解决问题之间的逻辑关聯。

“我是网络小主播”及“我是校园信息小达人”等,每一个活动都有助于促进学生形成学习内容与真实世界的对应性关联,先后相继,实现不同学习内容之间的有序性关联,对两个活动的把握及迁移,则可以助力真实世界中不同事物或事件之间的效用性关联。

王蕾:那么,从信息技术过渡到信息科技,学科的技术线成为暗线,项目线成为明线。就评课议课的标准来说,怎样的项目线才符合高效课堂的要求呢?在课堂教学中,应该关注的重点是课堂结构本身还是学生的认知需求脉络呢?

朱彩兰:在现在的教学中经常是双线并用,明线是教学模式或方法的展开,如以项目、任务、活动、主题为线索,体现模式或方法本身的结构性,如项目可能包括项目情境、项目分析、项目实施、项目评价及交流。暗线是知识线,根据学生认知需求展开,符合学生的认知规律。虽然是两条线,但方法是为目标服务的,知识的顺序也是根据目标设计的,所以明线暗线两者必须一致。

例如,以前教学中经常采用基础任务、提高任务、拓展任务的设计,基础、提高、拓展看似是对任务的命名,实则指向对学生的引导,所以知识会有针对性的排布。从关联的角度分析,基础任务中的情境与教师提供的范例极为相似,运用新知即可完成,此时建立的是具体关联;提高任务中的情境与基础任务有差异,知识点也不同,但方法或规则一致,此任务在巩固具体关联的基础上,开始助力抽象关联的形成;拓展任务中的情境则从简单的学校情境向广泛的、复杂的生活情境延伸,继续促进抽象关联的实现。在整个过程中,通过不断抽象,实现具体关联到抽象关联的转变。我们从关联的视角分析,会发现在这一过程中,任务线索与知识线索、明线与暗线,是融合状态。双线合一是一种理想状态,也是应该追求的状态。

如果以项目为例,项目情境就是将学生带入具体的问题场景或应用场景,让学生置身具体的知识应用环境。项目分析就是了解具体的需求,实际上涉及对所需知识的分析、分解。项目实施过程便是学生通过自主、合作、探究获得新知的过程。评价及交流则是围绕学习过程、学习结果的检视展开。这样分析,还是双线合一。

所以,在具体教学中,要根据学生的认知发展需求,在内容顺序安排上体现认知从低级到高级的递升,据此思考可能的方法或模式,如此才能体现发展的要义。

大单元教学设计

王蕾:在近期的南京市信息科技教研活动中,以大单元教学设计为题,三位教师采用课标中的某一个学段内容,通过大单元的方式进行教学设计,形成了类似同课异构的大单元教学研讨活动,展现了丰富的大单元教学设计。作为一种新的尝试,大单元在多个学科中均有所涉及,那么从课堂教学本身出发,您觉得信息科技学科的大单元设计有哪些特征?研究方向应该如何架构?

朱彩兰:近几年,大单元设计的确较为常见。关于大单元有两点需要提醒。

第一点,需要明确为什么使用大单元设计。个人认为,它与对大概念的倡导紧密相关。高中信息技术课程标准中明确提出数据、算法、信息系统、信息社会四个大概念。义务教育阶段采用了课程逻辑主线的说法,其中包括数据、算法、网络、信息处理、信息安全、人工智能六大逻辑主线。采用课程逻辑主线,确保了课程的科学性与稳定性,为课程内容选择与组织提供了结构化支架。实际上大概念与课程逻辑主线本质相同,可以认为都是大概念。大概念不是一个孤立的概念,它具有层级结构,可以认为是概念树。

我记得南京某位教师的一节课就体现了数据这一大概念,教学分为四个环节,第一个环节是导入,提供国家卫健委网站关于小学生近视的统计数据,让学生了解近视现状。第二个环节是活动一“身边的近视数据”,调查班级近视数据,了解近视原因。第三个环节是活动二“用数据做判断”,为改善近视状况,建议参加户外活动,据此展开天气查询。第四个环节是活动三“用数据做选择”,出行前查询交通方式。

分析这节课对大概念的体现:卫健委网站查找近视数据、天气预报多方查证等引导学生理解数据来源的可靠性;在用问卷星现场调查班级近视数据后,统计并用表格、图表等呈现,体现数据的组织与呈现;从如何根据数据选择出行方式,拓展到护眼灯的选择、外卖的选择等,建议借助数据(销量、信誉、排名、评价等数据)综合判断,让学生体会数据对现代社会的重要意义。这节课鲜明地关注了数据这个大概念,但因为这节课只是尝试,所以更关注对数据涉及方面完整性的体现。而在常态教学中,一个大概念很难在一节课涉及所有方面,需要多节课支持,所以需要大单元设计。

