基于新课标理念的信息科技五步教学法的实践研究

摘要：本文指出了传统信息技术教学方法的思维力不足问题，解读了区域内研发以思维进阶为目标、以问题解决为导向的“情境—导学—探学—评学—创用”信息科技五步教学法的内涵要义，并给出教学实践中需找准思维起点、关注思维关联、指向思维发展的关键要点处理分析的参考表达。

关键词：新课标理念；思维进阶；问题解决；五步教学法

中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2024）22-0000-04

传统的信息技术课堂教学以应用软件类的技术学习为教学目标，教学方法呈现阶段性发展，如早期的逐项介绍各个功能菜单的操作方法以及后期的如Flash软件学习绘制“苹果园”文字动画跳跃的任务驱动型教学。为快速达成教学目标，教师往往发放印有操作步骤的说明书式学案，教学目标的达成度与学案步骤的详细程度紧密相关，很多学生完全依赖学案，只要学案说明出现跳步就不知所措。用布鲁姆思维认知模型分析，在这两种教学方法熏陶下的学生只处于该模型的最底层——记忆层次，学生在机械听讲操作过程中只有浅层的模仿过程，没有对任务的理解，更谈不上更高阶的应用迁移与思维创新。在人工智能时代，这种机械教学方法与课程方案与立德树人根本任务相违背。而课时数量偏少、实验环境落后、考评机制欠缺与教学内容要求、学生能力发展之间不平衡、不科学匹配是造成这一常见问题的主要原因。

“五步教学法”的内涵要义

《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）提出课程目标要围绕核心素养，体现课程性质，反映课程理念。课程育人价值集中体现的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。其中，计算思维直接指向信息科技的学科思维，是本学科学习的核心所在，它关注学生在经历了课程学习后，能够逐步运用计算机科学领域的思想方法解决实际问题。在数字原住民生存的数字社会环境中，存在海量的数据资源，如何利用这些资源更好地为我们的生活、学习服务，是适应数字社会学习生活的关键能力。基于以上认识，南通市信息科技中心教研组提出以思维进阶为目标、以问题解决为导向的“情境—导学—探学—评学—创用”五步教学法，如下页图所示。

1.问题基于情境，用于情境

在课程中有关计算思维核心素养的表述，相对于普通高中版，义务教育版明确了问题解决过程中涉及的思维活动包含抽象、分解、建模、算法设计等，而生活化情境是能生发问题并进行问题抽象的最丰富的素材库，能够与学生产生情感共鸣，激发学生的学习内驱力和信息感知力，这就是五步教学法的第一步“情境激趣 提出问题”的设计意图所在。

从情境出发，调动学生的思维，总结出驱动性问题，并通过分析问题实现问题解决。这属于思维认知的初级理解阶段，是在教师的引导下，由主体学生探究实施而习得新知。然而，判断学生对新知的理解是否准确，需要进行更进一步的分析评价，运用到信息科技的课堂教学中，即关注学生能否敏锐地调用关联思维，将一个情境中习得的知识技能或抽象提炼的模型，准确迁移应用到另一情境中，此为思维的应用分析中级阶段。学生如果能再进一步探究出本质规律，进行创造性思考，提出新观点新方案，那么这就是思维的高级创新阶段。五步教学法的“创新思考 拓展应用”即为对生成模型的创新验证。

例如，《从治水到“智”水——系统中的过程与控制》一课，对标第三学段“过程与控制”内容要求第1点“‘输入—计算—输出’系统的三个典型环节”，以及第2点“了解一个大的系统可以分解为几个小的系统，一个系统也可以划分出功能相对独立的多个模块”。教师引导学生分析感知都江堰水利系统中的过程与控制，并在活动二中将“输入—计算—输出”这一系统原理迁移运用到其他场景中，为生活在岷江周围的人们制作水位报警器，帮助学生进一步迁移理解系统的典型环节。在活动三中学生畅想安全子系统，对内容要求1和2进行了复用创新。活动二、三的添加，让学生的思维从简单的理解上升到迁移运用及创新，实现了从低阶思维到高阶思维的飞跃。

2.探究始于整体，深于细节

在项目式教学中，学生经历项目认识、剖析建构、验证创新的过程，能够培养自顶向下分析问题的习惯，以及整体思维。同时，在分解复杂问题时，兼顾整体思维并融入局部，优化设计思路，注重细节的打磨，在生疑、解决、再疑、再解的螺旋上升中，优化问题解决，这也是培养学生创新思维的一种行之有效的方法，此即五步教学法的第二、三、四步——分析问题 、探究解决、评价改进。

