随着人工智能时代的到来,人类在不断研究如何让机器实现自主学习,如果教师的教和学生的学还停留在浅层学习、机械学习层面,显然难以面对智能时代的挑战。
本书力求通过在小学信息科学学科推行指向深度学习的单元教学,摒弃当前教学中的陈旧方式,帮助教师加深对教学本质和过程的理解,发展学生的深度思维,培养学生的核心素养,促进学生更好地学习。
第一章 小学信息科技深度学习的内涵与意义
核心素养是引领基础教育课程改革的新理念,是课程育人价值的集中体现。当前,世界各国的课程改革都以核心素养的培养为目标,进入素养时代。
随着信息科技的飞速发展,数字素养与技能成为社会主义事业建设者的一种必备素养和技能。对于一线教师来说,培养学科核心素养也就成为信息科技课程的出发点。新课程标准指出,信息科技课程要培养的核心素养,主要包括信息意识、计算思维、数字化学习和创新、信息社会责任。信息意识是指个体对信息的敏感度和对信息价值的判断力;计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法,在问题解决过程中运用的抽象、分解、建模、算法设计等思维活动;数字化学习与创新是指个体通过选用合适的数字资源、平台、设备,有效组织学习过程与学习资源,开展探究性学习,创造性解决学习生活问题;信息社会责任是指个体在信息社会中的文化修养、道德规范和行为自律等方面应承担的责任。这四个维度互相支持,互相渗透,共同促进学生数字素养与技能的提升。
学科教学是学科思维活动的教学。思维活动的深度、广度决定了一个人的社会价值。小学信息科技教材中理论知识不多,教师在教学中存在着重视学生的技能操作、忽视高阶思维培养的现象。长此以往,学生信息科技学科核心素养的培育就难以保证。因此,信息科技课要以培育学生核心素养为导向,教师需要深入研究教学策略,帮助学生开展深度学习,让学生在学习中拥有参与感、成就感,真正达成有深度的教与学。
一、核心素养目标下的深度学习概述
未来社会必定是信息科技高度发达的社会,数字时代对人才素养的要求与传统社会大不相同。近年来,深度学习的研究迅速兴起,科技的发展对于教育的支持与变革,有效提高了学生探究、合作的深度和广度。小学信息科技学科的主要教学目标是通过信息科技的综合实践活动,培养学生们的基本数字素养,为他们将来走向信息社会、数字社会奠定基础。教师蜻蜓点水地“教”,学生浅尝辄止地“学”,无法实现发展学生信息科技能力、形成学生信息科技素养的教学目标,因此必须在信息科技教学中引导学生开展深度学习。
深度学习本是机器人研究领域的一个名词,就是让机器能够模仿人的大脑进行思考。近几年,学科教学领域也越来越重视和强调深度学习。深度学习是借助具有挑战性的问题激活深层动机,进而围绕问题展开切身体验的高阶思维,逐渐达成深度理解和实践创生。能够对学习者产生深远影响的学习样态,是把学生思维从低阶引向高阶的学习过程,更加关注学生对学习内容的深层理解,积极发挥学生的学习主观能动性,促进学生对学习内容的自我建构,参与创造性学习活动。
深度学习是与浅层学习相对而言的概念,主张学生自主参与到教学过程中,使小学信息科技教学更有效率。深度学习建立在理解学科核心知识的基础上,是一种积极的学习方式。学生在教师的指导下,通过解释、举例、分析、总结、表达、解决具体问题等形式开展有意义的探究性学习活动,通过对已有知识的重新建构,加速对新知识的理解。学习者灵活地迁移、应用知识,通过有效的合作创造性地解决实际问题,提高学习和反思的能力。学校把深度学习的概念引入教学之中,体现了育人为本的教育理念,无论在什么样的教学环境中,发展学生思维永远是第一位的。
深度学习具有内源性、整合性、深刻性、生成性这四个基本特征,分为深层动机、切身体验、高阶思维、深度理解、实践创生这五个基本维度。深度学习能够激发学生学习的原动力,让学生的学习动机更有深度;能够帮助学生体会建构知识的过程,让学生更有深度地内化吸收;让学生学到更有深度的知识,收获深度学习的成果。深度学习教学设计包括四个基础要素:单元学习主题的选择、单元学习目标的确定、单元学习活动的设计和持续性评价的开展。
将深度学习机制引入信息科技学科教学,能够给学生带来更多学习和实践的机会,能够有效提升课堂学习效率。教师要正视深度学习的现实应用,树立深度学习教学意识,利用任务驱动、项目调动、知识链接、平台互动、实践训练等手段,给学生提供深度学习机会,促进学生学科核心能力的成长。
(一)选择单元学习主题
