王蕾

教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)

義務(wù)教育階段有關(guān)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐是近期教研活動(dòng)的重點(diǎn)，信息技術(shù)課堂如何營(yíng)造良好的氛圍，最大程度地優(yōu)化教學(xué)效能，提升教學(xué)的創(chuàng)新性？本文據(jù)此展開相應(yīng)的研究。

問題分析

信息技術(shù)課堂教學(xué)有著獨(dú)特的學(xué)科傾向，學(xué)習(xí)效能物化為具體的作品載體，評(píng)價(jià)學(xué)生在數(shù)字化作品中的表達(dá)效果，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，觸發(fā)其有效的思維過程，提升信息技術(shù)學(xué)習(xí)力。一份滿足學(xué)生需要的教學(xué)設(shè)計(jì)，成為課堂教學(xué)效能提升的重點(diǎn)。四元教學(xué)設(shè)計(jì)在多學(xué)科中投入實(shí)驗(yàn)，可為教師設(shè)計(jì)教學(xué)過程提供參考。

● 研究基礎(chǔ)

近年來，在基礎(chǔ)學(xué)科的教學(xué)設(shè)計(jì)研究中，四元教學(xué)設(shè)計(jì)成為新的關(guān)注點(diǎn)。四元教學(xué)設(shè)計(jì)模式簡(jiǎn)稱4C/ID模式，是20世紀(jì)90年代初期，由國(guó)際著名教學(xué)設(shè)計(jì)專家范梅里恩伯爾教授等人研發(fā)。它是當(dāng)前最有影響力的教學(xué)設(shè)計(jì)模式之一，常見于綜合學(xué)習(xí)中。四元教學(xué)設(shè)計(jì)模式認(rèn)為，學(xué)習(xí)旨在實(shí)現(xiàn)綜合目標(biāo)，并且同時(shí)發(fā)展知識(shí)、技能和態(tài)度，以獲得綜合能力和專業(yè)能力。

● 信息技術(shù)學(xué)科與四元教學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)系

四元教學(xué)設(shè)計(jì)包括學(xué)習(xí)任務(wù)、相關(guān)知能、支持程序和專項(xiàng)操練四個(gè)元（要）素，在具體的教學(xué)實(shí)踐中，這四個(gè)元素對(duì)應(yīng)為一定的教學(xué)過程。這些過程闡述了教學(xué)設(shè)計(jì)者常用的設(shè)計(jì)方式，以達(dá)成有效果、有效率和有魅力的面向綜合學(xué)習(xí)的學(xué)業(yè)培養(yǎng)方案。

信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)包括信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任四個(gè)方面。由此可見，信息技術(shù)作為綜合性較強(qiáng)的技能型學(xué)科，具有典型的綜合學(xué)習(xí)特征。四元教學(xué)設(shè)計(jì)則是綜合學(xué)習(xí)活動(dòng)中的常見設(shè)計(jì)形式，在實(shí)踐領(lǐng)域有著豐富的實(shí)踐。因此，四元教設(shè)計(jì)適用于信息技術(shù)學(xué)科的課堂教學(xué)實(shí)踐。

● 基于四元教學(xué)設(shè)計(jì)的過程分析

四元教學(xué)設(shè)計(jì)模式為分析現(xiàn)實(shí)生活任務(wù)并將其轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)業(yè)培養(yǎng)方案提供了思維指引，通常包括設(shè)計(jì)和開發(fā)學(xué)業(yè)培養(yǎng)等方面，落實(shí)在具體的教學(xué)中，主要分為四個(gè)實(shí)踐過程：確定學(xué)習(xí)任務(wù)、鏈接相關(guān)知能、融合支持程序、實(shí)施專項(xiàng)操練。

過程一：確定學(xué)習(xí)任務(wù)

在四元教學(xué)設(shè)計(jì)模式中，確定學(xué)習(xí)任務(wù)是課堂教學(xué)的基礎(chǔ)，提供給學(xué)生從已有經(jīng)驗(yàn)中再認(rèn)知的機(jī)會(huì)，據(jù)此引發(fā)學(xué)習(xí)的遷移。學(xué)習(xí)任務(wù)最好是基于知識(shí)、技能與態(tài)度的完整任務(wù)，這些任務(wù)是未來職業(yè)或日常生活中處理問題所需的。學(xué)習(xí)任務(wù)可以是學(xué)生正在學(xué)習(xí)的技能、項(xiàng)目、專業(yè)任務(wù)、問題或作業(yè)等，學(xué)生在情境中推進(jìn)任務(wù)。

