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為探究性理解而教

2018-06-30 07:14周世杰
關(guān)鍵詞:播放器探究思維

周世杰

探究性理解的課堂是指圍繞一個(gè)具體的問題,通過學(xué)生自主探究、實(shí)踐活動(dòng)的過程來發(fā)展解決問題的能力。“教”的層面,教師通過“情景—問題”,組織學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行探究學(xué)習(xí)?!皩W(xué)”的層面,學(xué)生在實(shí)踐中,通過“對(duì)話—質(zhì)疑”,厘清知識(shí)的本質(zhì)。學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)歷“困惑—探究—解決”的過程,通過思維的不斷融合、變化來完成對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)。

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能:知道什么是壓縮,理解信息可以壓縮的原因。

過程與方法:體驗(yàn)壓縮的過程并認(rèn)識(shí)壓縮技術(shù)相關(guān)概念。

情感、態(tài)度與價(jià)值觀:通過實(shí)踐探究,感受壓縮技術(shù)本質(zhì),對(duì)信息技術(shù)產(chǎn)生興趣,消除信息技術(shù)的神秘感。

教學(xué)過程

本節(jié)課之前,學(xué)生已經(jīng)通過學(xué)習(xí)“信息的編碼”知識(shí),了解了計(jì)算WAV聲音文件的存儲(chǔ)容量計(jì)算公式(采樣頻率×量化位數(shù)×聲道×?xí)r間/8,單位為B)。所以在本節(jié)課中,教師首先拋出一個(gè)真實(shí)的問題情境:“李萍有一個(gè)容量為500MB的MP3播放器,請(qǐng)問按我們上節(jié)課所學(xué)的知識(shí),如果存放原始錄制的歌曲,最多可以放幾首?(假設(shè)錄制時(shí)的采樣頻率為44100HZ,量化位數(shù)為16位立體聲效果,一首歌曲的時(shí)長(zhǎng)按4分鐘計(jì)算)”,并組織學(xué)生思考計(jì)算。學(xué)生根據(jù)已有知識(shí),首先計(jì)算出一首歌曲的容量:(44100×16×2×4×60)/(8×1024×1024)=40.8(MB),然后再用總?cè)萘?00MB除以40.8MB,得出結(jié)論:這樣的MP3播放器,大約能存放12首歌曲。這顯然和日常學(xué)生使用播放器實(shí)際情況不符。由此形成認(rèn)知上的沖突,教師在追問的基礎(chǔ)上展示研究主題:信息的壓縮。在認(rèn)知沖突中,激發(fā)學(xué)生探究的興趣。

隨后,教師引出壓縮常用軟件WinRAR,并了解壓縮比(壓縮前文件大?。簤嚎s后文件大小)。通過一系列的活動(dòng),組織學(xué)生深入探究。

實(shí)踐探究一:對(duì)“素材1.doc(普通文檔)”和“素材2.doc(單個(gè)文字組成的文檔)”分別用壓縮軟件進(jìn)行壓縮,計(jì)算壓縮比。根據(jù)計(jì)算結(jié)果填寫表1。

根據(jù)實(shí)踐結(jié)果,思考討論:“為什么同樣大小的源文件,壓縮比存在如此大的差距?”

由此討論,引出信息可以進(jìn)行壓縮的本質(zhì):信息數(shù)據(jù)存在冗余度(形象化表述為“素材1.doc”文字重復(fù)率低;“素材2.doc”文字重復(fù)率非常高)。

實(shí)踐探究二:將“聲音素材.wav”按上面的方式進(jìn)行壓縮,查看文件大小,同時(shí)計(jì)算500MB的MP3的播放器能夠存放幾首這樣的歌曲,并填寫表2。

完成表2之后,教師適時(shí)追問:“500MB的MP3播放器可以存放這樣的壓縮文件多少個(gè)?”學(xué)生通過計(jì)算很容易得出結(jié)論:24首。但這和日常情形同樣不符。由此引出壓縮的分類“無損壓縮和有損壓縮”。

實(shí)踐探究三:通過教學(xué)微視頻(一段1'40''的微視頻,演示了將WAV文件轉(zhuǎn)換為MP3文件的方法)的學(xué)習(xí),引導(dǎo)學(xué)生將前面的“聲音素材.wav”進(jìn)行有損壓縮,并完成表3的填寫。

