小学信息科技教学中的项目化任务探究

胡婷婷(江苏省南京市上元小学 21110)

2022年4月,教育部颁布了新的义务教育课程方案和课程标准,新独立设置了信息科技与劳动课程两个科目。信息科技设置为义务教育阶段独立课程,确定《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》于2022年秋季学期正式开始执行。其对课程性质、目标和任务进行了重新定位:信息科技是现代科学技术领域的一个重要分支,主要研究以数字形式表达的信息及其应用中的科学原理、思维方法、处理过程和工程实现。义务教育信息科技课程具有基础性、实践性和综合性,为高中阶段信息技术课程的学习奠定基础,旨在培养学生科学精神和科技伦理,提升自主可控意识,培育社会主义核心价值观,提升国民数字素养与技能。

一、 小学信息科技教学的新视角

《义务教育信息科技课程标准(2022 年版)》将原有的综合实践课程体系做了调整,将信息科技这门课程从综合实践课程中独立了出来。面对这一新变化,信息科技教师需要与时俱进,积极探索信息科技教学的新视角。

1.大数据人工智能发展将逐步改变教学的呈现方式

传统的信息科技教学的教学呈现方式正在被逐渐取代,3D、5D、VR 等虚拟信息技术下的全智慧课堂代替了只用PPT 和纯说教的课堂,机器人、人工智能等内容的教学将围绕信息科技呈现更加多元化和更加灵动的人机交互型课堂。教师不但要掌握现代信息科技在信息科技课堂教学中的有机应用,更要以核心素养为导向来设计出符合小学生数字化素养培育的多极化的创新课堂,这个主要取决于课堂教学呈现方式的转变。

2.智能数字化资源将丰富常规的信息科技课堂内容

传统的信息科技教学的载体主要靠教学光盘、教材和一些简单的信息技术软件的支持。从2005年“互联网+”的概念被提出后,网络信息技术资源平台,专业化的与教材同步的信息资源网站和平台逐步涌现。然而,智能化数字资源的取舍非常重要,教师不可在具体教学中出现“乱花渐欲迷人眼”的迷境,而是要做到“万花丛中一点红”,在丰富的信息化资源中博采众长,提炼出更加符合课程性质和学生需求的信息科技的教学内容。可见,当下的小学信息科技教学需要教师从智能化数字资源中做科学编排和精细化甄选,优化课堂教学,这是对教师专业化能力的新要求,也是对信息科技课堂教学的优化设计能力的体现。

3.信息化思维的活跃将改变信息科技课堂的模式

信息科技教学不仅仅是简单地对各类信息知识进行论述和呈现,而是需要按照新课标的要求来衔接一个单元的知识模块,搜集富有针对性的知识点,然后基于信息化思维来将这些信息模块知识衔接起来。从某种程度上说,在信息科技教学中要激发学生用信息思维来思考问题的能力,并可以在课堂人机交互中展示出个性化信息感悟力,这就需要教师在课堂教学中紧扣“信息思维”来设问,搭建信息能力跃进的阶梯,引导学生从认识信息科技的基础知识,再到进阶的应用,最后到高阶的信息科技技能的输出。这是一个循序渐进的过程,需要借助学生的信息科技思维来完成多个项目的任务后才能达成学习目的。因此,转变传统信息科技课堂中单一化的信息互动教学,转向更为贴近现实生活的教学模式,将知识与案例融合在一起设计出个性化的项目任务,学生再围绕项目任务进行互动学习,直到完成特定的项目任务,这是当前信息科技教师需要做的最大转变。

二、 小学信息科技教学中的项目化任务探究

1.小学信息科技项目化教学模式构建

结合学术前沿和当前最新的有关项目教学的实践研究可以发现,项目化教学在培养学生的自主思考能力、动手实践能力以及项目化成果凝练的综合能力上优势非常明显。

目前,有关项目化学习的理论比较多,无论是项目化学习还是项目化教学,焦点都是“从做中学和在学中做”,是以学生为中心的一种先探究后教学的教学实践理念。项目化教学起源于杜威的“建构主义”理论,关注的核心是“集成化的一系列学习模块任务的科学组合”。教师确定课堂学习的主题和模块知识,围绕学习议题设计出小组任务。学生先探究小组任务,在学习中去自主分析和发现问题,学习完成后以小组为单位来汇报他们的学习情况。教师根据反馈再进行支架和引导,直到学生可以生发出比较好的学习结果,这个项目也算顺利终结了。

从图1中可以看到,项目化教学是以学生的自主学习、知识建构和学生中心来设计课堂教学的,围绕项目化教学会有特定的项目化学习。通过问题导向、技术支撑、认知合作、过程探究和多元评价,就可以让学生自主探索一个相对完整地处在真实情境下的学习过程,不但有利于思维培养,而且有利于学生的自主学习能力的培养。

基于一个完整的项目化教学的学习时间框架图,可以构建出项目化的五大教学过程,具体见图2。

图2 信息科技项目化教学的一般性过程

2.小学信息科技项目化教学课堂案例呈现

下面将以项目化教学的真实案例来探索如何将机器人的知识和有关信息科技技能渗透给小学生,具体设计如下案例所示:

一是明确机器人教学的项目任务。以江苏凤凰科学出版社的六年级《信息科技》教材的教学为例。教师如果要引导学生学习项目2——机器人的传感器的项目化教学,首先要确定本节课的学习任务,然后让学生围绕学习任务去探讨。具体设计如下案例:

案例1:

教师:孩子们好,现在老师在机器人软件平台给大家展示一个完整的机器人(扫地机器人和银行服务机器人),并且给大家呈现一个扫地机器人工作的原理,大家认真观看并观察,然后四人一组,集合小组力量来谈谈“决定机器人工作的核心元件是什么? 例如,机器是如何在地面上沿着某个方向来工作的? 而且机器人如何知道哪里有垃圾?”这是任务1。任务2是在探明决定扫地机器人工作原理的基础上认真探索机器人是如何利用这些原件来工作的,并查阅网络资料发现常见的几种机器人原件有哪些。明确学习任务以后,鉴于学生对机器人的基础知识已经有了一定的了解,他们可以和小组成员之间进行探讨和分析。

二是制订学习机器人传感器的学习计划。本部分是体现项目化教学的关键阶段,在这个阶段学生需要在明确学习任务的基础上按照教师设计的学习计划来安排以小组为单位的个性化学习活动。教师可设计如下学习计划。

案例2:

第一,明确机器人核心元件——传感器的概念、基本的用途、常见的机器人的传感器的种类和他们在运行中的基本原理,这是所有小组需要利用教材介绍和自己登录机器人软件平台来做自主探究学习;第二,教师要发放给各个小组一个学习量表,量表中需要将他们学习探究传感器定义、用途、分类和工作原理的过程性资料记录下来;第三,各个小组需要在完成任务之后选择一个代表来汇报自己小组的学习成果,然后教师需要对他们的学习成果做评价,而各个小组之间也需要针对各自表现来给出具体的学习等级的评定,个人继续对自己的学习表现进行评价;第四,学生需要在限定的时间内完成本章节知识学习的机器人传感器的相关检测题,检测时间12分钟,检测完以后上交微课堂习题库,教师利用批阅功能来现场批阅,可以自动出分数(都是选择题);第五,对传感器学习的内容学以致用,每个小组可以得到一个机器人的传感器,围绕机器人软件平台的机器人工作原理,在实验探究中内化机器人传感器运作的基本原理。教师从所有小组中选取一个小组代表来展示他们的学习成果。

三是实施机器人传感器学习的计划。本部分主要是教师要做好科学分组,并给每个小组下发明确的学习任务单,然后让学生围绕具体的小组学习任务单来完成这节课的学习任务,具体的学习任务单见表1。

表1 机器人传感器项目化学习计划任务单

这个任务单可以引导各个小组去自行完成小组学习任务,小组长负责在组内分配具体的学习任务,然后在限定的时间内完成组内的学习任务,最后小组长填写任务完成情况。

四是机器人传感器项目化学习成果检查评估。本部分属于项目化教学的多元评价阶段,其评估主要分为小组现场汇报评估和学习过程抽样评估外加最后的学习成果收集评估,具体操作如案例3所示。

案例3:

以小组为单位,由小组长汇报自己小组的学习情况:

光明组:报告老师,我们小组四人,一人负责教材中的有关传感器的概念的梳理和总结,一人负责阅读教材和查阅机器人平台学习资源库的资料来确定常见的机器人传感器的分类(灰度传感器,红外传感器和触碰传感器);我们小组对扫地机器人传感器工作原理进行了实验平台的实验模拟视频观看,并总结了机器人传感器工作的原理:传感器是机器人的器官,和人类的器官类似,它通过感受外界温度、物体(障碍物)、地形等,并对这些信息作出一定的回应。扫地机器人就是这样来工作的。

科技组:我们也是分配学习任务,先了解了机器人传感器的基本概念,之后又学了常见几种机器人传感器的类型。在探索了教材的图画和案例后,在教师的引导下我们进入学生机器人平台,尝试着设置参数,编写简单的程序,我们根据视频讲解和引导下载设置好的程序到机器人的主板芯片,启动机器人,结果发现一些动作和我们预期的想法有差异。

教师:大家表现得不错。通过大家的汇报,我们可以看到大家对于机器人传感器的认知很到位。虽然你们对机器人传感器工作原理有了基本的认识,但是还不够熟练,接下来由老师给大家演示一遍如何设置简单的参数,进而编写机器人语言程序,再将程序下载后植入机器人的芯片,让其运动。

教师按照发现问题、分析问题和解决问题的思路绘制了一个机器人传感器工作的原理图,展示到电子白板,然后从参数设置到编程完成再到植入程序激活机器人,让孩子们直观地感受了机器人传感器的神奇作用。

五是机器人传感器项目化教学归档或应用。在完成前面的四个阶段的教学探究的基础上,教师可以在这一部分的教学中利用课堂的教学图片采集,收集学生小组活动的过程性学习材料和课堂学习活动与汇报的情况。收集好以后,经过教师打分、总评和最后的反馈结果后,将机器人传感器学习的任务落实、过程探究和成果汇报的优缺点整理归档,作为学校的个性化学习案例资源库的资源。这一部分的内容可以作为项目化教学的一个亮点来推广,因为它对于信息科技教师开展教研和教学反思而言是最宝贵的资料。

三、 结语

当下的小学信息科技课程的教学不仅仅要关注学生的信息化意识的培养,还要关注学生的信息化思维和信息创新能力的培养。作为信息科技教师,要积极研究新课标,密切关注最新的科技前沿动态,进一步优化教学模式,将信息科技教学的项目化任务的设计、引导与评价落到实处。