（1）原設(shè)計(jì)

“賽車游戲”是Scratch單元模塊的內(nèi)容，從其模塊位置而言，屬于中小學(xué)信息技術(shù)課的教學(xué)內(nèi)容，常見的教學(xué)設(shè)計(jì)模式如下：通過視頻案例導(dǎo)入課題→學(xué)生觀看生活中的應(yīng)用（如視頻、動(dòng)畫等素材）→觀察其中的工作方式→揭示課題→介紹偵測(cè)和判斷控件模塊的工作原理。自此完成導(dǎo)入與新授部分的教學(xué)。

（2）思考焦點(diǎn)

此設(shè)計(jì)看似從實(shí)際出發(fā)，結(jié)合了學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，有一定的認(rèn)知聯(lián)動(dòng)性。但是在授課中不難發(fā)現(xiàn)，生活中的賽車主題只能在視頻中觀察，學(xué)生往往不能立刻領(lǐng)悟到偵測(cè)和判斷控件之間的感性聯(lián)系，使得認(rèn)知過程中目標(biāo)模糊。另外，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，教師建立目標(biāo)、學(xué)生達(dá)成目標(biāo)的學(xué)習(xí)模式，不利于學(xué)生進(jìn)行作品創(chuàng)新，因而賽課活動(dòng)難以落實(shí)。

（3）改進(jìn)型設(shè)計(jì)

基于四元教學(xué)設(shè)計(jì)模式中，應(yīng)根據(jù)教學(xué)目標(biāo)確定具體的學(xué)習(xí)任務(wù)目標(biāo)，再根據(jù)目標(biāo)要求安排合理的學(xué)習(xí)過程。學(xué)習(xí)任務(wù)目標(biāo)應(yīng)從學(xué)生已有生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，符合兒童的認(rèn)知需要和興趣范圍。建議設(shè)計(jì)如下。

學(xué)習(xí)目標(biāo)：編寫賽車沿著賽道自動(dòng)行駛的腳本。

學(xué)習(xí)要求：使用偵測(cè)和判斷控件。

學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)：

目標(biāo)1——觀察視頻中賽車行進(jìn)的方式，確定活動(dòng)目標(biāo)。

目標(biāo)2——設(shè)置適宜的舞臺(tái)背景，繪制賽車。

目標(biāo)3——利用“移到”控件和“面向”控件編寫賽車不斷前進(jìn)的腳本。

目標(biāo)4——調(diào)試腳本，發(fā)現(xiàn)問題，糾正目標(biāo)。

目標(biāo)5——編寫賽車偏離軌道后的糾正方向。

目標(biāo)6——互玩賽車游戲，提出升級(jí)意見。

拓展目標(biāo)——學(xué)生根據(jù)自己的情況，設(shè)置自我拓展目標(biāo)。

教學(xué)評(píng)析：在上述過程中，學(xué)生帶著具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行求解活動(dòng)，在此過程中，將目標(biāo)細(xì)化為具體的小目標(biāo)，將學(xué)習(xí)重點(diǎn)細(xì)化為每個(gè)學(xué)習(xí)過程。在解決問題的過程中，逐一領(lǐng)會(huì)，完成對(duì)賽車游戲的初步認(rèn)知。通過大目標(biāo)的具體化，凸顯了計(jì)算思維的過程，因此教學(xué)效果較好。

過程二：鏈接相關(guān)知能

知能是學(xué)生認(rèn)知過程中的精神活動(dòng)，包括觀察、想象、判斷、思考等各種能力。相關(guān)知能能夠幫助學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)中的解決問題、推理以及決策等非常規(guī)技能。相關(guān)知能描述了如何組織任務(wù)領(lǐng)域，以及如何用系統(tǒng)有序的方式處理其中的問題。通過相關(guān)知能的有效鏈接，能將學(xué)生已有知識(shí)與學(xué)習(xí)目標(biāo)聯(lián)系起來，以達(dá)成認(rèn)知要求。

（1）原設(shè)計(jì)