通過實(shí)踐,學(xué)生可以很快計(jì)算出前面500MB存儲(chǔ)容量的MP3播放器大約可以存放這樣的聲音文件數(shù)量:161個(gè)。這和日常情形比較接近,由此完成對(duì)前面環(huán)節(jié)中的認(rèn)知沖突的合理解釋。

三個(gè)實(shí)踐探究活動(dòng)層層推進(jìn),圍繞學(xué)生“認(rèn)知沖突”的有效解釋,在學(xué)生實(shí)踐的基礎(chǔ)上從不同層面運(yùn)用學(xué)科知識(shí),并逐步達(dá)到理解壓縮技術(shù)的教學(xué)目標(biāo)。

通過前面兩個(gè)環(huán)節(jié)看,學(xué)生對(duì)壓縮相關(guān)概念有了初步的感性認(rèn)識(shí),但對(duì)知識(shí)的理解還不全面。在總結(jié)階段,教師通過對(duì)聲音文件的有損壓縮的總結(jié),用類比的方式介紹了圖像文件、視頻文件的相關(guān)有損壓縮知識(shí),從而完善學(xué)生對(duì)“信息的壓縮”相關(guān)知識(shí)的整體把握。

教研討論

課堂教學(xué)的目的不是簡(jiǎn)單的告知,而是為了促進(jìn)學(xué)生的思維。學(xué)生思維力的提升一定是在自主探究基礎(chǔ)上對(duì)知識(shí)理解的結(jié)果。

情境問題貫穿,激發(fā)學(xué)生探究興趣。壓縮作為一個(gè)抽象的信息技術(shù)概念,學(xué)生理解比較困難。在本課例中,由認(rèn)知沖突引出課題,通過多個(gè)實(shí)踐探究活動(dòng)的不斷實(shí)施,帶著“真實(shí)任務(wù)”學(xué)習(xí),學(xué)生興趣飽滿。

探究過程分解,深化學(xué)生知識(shí)理解。在教學(xué)結(jié)構(gòu)中,根據(jù)內(nèi)容巧設(shè)問題,可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。在本課例中,三個(gè)層層遞進(jìn)的探究活動(dòng),讓學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中理解學(xué)科知識(shí)。任務(wù)分解,層層遞進(jìn),可以照顧到不同學(xué)生的差異。

“二次學(xué)習(xí)”微視頻,完善教學(xué)。課后反思及整理反饋信息,還存在兩方面不足:一是學(xué)生對(duì)壓縮的原理“數(shù)據(jù)冗余度”理解不全面;二是針對(duì)圖像、聲音、視頻的有損壓縮格式中,由于知識(shí)點(diǎn)比較分散,學(xué)生對(duì)于這類問題的綜合應(yīng)用存在欠缺。針對(duì)這些問題,我設(shè)計(jì)了“二次學(xué)習(xí)”微視頻,通過微信公眾平臺(tái)發(fā)布,讓學(xué)生在課后復(fù)習(xí)時(shí),通過手機(jī)客戶端接收、學(xué)習(xí)。

思考展望

提升思維品質(zhì),在教學(xué)中探索“為探究性理解”而教,要具備以下幾方面的特征。

把握學(xué)科核心知識(shí),穩(wěn)固核心。在課堂教學(xué)中,教師應(yīng)厘清學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu),建立整套教材內(nèi)容的架構(gòu),然后選擇與學(xué)生生活、學(xué)科學(xué)習(xí)相聯(lián)系的、可體驗(yàn)與實(shí)踐的最基礎(chǔ)知識(shí),設(shè)計(jì)課堂。

重視實(shí)踐與探究,活動(dòng)中學(xué)。實(shí)踐與探究是信息科技學(xué)科重要的學(xué)習(xí)方式,教師應(yīng)成為學(xué)生實(shí)踐與探究活動(dòng)的組織者、引導(dǎo)者與合作者。讓學(xué)生大膽嘗試,實(shí)踐自己的猜想或假設(shè),運(yùn)用科學(xué)的方法對(duì)問題進(jìn)行研究,提升問題解決的能力。

對(duì)話討論適度開放,提升思維。學(xué)習(xí)本質(zhì)上是一種思考后的對(duì)話,在對(duì)話中和自身原有經(jīng)驗(yàn)碰撞,和同伴經(jīng)驗(yàn)碰撞,在碰撞中產(chǎn)生新的思維的火花。在教學(xué)過程中,對(duì)話討論的問題設(shè)計(jì)要有一定的開放度,鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散思維。

作者單位:上海市青浦區(qū)第二中學(xué)

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