【摘要】本文以“探究传感器在智能花盘自动浇水系统中的应用”教学为例,对数字资源教学应用环节进行分析,结合问题驱动课堂教学要求及个人实践经验,运用微视频数字资源在问题驱动课堂教学中开展案例研究,形成微视频数字资源教学中的运用策略与评价范式,促进数字资源教学常态化应用的发展,有效提高信息技术课堂教学质量。
【关键词】微视频 数字资源 问题驱动 智能花盘自动浇水系统
【中图分类号】G63 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2023)20-0105-04
中央网信办、教育部、工业和信息化部、人力资源和社会保障部联合印发的《2022年提升全民数字素养与技能工作要点》指出“要推动数字教育资源应用、加强数字技能培训,加大优质数字资源供给,推动数字资源开放共享”,这为普通高中构建数字资源课堂常态化应用模式提供了有力支撑。国家基础教育信息化建设、高品质教育体系建设、加快数字化发展等一系列措施的实施,为学校进行教学设备管理与使用、提升师生的信息素养与能力、进行数字资源管理与应用、进行课堂教学融合创新等创造了良好条件,促进了教师信息化教学能力的提升。教师信息化教学能力和教育教学质量提升的落脚点在课堂,为此,如何在课堂中运用数字资源提高课堂品质成了一线教师面临的课题。本文以沪科版信息技术必修2“探究传感器在智能花盘自动浇水系统中的应用”教学为例,探究微视频数字资源在问题驱动课堂教学中的应用。
一、微视频数字资源在问题驱动课堂教学中的理论及价值
(一)微视频数字资源在问题驱动课堂教学中的理论
数字资源是信息的表现形式之一,是将计算机技术、通信技术及多媒体技术相互融合形成的,以数字形式发布、存取、利用的信息资源总和。微视频是数字资源的表现形式之一,是一种集图形、图像、动画、声音和文本为一体的教学资源。它能够提供丰富真实的学习环境、形象生动的知识表现形式和以多种方式融入课堂教学,是辅助多媒体教学的一个新形式。美国视听教育家戴尔提出视听教育理论,用“经验之塔”来描述人类获取知识的途径,并指出教育教学应从具体经验入手,逐步升华为获得抽象的知识与技能。视听教育理论是教育技术的理论基础,强调了各种视听教学媒体在教学中的地位与作用。学生获取信息的主要途径是看和听,教师借助视听辅助媒体进行教学,可以使学生迅速获取信息。
问题驱动是以建构主义学习理论为基础,以问题为核心设计教学内容、创设问题情境。在教学过程中,教师要将具体问题与学生的自主学习活动结合起来,将具体问题作为学生学习的出发点,把学生带入问题情境中,激发学生的求知欲和学习动机;要引导学生结合问题反思学习过程,培养学生的问题意识和批判性思维,逐步提高学生解决问题的能力。另外,问题驱动课堂以问题为中心,突出了学生的主体地位,让学生根据课堂学习任务,在问题情境中思考问题、分析问题、解决问题,有效达成课堂教学目标。
(二)微视频数字资源在问题驱动课堂教学中的价值
奥地利学者马丁·林德纳(Martin Lindner)提出微型学习理论,主张微型学习是一种使学习成为缩影的全新模式,人们在空余时间借助微视频学习某一知识点,通过长时间学习积累了整体知识。微型学习理论的主要特点是学习者可以利用多媒体设备进行即时学习活动。微视频在教育教学方面的运用范围广泛、形式多样,不同教学环节的运用可以为教师在课堂中进行问题驱动教学提供有效辅助,从而达到最佳的教学效果。微视频数字资源在问题驱动课堂教学中的应用,是学校构建数字资源课堂常态化应用模式的重要举措,微视频时长短、主题精炼、内容精简、吸引力强,教师利用微视频进行教学可以深入分析问题,突破传统教学限制,让学生自主观看辅助性学习视频,提高学生的课堂互动参与度,从而激发学生的求知欲望,满足学生的个性化学习需求,有效突破了教学重难点。