例如，“老树着花无丑枝——分支结构探究”项目从生命安全与健康主题教育情境出发，关注火灾防控和消防员生命安全，项目整体要解决的问题是如何确保在第一时间发现火情。如果引入光敏传感器、温度传感器或烟雾传感器可以在单分支流程的控制下实现蜂鸣器报警。学生提出疑惑：如果值班员没有及时听到报警声，可以用什么方法解决？即在红灯绿灯对应是否有火警的设计流程中，学生认识到双分支结构。问题再进一步优化：从生命至高无上的角度考虑，如何将消防员的伤害减小到最低？学生很自然就能想到机器人自动灭火。此时，教师创设机器人根据与火势现场的距离，做出相应灭火动作的模拟情境，链接算法设计的多分支结构。

随着问题一步步被细化深入，学生的设计创新潜力逐步被激发，优化解决方法的过程也是学生思维进阶的过程。计算思维第三学段目标1指出：“了解算法的特征和效率，知道解决同一问题可能会有多种方法，认识到在采用不同方法解决同一问题时可能存在时间效率上的差别。”这是编程学习中对时间复杂度的认识，更是从学科思维层面对问题解决优化创新的实践性指引。同一核心素养同学段的目标3指出：“在问题解决的过程中，能将问题分解为可处理的子问题，了解反馈对系统优化的作用。”这是在上一学段目标2“在简单问题的解决过程中，有意识地把问题划分为多个可解决的小问题，通过解决各个小问题，实现整体问题解决”的基础上，对问题解决从整体到局部的方法运用的多场景实践，更是从学科知识层面引出优化问题解决方案的进阶式探究，而学生在优化过程中不仅习得方法指导，更是在不断地调用更新知识库数据间的关联，激发创新潜能，实现思维力的不断进阶。

3.评价也是支架，促进优化

新一轮教学改革提出要注重“人”的可持续性发展，以学生为主体，以学习为中心，要关注学生通过课程学习逐步形成的关键能力。在课堂教学中，要减少教师“教”的时间，增加学生“学”的时间，学生自己根据新问题的需求，调用已有知识和能力进行迁移应用，并不断学习新知，不断锻炼新技能。为了提高学生自主学习的达成率，教师不应在学生遇到新问题时直接给予答案，而应在学生学习的盲点处，给予学习支架，帮助学生链接新旧知识。提供数字化学习环境，学生选择恰当的数字设备、平台和资源支持学习，这是支架的一种提供形式。小组合作、组间展评，是建立人与人之间沟通的桥梁的一种方式，是支架的另一种提供形式。通过教学支架能够培养学生理解他人想法再自我加工构建表达的学习能力，以及团结协作等人际交往能力。五步教学法中的“展示评价 问题改进”包括师评、互评、自评等不同维度的评价支架能不断促进必备品格和关键能力的提升。

新课标明确指出“学业质量标准是考试评价的主要依据，要加强过程性评价，完善终结性评价。”评价不仅仅体现在对项目作品完成度方面，更应该贯穿教学过程的始终，不仅要对知识掌握度、技能熟练度进行评价，更要发挥技术价值，探索用5G+云存储+人工智能进行评价，让数据变证据，让评价从定性转为定量，让意识、责任和思维、创新等学科核心素养的关键点实现可视、可测、可评，并实现数字化长期存储，刻画学生的完整画像，实现评价的真实、全面、有切实的指导意义。

“五步教学法”的实施要点

1.找准思维起点，情境适宜

镶嵌知识的情境是回归生活的从创设到建构的动态过程。为达成明确的终点目标，起点的选择很重要，它关系到动态建构过程可能经历的整体时长。起点设置得过高，远超学生的认知能力范围，极易打消学生学习的积极性；而起点设置得过低，又会浪费学生的学习时间，项目的完成得不到保证。例如，反馈作为“过程与控制”模块中学生需要理解的概念之一，在内容要求的第3点有阐述：“通过分析具体案例，了解反馈是过程与控制的重要手段，初步了解反馈对系统优化的作用。”那么，在进行《控制系统中的反馈——智能浇水系统》教学设计时，第一步情境激趣提出的问题应该是什么？如果设计的是定时浇水系统的需求，那么这还仅仅处于内容要求1涉及的输入、计算和输出三个典型环节。但如果把初始情境设计成说说定时浇水系统的工作流程，发现其不能按植物实际情况浇水的问题所在，以此引出设计智能浇水系统的需求，才能快速进入对反馈的探究。对教学的启示是：细读新课标与教材的对应关系，明确阶段性教学内容要求和学业要求，创设适宜的情境，找准符合学情的思维起点，精准切入不冗余。

