小學(xué)Python編程教學(xué)的逆向設(shè)計(jì)與實(shí)施

王敏軍

【摘? ?要】新時(shí)代背景下的課堂應(yīng)該重視以理解為先的體驗(yàn)性學(xué)習(xí)。逆向設(shè)計(jì)從預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果入手，通過必要的證據(jù)來判斷學(xué)生是否能達(dá)到預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果，最后設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)。教師應(yīng)分析學(xué)情，精準(zhǔn)預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果;梳理知識(shí)，合理制定評(píng)估標(biāo)準(zhǔn);發(fā)展思維，有效設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和思維水平。

【關(guān)鍵詞】逆向設(shè)計(jì);信息技術(shù);Python;體驗(yàn)性學(xué)習(xí)

核心素養(yǎng)觀照下的信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)逐步從課時(shí)設(shè)計(jì)向單元整體設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變。教師以學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)為前提，改變以往按部就班的教學(xué)，對(duì)課堂進(jìn)行逆向設(shè)計(jì)。所謂逆向設(shè)計(jì)，指的是以學(xué)生學(xué)習(xí)的預(yù)期結(jié)果為前提，以精確化的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)確定教學(xué)內(nèi)容和形式的教學(xué)設(shè)計(jì)方式。Wiggins & McTighe率先在“追求理解的教學(xué)設(shè)計(jì)（Understanding by Design，簡(jiǎn)稱UbD）”的要義中提出了逆向設(shè)計(jì)的理論。逆向設(shè)計(jì)的過程如圖1所示，教師可以從預(yù)期教學(xué)結(jié)果即學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)入手，通過一定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來判斷學(xué)生能否達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)結(jié)果，最后再安排相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)。本文從小學(xué)信息技術(shù)Python編程教學(xué)的案例切入，呈現(xiàn)逆向設(shè)計(jì)理念下的課堂教學(xué)。

一、分析學(xué)情，精準(zhǔn)預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果

逆向設(shè)計(jì)視域下的教學(xué)設(shè)計(jì)以學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果為核心。在實(shí)施過程中，教師應(yīng)將學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)放在首位，由此真正體現(xiàn)學(xué)生的主體地位。

（一）精準(zhǔn)梳理概念，細(xì)化基本問題

眾所周知，答疑解惑是推動(dòng)教與學(xué)順利進(jìn)行的內(nèi)在動(dòng)力。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)在信息技術(shù)編程學(xué)習(xí)中提出與之相關(guān)的問題，并對(duì)其進(jìn)行梳理分析，尋求解決問題的方法和途徑。

理解是對(duì)知識(shí)和技能進(jìn)行的有意義的推理。學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和技能的熟練程度是以理解為基礎(chǔ)的。如在教學(xué)《溫度轉(zhuǎn)換——順序結(jié)構(gòu)》一課時(shí)，教師通過布置調(diào)查、詢問和前測(cè)等方法了解學(xué)生在理解“用程序解決問題”時(shí)的思維障礙，并對(duì)其進(jìn)行梳理。

教師確定的目標(biāo)如下。

1.能說出算法的概念，并能用自然語言陳述算法。

2.能說出流程圖的概念，并能用基本圖形、符號(hào)繪制順序結(jié)構(gòu)流程圖。

3.能按照“輸入、處理和輸出”的順序結(jié)構(gòu)編寫溫度轉(zhuǎn)換的程序。

學(xué)生的基本問題如下。

1.如何提煉用程序解決問題的一般步驟？

2.在什么情況下用順序結(jié)構(gòu)來解決問題？

在結(jié)構(gòu)化程序的設(shè)計(jì)中，教師將程序分為順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)，以解決各項(xiàng)問題。用順序結(jié)構(gòu)解決問題前必須將解決問題的方法描述成能夠執(zhí)行的操作步驟。只有清晰梳理問題，才能合理、精準(zhǔn)地制訂相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)，客觀預(yù)設(shè)預(yù)期的學(xué)習(xí)結(jié)果。有了課前的問題梳理，學(xué)生才能在學(xué)習(xí)過程中自主思考問題，通過學(xué)習(xí)解決問題，逐步形成完備的知識(shí)體系。

（二）合理確定目標(biāo)，構(gòu)建意義理解

逆向設(shè)計(jì)理論是基于理解的教學(xué)理論。相應(yīng)地，逆向設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)依據(jù)也應(yīng)以理解為中心。理解是有意義的推理，主要包括解釋、闡釋、應(yīng)用、洞察、移情和自我認(rèn)知六個(gè)方面。如教學(xué)《身高問題》一課時(shí)，教師就從闡釋、洞察和自我認(rèn)知這三個(gè)維度去觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)去了解學(xué)生此刻已達(dá)到的理解水平。

環(huán)節(jié)1：闡釋“選擇結(jié)構(gòu)”

師：請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合親身體驗(yàn)，思考什么是選擇結(jié)構(gòu)的程序？