“模擬小車巡線”是初中（小學(xué)）信息技術(shù)編程單元中的一課，學(xué)習(xí)目標(biāo)為在Scratch或Python中模擬機(jī)器人小車巡線運(yùn)動(dòng)的過程。在常規(guī)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生一般先觀察實(shí)體機(jī)器人巡線的過程，再繪制相關(guān)的過程圖，繼而通過教師演示，加入程序“如果…那么…否則”控件，完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。雖然教學(xué)思路較為清晰，但是教學(xué)效果卻不甚理想，學(xué)生參與的積極性不高，課堂氣氛沉悶。

（2）思考焦點(diǎn)

機(jī)器人巡線是學(xué)生較為感興趣的內(nèi)容，但課堂為何冷清呢？在上述的學(xué)習(xí)過程中，巡線的主題與Scratch或Python之間的認(rèn)識(shí)鏈接關(guān)聯(lián)度不夠，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知障礙，導(dǎo)致參與的熱情不高。

（3）改進(jìn)型設(shè)計(jì)

基于四元教學(xué)設(shè)計(jì)模式中，教師需要針對(duì)學(xué)情進(jìn)行知能鏈接，調(diào)動(dòng)學(xué)生的多種能力，融合在認(rèn)知過程中。在本課中，可以將場(chǎng)地中的軌道色與“偵測(cè)”模塊進(jìn)行鏈接，將機(jī)器人行走的過程與“移動(dòng)×步”進(jìn)行鏈接，將巡線中的障礙物與生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行鏈接。通過多種關(guān)聯(lián)，加深學(xué)生的理解層次。建議設(shè)計(jì)思路如下。

學(xué)習(xí)目標(biāo)：在Scratch或Python中模擬機(jī)器人小車巡線運(yùn)動(dòng)。

知能范圍：觀察力、想象力、判斷力。

教學(xué)課時(shí)：1課時(shí)。

知能鏈接：

賽車場(chǎng)地→形象繪制能力。

賽車軌道→Scratch“偵測(cè)”模塊相關(guān)控件。

虛擬行走→Scratch“動(dòng)作”模塊相關(guān)控件。

行動(dòng)避障→Scratch“如果…那么”控件。

演示調(diào)試→Scratch“多重循環(huán)”相關(guān)控件。

教學(xué)評(píng)析：在上述學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)中，將有關(guān)知能的內(nèi)容與學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行鏈接，教師引導(dǎo)學(xué)生分析其中的利弊，由學(xué)生進(jìn)行自我判斷，達(dá)成最符合自身需要的最優(yōu)策略。在此過程中，學(xué)生提升了綜合學(xué)習(xí)能力，提升了學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，培養(yǎng)了個(gè)性化設(shè)計(jì)的能力。

過程三：融合支持程序

支持程序也稱即時(shí)信息，是指某些學(xué)生認(rèn)知過程中，總是以相同的方式執(zhí)行的任務(wù)。支持程序通常為學(xué)習(xí)者提供“操作方法”或“步驟”指令。特定的支持程序需要在學(xué)習(xí)者剛接觸任務(wù)時(shí)呈現(xiàn)，作為整個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)的一部分。隨著認(rèn)知過程的推進(jìn)，支持程序會(huì)越來越少，對(duì)支持程序的需求也會(huì)減少。

（1）原設(shè)計(jì)

“隨機(jī)數(shù)”是初中（小學(xué)）信息技術(shù)編程單元中的重點(diǎn)內(nèi)容，學(xué)習(xí)目標(biāo)指向Scratch或Python模塊中“運(yùn)算”模塊中的“在×到×間隨機(jī)選一個(gè)數(shù)”控件，需要學(xué)生通過具體的實(shí)例理解隨機(jī)函數(shù)的概念，并學(xué)會(huì)使用。常見的設(shè)計(jì)思路由“舉例說明”“學(xué)生操作”“作品制作”三步組成。在實(shí)際授課中，學(xué)生模仿痕跡嚴(yán)重，作品與教師的演示范例保持一致，沒有出現(xiàn)更為精彩的修改和跟進(jìn)，缺少個(gè)性化的作品。

（2）思考焦點(diǎn)

函數(shù)和隨機(jī)數(shù)是抽象認(rèn)知概念，需要有一定的學(xué)習(xí)過程才能深入了解。常規(guī)教學(xué)設(shè)計(jì)導(dǎo)入過程過快，容易引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知困難，導(dǎo)致教學(xué)效能有限。