2.关注思维纵横，螺旋递进

源于生活的项目是真实实施的从理解到生成的完整过程。为达成项目的最终生成，从信息搜索到加工处理再到应用呈现，每个环节都是复杂的。为提高目标达成度，教师往往采用给定半成品的方法。例如，江苏省省编信息科技三年级教材第六单元《创作数字作品》，若按课时划分均经历从主题情境需求开始的从无到有的“激导探评用”5步，似乎不能满足创作的时长要求。因此，教师往往给定作品主题相关的系列素材文件，本单元学生只需要掌握素材的编辑排版展示即可。但如果把视野放大到整本教材的纵向关联，基于特定主题——宣传家乡生态美的六单元是学生已有资源搜索技能基础的升华，又关注到同年级第三单元《在线信息获取》为其前置关联内容，低碳生活是生态美的从属情境，三单元搜索保存到的文本信息即为六单元所需的部分素材，同时基于三单元搜索信息的方法指导，学生能够快速从文字信息获取保存迁移到探究解决图片、音视频等信息的获取保存。学有余力的学生若能够基于低碳生活情境，横向思考发散到植树造林、环境保护等相似情境的信息搜索保存，则更是第五步迁移应用的思维锻炼实践。对教学的启示是：在短课时的现实条件约束中，用大项目、跨单元的视野去关注内容间的纵横链接逻辑，能有效解决数字作品的完成度，培养学生的创作兴趣，同时又能提高学生的信息保存意识。

3.指向思维发展，超越课时

面向未来的思维是教学意义从课内到课外的长远过程。为适应学生的未来发展，学生学会面对问题时从容的思维方法远比习得眼前知识来得重要。现代社会技术更迭时刻发生，如果教学仅仅满足于课内知识的学习，显然不能适应学生的长远需求。《义务教育课程方案》指出：“探索大单元教学，积极开展主题化、项目式学习等综合性教学活动，促进学生举一反三、融会贯通，加强知识间的内在关联，促进知识结构化。”以项目统整单元知识，在项目式学习的探究理解、迁移创新过程中，需要教师打破一课时一任务一主题的老旧观念，将一个单元乃至一册教材内容的学习视为一个完整的大项目，项目由多任务组成，任务的完成可能需要多课时，也可能一课时会完成多个任务。学生置身于复杂的大情境中，从情境生疑到探究解决，再到迁移创新的过程可能是完整的一课时会经历的过程，也可能是几个课时会经历一次这样的过程，还可能是一课时的其中某个活动环节经历这一个过程。“五步教学法”是在进行信息科技教学时根据项目具体内容可以选择性运用的阶段性过程方法，而非单课时程式性操作步骤。需要关注的是，在学生运用“激导探评用”五步或者其中某几步的方法开展学习时，显现的是灵动思维力，以及解决、决策、批判、迁移创新思考问题的方法，即“五步教学法”关注学生的信息感知力、数字学习力、问题解决力和思维责任力的螺旋发展，以此来不断提升学生独立面向未来生存所需要的高阶思维能力。

结束语

以新课标为纲，准确把握学业质量内涵，深入研究教学内容与学情间的关联，创设真实有研究价值的情境，激发学生初步感性界定问题，选择适当的有能动性的教学活动，层层递进验证解决问题，并在展示评价中批判调整解决思路、优化模型，持续深度地创新检验使用，用关联项目实施打破课时少、课程教学难以实施的痛点，设计有梯度又合理且易实施的课程教学实施考评机制，关注学生子项目实施间知识技能的逐步构建完善，关注学生在运用五步教学法过程中非认知能力的表达，关注学生运用五步教学法实现项目迭代过程中从低阶到高阶的思维提升。

参考文献：

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本文系江苏省教学研究课题第十四期课题“大数据背景下小学信息科技‘五步教学法’实践研究”的研究成果（编号：2021JY14-L199）。