深度学习的判定有三个基本标准:知识的深度、知识的广度、知识之间的关联度。传统教材的知识体系,是将知识内容分割成小的知识点,基于“课时”“知识点”编写教材。随着课程目标由知识本位转向素养本位,原有的教材编排方式,不利于教师整体把握单元学习主题,无法突出核心内容的整体目标和重点难点,也难以匹配和实现对学生核心素养的培养。
达成素养目标需要与之相匹配的单元教学设计。教师必须整体分析单元内容和主题,确定重点达成目标,设计引导学生深度探究的教学活动,在全面归纳单元知识的坚实基础上,以学习主题深度设计,帮助学生理解关键概念,形成知识架构及解决问题的思路。
新课标倡导“跨学科式”主题创设,将抽象枯燥的信息科技知识巧妙地融入生活情境,从而激发学生的学习兴趣、探究意识,让学生涌现有创意、有个性的想法,扩大学生的认知时空,为数字素养的提升添砖加瓦。
在信息科技教学中,主题的确定有多种方式,但都必须结合教学目标及教学内容、学生已有的知识经验,创设真实的情境,以提高学生的学习参与度和沉浸度。强调参与式学习、创造性解决问题的深度学习策略,将“跨学科主题”作为信息科技课程的重要组成部分,倡导真实性学习。学科之间的深度整合是教育改革的必然趋势,我们把信息科技课程与相关学科相融合,设计了一些交叉式实践项目,教学情境与学生的真实生活有机结合,真正实现了“做中学”“用中学”“创中学”,凸显学生的主体地位。
在深度学习的基础上,教师也要重视信息科技知识的传授和讲解,将信息科技知识和实践应用有机结合,把控好教学内容的深度和广度。
【案例】
鲁教版信息技术教材第三册分为“文字编辑能手Word”和“精彩漂亮PPT”两个主题单元。第一单元“文字编辑能手Word”一共包括8 课,如果按课时零散教学这八课内容,学生的学习也就止于掌握浅层次的操作技能,很难深度理解各知识点之间的关联,并进行创造性地迁移运用。
在深入分析八课内容之后,重组第1 单元重点内容,分成三个学习板块:文字编辑、插入对象和排版布局。然后确定学习主题“文明交通”,并划分成“文明交通我倡议”“交通标志我设计”和“出行手册我制作”三个前后关联的小主题活动,巧妙地连接起本单元三个学习板块。在学习过程中,学生关注到知识点之间的联系,深度思考并创造性地运用所学知识,不仅能形成跨学科思维模式,还能培养合作意识、创新意识及实践能力。
教师基于学生认知水平和对学习主题的理解,整体分析及重组教材内容,指导学生积极地探究相关挑战性问题,深刻地掌握学科核心知识点,并运用所学解决实际问题。
(二)确定单元学习目标
单元学习目标,通常是指在完成整个单元的学习之后,学生应该获得的学科核心素养,比如综合运用本单元的知识与技能,掌握解题思路与方法,提升解决问题的能力,并且从中获得内心的愉悦与幸福感等等。深度学习的单元学习目标,是教师教学设计、教学实践的“指南针”,引领教师调控教学活动,反思教学行为。
课堂学习的过程是丰富且复杂的,教师要促进学生深度学习,首先要明确教学目标。但是在实际教学中,教学目标的确定存在如下问题:
没有从整体上把握单元教学终极目标,在设计教学目标时只考虑到具体课时目标,学生对知识点缺乏系统的理解;
教学设计偏重知识技能目标的实现,忽视了对学生能力、学习方法及情感态度价值观等方面的培养,学生的核心素养得不到真正的提高;
没有考虑学生的差异,没有对学习目标进行分层,而是片面地强调发展性目标。
针对上述问题,我们认真研读新课标,深度理解钻研教材,全面分析学情,科学设定单元学习目标。
第一章 小学信息科技深度学习的内涵与意义……………………… 001
一、核心素养目标下的深度学习概述… ……………………………… 002
二、开展小学信息科技深度学习的意义… …………………………… 014
第二章 小学信息科技深度学习的教学设计………………………… 019
一、什么是小学信息科技深度学习的教学设计… …………………… 019
二、如何进行小学信息科技深度学习的教学设计… ………………… 022
第三章 小学信息科技深度学习实施策略…………………………… 052
一、小学信息科技深度学习实施基础… ……………………………… 052
二、小学信息科技深度学习实施路径… ……………………………… 073
三、小学信息科技深度学习保障措施… ……………………………… 095
第四章 指向深度学习的单元教学案例……………………………… 101
“我爱家乡绘画展”单元教学案例… ………………………………… 101
一、单元主题解读… …………………………………………………… 101