（3）改進(jìn)型設(shè)計(jì)

基于四元教學(xué)設(shè)計(jì)模式中，隨機(jī)數(shù)的認(rèn)知過程調(diào)動(dòng)多重支持程序，構(gòu)建學(xué)生認(rèn)識(shí)能力的圖式，為學(xué)生提供多種學(xué)習(xí)資料全方位地了解隨機(jī)函數(shù)的深層意義。建議教學(xué)思路如下。

融合算法思維：鋪墊方程求解的基礎(chǔ)知識(shí)，并進(jìn)行有關(guān)的數(shù)理練習(xí)，建立有關(guān)“數(shù)”的程序。

融合管理思維：學(xué)習(xí)肢體移動(dòng)的常識(shí)，進(jìn)行相應(yīng)的肢體活動(dòng)，建立有關(guān)“動(dòng)”的程序。

融合設(shè)計(jì)思維：學(xué)習(xí)花朵構(gòu)圖的內(nèi)容，將花朵的不同形態(tài)、不同特征、構(gòu)圖方式進(jìn)行合理的鋪墊，建立有關(guān)“形”的程序。

融入信息學(xué)科：創(chuàng)設(shè)“花兒朵朵”的項(xiàng)目，學(xué)生將以上支持程序進(jìn)行融合，完成花兒朵朵開的效果。

教學(xué)評(píng)析：在實(shí)際的課堂教學(xué)中，融合支持程序的方式獲得了成功，學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)強(qiáng)，在深入理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行二度創(chuàng)作，收到了良好的學(xué)習(xí)效果。

過程四：實(shí)施專項(xiàng)操練

專項(xiàng)操練是一個(gè)基本的學(xué)習(xí)過程，這種教學(xué)方法旨在通過適量的練習(xí)來強(qiáng)化認(rèn)知規(guī)則，最終幫助學(xué)生達(dá)到全自動(dòng)化的認(rèn)知模式。實(shí)施專項(xiàng)操練最重要的是創(chuàng)建有效的認(rèn)知環(huán)境，讓學(xué)生在一個(gè)完整、有意義的學(xué)習(xí)任務(wù)中進(jìn)行專項(xiàng)操練。專項(xiàng)操練不是獨(dú)立的過程，是與學(xué)習(xí)任務(wù)相結(jié)合的綜合學(xué)習(xí)過程，最終幫助學(xué)生形成高度整合的知識(shí)庫。

（1）原設(shè)計(jì)

“鏈表結(jié)構(gòu)”是初中（小學(xué)）信息技術(shù)編程單元中的重點(diǎn)內(nèi)容，學(xué)習(xí)目標(biāo)指向Scratch或Python模塊中“新建”模塊中的“新建鏈表”控件。教學(xué)目標(biāo)為掌握新建鏈表、結(jié)構(gòu)鏈表內(nèi)容等操作，通過建立鏈表，優(yōu)化程序腳本。在常見的教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師一般會(huì)通過“感性體驗(yàn)（觀察雜亂的腳本）→對(duì)比整理（有鏈表的腳本）→提出問題→講解原理→學(xué)生操作→小結(jié)課題”的形式來組織教學(xué)。在此過程中，學(xué)生可以掌握基本操作，但是對(duì)于“鏈表”的實(shí)施過程還處于茫然的隨機(jī)狀態(tài)，無法遷移到其他活動(dòng)中。

（2）思考焦點(diǎn)

通過對(duì)以上問題的分析，可以厘清傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的利弊：短期內(nèi)學(xué)會(huì)了技術(shù)，但后期缺乏必要的專項(xiàng)操練，導(dǎo)致學(xué)習(xí)過程遺忘率高，如果缺乏及時(shí)的記憶強(qiáng)化，會(huì)直接影響到認(rèn)知遷移效果。如果希望學(xué)生能夠完成更高層次的作品創(chuàng)作，需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境，給學(xué)生充足的專項(xiàng)操練機(jī)會(huì)。

（3）改進(jìn)型設(shè)計(jì)

基于四元教學(xué)設(shè)計(jì)模式中，教師首先分析學(xué)習(xí)對(duì)象的訴求，為不同的學(xué)生建立符合其學(xué)習(xí)風(fēng)格的情境，進(jìn)而安排一定數(shù)量的專項(xiàng)操練，確保其能夠掌握認(rèn)知內(nèi)容，再繼續(xù)實(shí)施其他操作，保證不同的學(xué)生能夠最大限度地獲取自己所需要的認(rèn)知內(nèi)容。教學(xué)建議如下。