课堂是培养学生核心素养的重要阵地,高中生的核心素养包括良好的人文底蕴、科学精神、健康生活、学会学习、责任担当和实践创新等六个素养能力;高中信息技术课程核心素养包括信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任等四个方面。教师在设计教学环节时应围绕学科核心素养整合教学目标,处理好知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三者的关系,充分体现以问题驱动课堂的理念。“探究传感器在智能花盘自动浇水系统中的应用”这节课的教学目标是引导学生了解什么是传感器,掌握传感器的工作过程及应用原理,了解智能浇水系统的工作原理并动手完成实验,探索人工智能技术在农业生产中的应用,提高学生解决问题的能力。其中,花卉种植与劳动、节气密切相关,教师在设计教学目标时,应重视对学生情感态度与价值观的培养,根据技术、文化、劳动与核心素养的契合点,让学生在教学中体验采集花卉种植环境数据技术的应用,了解二十四节气在农业中的应用,以弘扬劳动精神,树立正确的劳动价值观,发展技术应用素养、人文底蕴素养,让学生感受信息技术、劳动与节气文化的融合。
二、运用微视频数字资源激活问题驱动课堂
在教育信息化、数字化环境下,微视频是一种与现代教育理念相结合,促进教师的“教”与学生的“学”的教学方式。在教学过程中,实现教育数字化转型的關键是数字资源在课堂教学中的运用,而微视频数字资源可以满足数字时代学生微学习的需求。在“探究传感器在智能花盘自动浇水系统中的应用”的课堂教学中,教师要引导学生了解物联网的硬件及其原理和应用,进行抽象概念的讲解和实验操作,运用问题驱动的教学方法,通过微视频创设教学情境→沉浸式活动→探究问题→反思问题等一系列教学活动,提高学生学习的主动性、积极性和解决问题的效度,让学生既能有效掌握知识,又能发展素养能力。为此,笔者从新课导入、实验教学、学生素养发展等三个环节分析微视频教学的运用情况。
(一)以微视频创设问题情境,导入新课
教师利用学生在日常学习生活中经常接触的事物为情境,根据教学内容运用微视频导入新课,可以引发学生学习、探索的兴趣,让学生从要我学变为我要学,为高品质完成课堂教学任务打下基础。笔者在讲授本节课内容时恰逢寒露节气,由于本节课内容“智能花盘自动浇水”与农业生产劳动密切相关,如果学生课前观察了解了植物的生长情况,就会对本节课教学有一定的促进作用。为了创设这样的情境,笔者利用劳动基地研学、劳动场景的微视频导入课堂,引导学生结合已有认知和劳动经验进行探索,突破教学重难点,同时发展学生的学科核心素养。例如,针对“寒露节气泥土容易干燥,为什么不及时浇水?能不能根据土壤的干燥情况,实现智能浇水呢?”等问题,笔者以“探究传感器在智能花盘自动浇水系统中的应用”导入新课,播放学生在劳动实践基地研学的视频,并提出问题:“一般情况下,我们是人工不定时浇水,能不能实现智能浇水呢?”学生观看视频,联系生活实际思考回答问题,从中感受节气与劳动融合之美。这样以微课导入新课,通过问题驱动、创设情境,引发学生对“自动浇水系统”的思考,激发学生学习和探索节气文化的兴趣,进一步弘扬了劳动精神。
(二)利用微视频灵活的优势,提高实验教学效果
微视频在实际教学应用中较为灵活,教师既可以围绕某个重难点知识、实验过程等制作教学视频,并在课堂中播放微视频辅助教学,又可以将微视频上传至学生学习群,让学生自主选择微视频,提升自主学习的能力。“探究传感器在智能花盘自动浇水系统中的应用”这节课的教学重难点是完成智能花盘自动浇水实验。在智能花盘自动浇水实验教学环节,教师先播放《智慧农业》微视频,讲解智能浇水系统的工作原理,让学生了解智慧农业,感受技术之美;接着播放《人工智能套件》微视频,讲解系统的硬件组成、系统硬件连接,各部件的功能、作用,让学生一边观看视频,一边听讲、思考与记录,有效掌握硬件连接、系统的原理。