二、单元学习目标… …………………………………………………… 102
三、单元学习活动… …………………………………………………… 104
四、单元评价… ………………………………………………………… 107
五、教师反思… ………………………………………………………… 108
六、教学片段… ………………………………………………………… 110
七、单元作业… ………………………………………………………… 112
“云支付与网络安全”单元教学案例… ……………………………… 118
一、单元主题解读… …………………………………………………… 118
二、单元学习目标… …………………………………………………… 119
三、单元学习活动… …………………………………………………… 120
四、单元评价… ………………………………………………………… 125
五、教学片段… ………………………………………………………… 127
六、单元作业… ………………………………………………………… 128
“网上领略魅力威海”单元教学案例… ……………………………… 139
一、单元主题解读… …………………………………………………… 139
二、单元学习目标… …………………………………………………… 140
三、单元学习活动… …………………………………………………… 141
四、单元评价… ………………………………………………………… 144
五、教师反思… ………………………………………………………… 146
六、教学片段… ………………………………………………………… 147
七、单元作业… ………………………………………………………… 150
“校园智能垃圾桶设计”单元教学案例… …………………………… 154
一、单元主题解读… …………………………………………………… 154
二、单元学习目标… …………………………………………………… 155
三、单元学习活动… …………………………………………………… 156
四、单元评价… ………………………………………………………… 159
五、教学片段… ………………………………………………………… 160
六、单元作业… ………………………………………………………… 162
附 录 信息科技教育教学实践研究………………………………… 172
基于信息科技提升学生核心素养的区域探索与实践… ……………… 172
一、研究背景… ………………………………………………………… 172
二、研究目的… ………………………………………………………… 173
三、项目实施… ………………………………………………………… 174
四、研究发现… ………………………………………………………… 178
五、项目反思… ………………………………………………………… 179
六、主要成果… ………………………………………………………… 180
创新·融合·实践——信息科技课程的开发与实施… ……………… 183
一、开发理念 …………………………………………………………… 183
二、课程依据… ………………………………………………………… 183
三、课程目标… ………………………………………………………… 184
四、课程结构… ………………………………………………………… 185
五、课程实施… ………………………………………………………… 188
六、取得成效… ………………………………………………………… 199
小学编程校本课程的开发和实施研究… ……………………………… 200
一、背景和目的… ……………………………………………………… 200
二、校本课简介… ……………………………………………………… 200
三、实施过程与措施… ………………………………………………… 201
四、探索在校本课中开展的有效经验… ……………………………… 205
农村小学普惠型STEM 创新课程的建设与推进………………………… 208
一、背景和目的… ……………………………………………………… 208
二、研究过程与方法… ………………………………………………… 210
三、实施过程与措施… ………………………………………………… 218
四、研究成果… ………………………………………………………… 222
温馨提示:请使用泸西县图书馆的读者帐号和密码进行登录