題目：認(rèn)識(shí)鏈表。

學(xué)習(xí)目標(biāo)：通過新建鏈表，形成具有目標(biāo)性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)單元。

項(xiàng)目層次：

項(xiàng)目A→將課程表按照時(shí)間進(jìn)行有序排列。

項(xiàng)目B→將課程表按照文理科進(jìn)行不同頁面的排序。

項(xiàng)目C→將課程表按照你的喜愛程度進(jìn)行分類。

鏈表目標(biāo)：

教師展示部分學(xué)生作品，要求學(xué)生說出鏈表的方式。

學(xué)生開始自我修整認(rèn)知，營(yíng)造出不同的專項(xiàng)操練目標(biāo)：

操練1→練習(xí)“將thing加到A列表”;

操練2→練習(xí)“delete 1 of A”;

操練3→練習(xí)“insert thing at 1 of A”;

操練4→練習(xí)“replace item 1 of A with thing”;

……

教學(xué)評(píng)析：在以上的教學(xué)過程中，教師教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容發(fā)生了變化，通過多次有針對(duì)性的專項(xiàng)實(shí)操練習(xí)，鞏固了學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)，突出了對(duì)生源和學(xué)情的不同處理方式。通過構(gòu)建學(xué)生已有認(rèn)知水平的練習(xí)內(nèi)容，直觀地營(yíng)造出簡(jiǎn)單明晰的學(xué)習(xí)過程，淡化了機(jī)械操作的痕跡，注重了對(duì)鏈表結(jié)構(gòu)的搭建過程，凸顯了信息技術(shù)學(xué)科的核心素養(yǎng)。

● 討論

在信息技術(shù)學(xué)科中，四元設(shè)計(jì)模式能夠給認(rèn)知過程提供幫助，教師呈現(xiàn)相關(guān)知能的方法有助于在闡釋的過程中，幫助學(xué)生構(gòu)建有效的認(rèn)知圖式。這是一種深度加工的模式，能夠產(chǎn)生豐富的認(rèn)知模式和認(rèn)知策略，幫助提升求解水平，引發(fā)認(rèn)識(shí)遷移。在信息技術(shù)課堂教學(xué)中，學(xué)生的已有技能水平、不同單元模塊的知識(shí)基礎(chǔ)等方面，會(huì)有一定的差異，因此在教學(xué)設(shè)計(jì)之前，要關(guān)注以下一些內(nèi)容：

首先，四元為基礎(chǔ)，多元為愿景。信息技術(shù)學(xué)科中的教學(xué)模式有很多類型，本文所研究的是有關(guān)四元模式的實(shí)施過程。在具體的教學(xué)過程中，為了尋求較好的效果，可以適當(dāng)尋找適宜的元素，切勿為了差異性而忽視了教學(xué)目標(biāo)，以免本末倒置。例如，基于非典型性動(dòng)態(tài)智能的設(shè)計(jì)過程，也能給課堂教學(xué)帶來新的視域。

其次，尊重風(fēng)格，允許差異。四元教學(xué)設(shè)計(jì)的過程是相對(duì)于四元素而言的，在實(shí)際教學(xué)中，不同的內(nèi)容有不同的呈現(xiàn)形式，需要教師根據(jù)實(shí)際情況處理，尋找其共同的元素進(jìn)行必要的資源同整。允許學(xué)生在教學(xué)目標(biāo)的范圍內(nèi)，進(jìn)行合理的知識(shí)擴(kuò)展，尊重個(gè)體帶來的具有差異性的學(xué)習(xí)結(jié)果，注重評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的個(gè)性化。

最后，設(shè)置閾值，鼓勵(lì)創(chuàng)新。基于四元教學(xué)設(shè)計(jì)模式的課堂教學(xué)有可參考的程序，但是，教學(xué)的多樣性和生成性是具有隨機(jī)性的，避免過分強(qiáng)調(diào)差異性而導(dǎo)致教學(xué)的層次超過可容納的范圍，反而使得教學(xué)目標(biāo)散漫無法聚力。鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行多重創(chuàng)新，迸發(fā)思維火花。