第二点,需要准确认识大单元。过往的教学一直采用单元备课的方式,但以前的单元强调的是内容单元。崔允教授曾明确提出,现在的大单元教学中的单元是一种学习单位,一个单元就是一个微课程。课程的最小单位,是相对独立的结构化学习经验的表征,指向素养培养的基本单位。

归纳一下,大单元以素养为导向,大概念是貫穿单元设计步骤的灵魂,具体课时是对大单元的分解。在具体组成上,可以借鉴崔允教授提供的单元学历案,包括单元名称与课时、学习目标、评价任务、学习过程(含资源与建议)、作业与检测、学后反思六个要素,具体操作时可以进行适度微调。

王蕾:根据您的描述,我理解了大单元设计的特征及可能组成。我想,课堂教学中应对大单元进行局部解析,将其中的部分内容进行适合性的个性化的改造,以达到高效课堂的目的。所以,在课堂教学以及教研活动中,应该关注大单元主题设计的整体框架及上层设计,针对某一个具体的教学过程,需要将大单元落实在每一节课,甚至每一个知识点中,让课堂本身呈现出一个更加理想的结构化的状态,以达到高效的目标。

跨学科主题活动

朱彩兰:我认同你们的做法,大单元需要落实在每一节课、每一个知识点中。从大单元设计到一节课的设计,是从宏观到微观的过程,也是将素养逐步分解的过程,反之,从一节课到大单元,则是逐层支持的过程。在教学设计过程中,需要这种双向的观察与检查,如刚才提到崔允教授的单元学历案,可以在此基础上,继续细化课时学历案,单元与课时相互配合,完成指向素养培养的活动设计。

王蕾:课堂教学中还有一个问题教师普遍感到困惑,那就是多个学科中都有跨学科主题,而信息科技不同模块在跨学科方面各有侧重。例如,“过程与控制”模块的跨学科主题,要求学生能够结合广泛存在于日常生活的案例来理解系统实现过程控制的原理,这就要求在对案例进行具体分析时,需要借助不同学科的知识结合控制的过程和原理,利用计算机解决问题的手段,综合运用跨学科知识体系解决实际问题。我们知道“过程与控制”只是信息科技的一个模块,在其他模块中如何实现有效的跨学科主题呢?

朱彩兰:跨学科主题活动在课程标准中有专门的建议,细化可能涉及的学科。我也看到部分教师已经在尝试并有较为成功的探索。跨学科主题活动在实施中并无一定之规,关键还是认识层面。

课程评价及特色资源建设

首先,跨学科主题活动设置的原因是多方面的。例如,学生的学习多限于学科内,目的在于实现学科内的系统学习,但知识本身是不分学科的,而且,现实生活中的问题绝大多数都不是单一学科可以解决的,尤其是劣构问题。跨学科主题活动的设置就是为了实现超越学科的更大范围内的关联,知识不分学科的相互关联才是知识结构的本来面目。

其次,需要明确跨学科主题活动不同于综合实践活动,不等于多学科的简单相加,而是使各个学科的知识在学习过程中相互融合、相互支撑、相互促进。跨学科主题活动的主阵地是学科教学,学科教师是责任主体。这就需要教师在理解、把握学科内容的基础上,积极寻找学科融合点,基于融合点设计教学,带动学生综合利用多学科知识解决现实问题。这是跨学科主题活动的需要,也是真实性学习的需要,更是社会化的需要。

另外,现实教学中有教师尝试从跨学科大概念出发,寻找学科结合点,据此展开活动设计,这也是一种可行的尝试。

王蕾:信息科技课程强调以素质为导向的评价,坚持“以评促教”“以评促学”,体现“教—学—评”一致性。为了将此落实到教学中,作为一线信息科技教研员,我们提出,教师需要注重对学生在信息科技方面的正确价值观、必备品格和关键能力的考察。例如,有效落实课程标准的内容,要求教学中充分发挥数字化教学资源的优势,满足“场景分析—原理认知一应用迁移”等教学需要,结合信息科技课程特征,开发文本数据、图片、音频、视频、动画等多媒体类型的数字资源,支持信息科技教学环境的实验室,以此支持学生数字素养与技能的提升。您对信息科技课程的评价与资源建设,有什么建议呢?

