中小学信息科技“四线双螺旋”教学的研究与实施

2020年发布的《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》倡导真实性学习，创新教学方式，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。真实性学习强调将学习环境与真实生活情境相结合，通过代入或模拟真实生活学习场景和问题，激发学生的学习兴趣和参与度。让学生在合作中完成项目任务或问题，从实践中获得知识和技能，培养解决问题的能力和创新思维。因此，我们在中小学信息科技教学中开展“四线双螺旋”教学的研究与实施，旨在探索提升信息科技教学效果的有效途径。

一、“四个双螺旋”是落实信息科技新课标的教学创新

新课标中信息科技课程内容以数据、算法、网络、信息处理、信息安全、人工智能为逻辑主线，贯穿义务教育全学段，呈现出循序渐进、螺旋式上升的发展方式。课程结合学生已有的学习经验和将要经历的社会生活，在课程中嵌入与信息科技有关的现实社会问题和相关情境结合需求分析、方案设计、数据加工、问题解决的真实过程，发展学生的计算思维，增强学生的信息社会责任感，实现信息科技的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的统一。“四线双螺旋”教学正是基于新课标课程核心的一个教学创新。所谓“四线双螺旋”教学是指基于真实性学习，通过情境线、问题线、技术线、评价线四个路径实施信息科技教学，围绕着认知和实践双螺旋开展学科核心素养培养的过程。真实性学习是指学生习得的知识和能力是可以在真实世界中使用的，而不是只在特定环境中才会使用的虚假知识和技能。真实性学习并不要求学生学习活动中的每个要素都必须是真实的，而是要让学生看到知识和世界的某种联系，而且解决这个问题的思路在现实生活中是可以迁移的。“四线”教学有助于学生在真实情境中发现问题、提出问题，在实践中利用技术分析问题、解决问题，在实施中评价学习过程。围绕四线学习，有助于学生更主动参与到学习中，激发学习兴趣，开展自主学习或小组协作，并能培养学生的知识整合能力，真正体现学习主体的地位。对于培养学生的综合素养、提高他们的信息技术能力以及适应未来社会的需求具有重要意义。

而信息技术的学习不是单纯的知识的认知，也不是仅仅学会步骤的操作，而是在实践中融合知识的使用，运用知识指导实践解决实际问题，通过交替性的理论学习和实践应用，螺旋式循环推进学生对信息科技的学习和掌握，是反复深化、逐步提高的过程。认知和实践双螺旋学习包括“知”和“行”两部分：所谓“知”，即指知识或理论，主要以接受式学习获得；所谓“行”，则是指实践，主要从实践学习中积累。无论是认知的获得，还是实践的积累，二者都会呈螺旋状发展，两条螺旋紧密结合，互为支撑，构建知识体系。

二、“四线双螺旋”的教学实践探索

在中小学信息科技教学中，我们把情境线、问题线、技术线、评价线四条线路的发展贯穿在课堂教学之中，实现知识与技能的螺旋发展，培养学生学科核心素养能力。在八年级《物联网之智慧健康教室》的“四线双螺旋”教学实践中，我们引入一个情境——“智慧健康教室设计”，围绕着智慧的、健康的教室设计这个情境，通过小组合作，教师引导学生思考问题，发现问题，根据情境分析问题解决的思路，利用技术的手段验证解决办法的可行性，在这个过程中思维和能力得以螺旋向上的发展，培养学生的核心素养能力。

1.情境线：强化沉浸体验，激发主体参与。通过模拟真实情境，如科学实验室、教学场景等，提供学生沉浸式的学习体验，情境化的学习环境能够激发学生的兴趣和参与度，促进他们将理论知识应用到实际情境中的能力。

2.问题线：提出挑战问题，培养计算思维。在情境中提出的挑战性问题可以激发学生的思维，引导他们主动探索和解决问题的能力，培养了学生的批判性思维和创新能力，使其在面对未知挑战时具有应对能力。在情境中发现问题，通过问题解决方案回应情境需求，体了现情景线和问题线的双螺旋发展过程。

3.技术线：运用工具资源，协同问题解决。通过应用信息科技工具及技术，如虚拟实验平台、区域教学平台等提供了丰富多样的学习工具和资源，使得学习更加灵活和个性化，帮助学生以更高效的方式获取知识和技能。通过技术方法手段实现问题的解决，在解决问题的过程中优化提升信息科技的应用，进一步推动了认知和实践的双螺旋发展。

4.评价线：倡导多元评价，落实学科素养。围绕四条路径的动态发展，打破信息技术教学中唯作品、唯作业的单一评价体系，实施过程性评价、螺旋评价，对小组或成员进行过程性评价、学习达成度评价。达成度以小组或成员在参与教学活动或互动学习、作业提交、分析问题方法、课堂小测等多种形式分配权重的方式实现数据统计，获得的小组或成员达成度和全班达成度，教师根据数据反馈调整下一环节教学活动或教学难度。这样评价更有利学生的个性发展，优化教学策略，提升教学效率。

三、“四线双螺旋”教学的思考

“四线双螺旋”教学通过交织理论学习和实践应用，循环推进学生对信息科技的学习和掌握，有着一定的优点，但也存在一些问题，需要认真思考和解决。

1.教师角色与能力是一个挑战。传统教学模式下，教师往往是知识的传授者，而在信息科技四线双螺旋教学中，教师需要具备更多的引导和辅导能力，设计合适的情境，激发学生的学习兴趣，引导他们主动探索和实践。然而，并非所有教师都具备这样的能力，需要进行相关的教师培训和支持。

2.教学资源的支撑对实施四线双螺旋教学起到决定的作用。新课标发布后，相关教学资源还没及时更新，教学内容滞后于信息技术发展和实际应用，影响了教学效果。四线双螺旋教学强调项目学习、小组合作，引导个性学习和自主学习，网络学习平台的有效使用起到了重要，此外物联网人工智能等设备资源的缺乏，也限制了学生的实践应用能力。

此外，学生的参与度不足，结合理论知识与实践能力的综合性评价体系的建立等都是今后需要我们继续深入研究的问题。

【注：本文系2022年广东省教育科学规划项目“中小学信息技术‘四线双螺旋’大单元学习模式的研究”（项目批准号：2022YQJK341）课题成果】

责任编辑 邱 丽