在学生动手操作实验前,考虑到实验过程较为复杂,教师演示费时且效果不一定理想,为了优化课堂教学,教师可以先讲解实验的工作原理、实验目的和实验操作步骤,再让学生理解实验要求,观看实验操作微视频,进一步掌握实验要求,获得直观、具体的学习经验。最后,教师对学生进行实验分组,向学生讲解实验要求并进行指导、小结。学生阅读实验要求并动手实验,做好实验记录,制作实验报告单展示实验成果。这样的实验教学有效节约了时间,让学生结合视频反复观看或对照操作,再运用到实验中,做到规范操作,提高实验的成功率,从而有效发展了信息技术应用素养,培养了团队协作意识。
(三)运用微视频渲染情境,提升学生的核心素养
核心素养是学生能够适应终身发展需要的必备品格和关键能力。培养什么样的学生,如何落实培养要求,提升学生的综合素质和核心素养,是教师在课堂教学中需要关注的问题。问题驱动课堂强调学生的主体性,教师要创设教学情境,为学生提供各种数字微视频学习资源,并提出有效的探究问题,让学生在发现问题和解决问题的过程中发展素养。在讲授本节课内容时,教师将信息技术、文化与劳动相结合,恰当运用劳动、节气、实验操作等微视频资源,引导学生树立正确的劳动价值观,增强学生的社会责任感。如教师通过播放《劳动实践》微视频传播劳动精神,引导学生树立正确的劳动价值观;播放《寒露节气》微视频,让学生了解二十四节气与农业的关系,感受节气、劳动与技术融合之美,提升了学生的人文底蕴素养;播放《智能花盘自动浇水》微视频,安排学生进行分组实验,培养了学生的团队协作意识,发展了学生的技术应用能力,培养了学生的劳动意识。
三、微视频数字资源在问题驱动课堂教学的应用评价
在当今数字时代,微视频数字资源丰富多样,但难免良莠不齐。教师要以问题为核心设计教学过程,总结微视频在问题驱动课堂教学中的应用优化建议,主要包括突出微视频数字资源运用的合理性和有效性、准确性和时代性、驱动性和灵活性等三个维度,这三个维度相互联系,每个维度都影响着整体的教学效果。例如,在合理性和有效性方面,教师要考虑学生学情、教学目标、课堂适用等因素;在准确性和时代性方面,教师要考虑微视频的科学性、时代性,并及时评价和改进;在驱动性和灵活性方面,教师要以问题为导向,根据课堂教学情况适时进行优化。
微视频数字资源在问题驱动课堂教学的应用具有系统性特征,教师应以教学应用优化为主体,构建“赋能品质课堂”双循环相互促进的评价范式,以优化微视频数字资源的应用,提高课堂教学品质,再以品质课堂要求倒逼微视频数字资源优化的应用,提质增效,提升教育教学改革质量(如图1所示)。
总之,本节课探讨在高中信息技术课堂中融合问题驱动与微视频数字教育资源,围绕学生核心素养发展目标,以问题为驱动设计课堂教学,以二十四节气在信息技术的融合应用为主线,教师以微视频数字资源创设情境,突破课堂教学重难点;本节课还架构了双循环相互促进的评价范式,促进微视频数字教育资源在课堂教学中的应用。这样教学弘扬了劳动精神,引导学生树立了正确的劳动价值观,发展了技术应用素养、人文底蕴素养,进而使学生从中感受技术、劳动与节气文化的融合;有利于提高教师开展教育数字化实践、探索、创新的能动性,进一步促進微视频数字资源在问题驱动课堂教学中的应用。
参考文献
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注:本文系2022年度广西教育科学“十四五”规划教育评价改革专项课题“高品质课堂下中学数字资源应用环境四维评价体系的构建及应用研究”(2022ZJY409)、2021年度广西教育科学“十四五”规划课题“文化科技融合背景下高中生制作主题文化微视频校本课程实践研究”(2021C585)的研究成果。
作者简介:胡朝成(1975— ),广西藤县人,本科,高级教师,南宁市学科带头人、南宁市优秀教育工作者,主要研究方向为教育技术、教育管理。
(责编 杨 春)