朱彩兰:刚才的描述中涉及三个问题,第一个问题是面向核心素养的评价。前面我们提到高阶思维,核心素养的评价可以借鉴高阶思维的评价,如是否达到SOLO模型的关联结构或抽象拓展结构。

第二个问题是“教—学—评”一致性。这是本次课标的新变化,各学科都在执行。抛开课标层面的变化,仅就教学而言,实现“教—学—评”有多种可行的途径。

课程目标与内容的设定

其一,充分利用课前的诊断性评价,发现学生学习中可能存在的障碍点或困难点,在教学中通过针对性的活动设计逐一解决,实现“教—学—评”一致。

其二,通过评价前置,实现以评促学的效果。为此需要充分认识评价的多重价值,评价具有三重价值,即对学习的评价、促进学习的评价、作为学习的评价。在学生开始学习前,先让学生了解评价标准,有助于引导学生根据评价标准加以努力,体现“教—学—评”的一致性。

其三,教学设计时采用逆向设计,即根据学习目标—评价任务—探究活动的顺序开展教学设计,依次完成确定预估结果—确定合适的评估证据—设计学习体验和教学等工作。逆向设计体现以终为始的理念,属于结果导向,即从学习结果开始进行逆向思考。

第三个问题是资源建设问题。课标的理念部分强调注重创设真实情境,引入多元化数字资源,促进学生的学习。资源建设需要遵循几个基本原则,即坚持育人为本、注重迭代更新、倡导共建共享。通过场馆、实验室等的建设,丰富的数字化资源的提供,可以助力学生的具身学习。毕竟,人的成长不仅仅局限于认知结构的发展,还广泛涉及身体、精神等方面。通过资源的提供,使得身体与心灵合力认识世界,可以更好地促进学生认知的发生与思维的发展。

王蕾:核心素养是学生在学习活动和实践探究中逐步形成的,信息科技课程的知识作为学生核心素养发展的重要载体,也是学生在上述过程中潜移默化习得的。创设指向核心素养的活动,只有让教师与学生置身其中,才能够有效落实核心素养的培育。在我国历次的课程改革中,教育目标经历了从双基到三维目标再到核心素养的变化,与之相应,课程知识在教育理论的指导下也有了比较大的重组和改编。虽然每个阶段的教育目标提法有所不同,但教育目标的达成都离不开课程教学的内容,因此,当教学评价转向核心素养评价时,就有必要了解历次课程改革对课程内容的定位。您能从信息科技的课程角度出发,谈谈课程经历了哪些课程导向上的变化吗?

朱彩兰:在信息技术课程的发展历史上,根据大的教育背景,课程目标经历了几次变化,即刚才所提的从双基到三维目标再到学科核心素养的变化。关于这几次变化,需要明确一个认识,从双基到三维目标的变化是一次变革,因为三维目标超越了双基,或者可以认为在双基基础上,广泛关注了过程与方法、情感态度与价值观,包含更全面。从三维目标到核心素养则非变革,三维目标依然具有其合理性,高中课程标准中指出,学科核心素养四要素“是高中学生在接受信息技术教育过程中逐步形成的信息技术知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的综合表现”。杨九诠先生认为,三维目标是从分类学的视角观察,核心素养是从发生学的角度进行的思考,两者只是观察角度不同,教学中还是可以借鉴的。单以学科核心素养来看,在教学设计中如果目标描述是罗列了四个要素,则评价可以据此针对性设计。

如果说,信息技术课程目标的变化体现了教育目标变化的共性,那么课程内容的变化则具有鲜明的学科特点,内容的变化可以梳理为“知识点主线—技能或工具主线—工作主线—大概念或课程逻辑主线”。

以知识点为主线的特点是以知识点作为课程体系建构的核心思路,特别体现在早期程序设计语言的课程与教学中,重视语法和词汇等程序设计语言本身的知识内容,而忽视了理论和学生实际生活的联系。工具主线则主张以软件工具的应用作为信息技术课程(当时为计算机课)体系建构的思路,强调实用,将信息技术课程单纯地视为工具性课程,忽视了学生信息素养的培养。工作主线在《普通高中信息技术课程标准(2003年版)》中体现得最为明显,如“信息技术基础”模块,体现为以“信息加工理论”作为构建体系的主要理论支撑,以逻辑进程中各个节点上的“工作”需求为核心构建教材体系,以“信息的获取与评价—信息的加工与表达—信息的发布与交流—信息的存储与管理”为线索。大概念或课程逻辑主线分别体现于《普通高中信息技术课程标准(2017年版)》及《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》。高中两个必修模块鲜明地体现了四个大概念,义务教育的课程逻辑主线则广泛分布于各学段。

刚才提到目标的达成离不开内容,的确,目标与内容紧密相关。目标定位于核心素养,内容强调大概念,大概念指向知识,所以从大概念到素养的培养路径呼应了王策三先生的倡导,即素质教育要从知识开始,從知识开始的教育才是学生个人全面发展的具体形式。

王蕾:感谢朱教授解答了信息科技课程教学实施层面的热点问题与困惑,让我们了解了在科学发现、技术应用、经济发展及社会交流模式不断发展变化的今天,信息科技课程被赋予的新的内涵。在建设网络强国、数字中国、智慧社会的进程中,加强信息科技课程的建设,是全面提升学生的数字素养与技能、开展学生科技教育的主要任务。作为深耕于信息科技课堂的一线工作者,我们期待更多富有创意的高效课堂的成果出现。

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