學(xué)生思考，并和同伴交流。

教師設(shè)計(jì)這個(gè)環(huán)節(jié)旨在激發(fā)學(xué)生對(duì)“選擇結(jié)構(gòu)”進(jìn)行闡釋，檢測(cè)學(xué)生是否能對(duì)選擇結(jié)構(gòu)程序進(jìn)行有意義的陳述、解釋和表現(xiàn)。學(xué)生所面臨的挑戰(zhàn)是將學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和生活經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，并對(duì)自己理解的內(nèi)容進(jìn)行闡述。

環(huán)節(jié)2：洞察“自己”

師：你有哪些成功的編程經(jīng)驗(yàn)可以分享？你編寫了哪些成功的選擇結(jié)構(gòu)程序？

學(xué)生回憶自己的成功經(jīng)歷，和同伴們進(jìn)行分享。

教師設(shè)計(jì)這個(gè)環(huán)節(jié)旨在引導(dǎo)學(xué)生洞察“自己”，通過不同的角度思考問題，并進(jìn)行自我反思。教師可以通過引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我建構(gòu)，并從“闡釋、洞察和自我認(rèn)知”等維度進(jìn)行觀察，了解學(xué)生現(xiàn)有的理解程度，從而精準(zhǔn)預(yù)期學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果。

二、梳理知識(shí)，合理制定評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

逆向設(shè)計(jì)視域下的評(píng)價(jià)是以預(yù)期的學(xué)習(xí)結(jié)果為前提的，逆向設(shè)計(jì)就是通過收集和厘清評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和證據(jù)來證明學(xué)生是否已經(jīng)達(dá)到預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果。教師不僅要根據(jù)課程目標(biāo)和學(xué)情明確學(xué)生需要掌握的知識(shí)和技能，還要明確學(xué)生已達(dá)到的水平，如通過一些檢測(cè)對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)（如圖2），及時(shí)調(diào)整自己的教學(xué)行為。

（一）收集多維證據(jù)，夯實(shí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

在以往的教學(xué)設(shè)計(jì)中，學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)往往安排在教學(xué)活動(dòng)之后，一般采用練習(xí)、測(cè)試或作品展示的形式進(jìn)行。逆向設(shè)計(jì)視域下的教學(xué)設(shè)計(jì)要確定明確的目標(biāo)，制定合理的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以目標(biāo)的達(dá)成與否作為評(píng)價(jià)的依據(jù)。

信息技術(shù)程序教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)先于教學(xué)活動(dòng)，教師一般會(huì)采用表現(xiàn)性任務(wù)證據(jù)和其他與之相關(guān)的評(píng)價(jià)證據(jù)。如在教學(xué)《累加問題》一課時(shí)，在了解一定預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果的基礎(chǔ)上，教師以表現(xiàn)性任務(wù)和其他評(píng)價(jià)證據(jù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)預(yù)期結(jié)果，教師用以下任務(wù)了解學(xué)生對(duì)循環(huán)結(jié)構(gòu)的理解程度。表現(xiàn)性任務(wù)1.用自然語言對(duì)“累加問題”進(jìn)行陳述。2.對(duì)“累加問題”進(jìn)行算法分析，包括計(jì)算當(dāng)前的整數(shù)和累加當(dāng)前所有項(xiàng)數(shù)的總和。3.畫出“累加問題”循環(huán)結(jié)構(gòu)的算法流程圖。其他任務(wù)1.簡(jiǎn)答題：描述兩個(gè)由于語句不完整可能引起的程序bug，并解釋如何避免這些bug。2.技能測(cè)試：口頭闡述程序調(diào)試。

學(xué)習(xí)前有了相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生在后續(xù)的學(xué)習(xí)中就能根據(jù)這些表現(xiàn)性任務(wù)和其他證據(jù)去驗(yàn)證循環(huán)結(jié)構(gòu)的真實(shí)性。之后再對(duì)已有的其他編程語言進(jìn)行遷移，逐步形成循環(huán)結(jié)構(gòu)的編程思維和操作模型。

（二）創(chuàng)設(shè)多元內(nèi)容，豐富自我評(píng)價(jià)

在基于逆向設(shè)計(jì)的程序教學(xué)中，學(xué)生的自我評(píng)價(jià)至關(guān)重要。教師應(yīng)將自我評(píng)價(jià)嵌入、貫穿于學(xué)生的整體學(xué)習(xí)活動(dòng)中。逆向設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)既可以使教師在設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)前明確教學(xué)的重、難點(diǎn)，在內(nèi)容和形式上做出取舍，還可以掌握學(xué)生需要達(dá)到的預(yù)期結(jié)果，使教學(xué)指向目標(biāo)，確保教學(xué)評(píng)的一致性。如在教學(xué)《冒泡排序》一課時(shí)，教師根據(jù)預(yù)期結(jié)果，設(shè)計(jì)了基于評(píng)價(jià)項(xiàng)目、評(píng)價(jià)內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)主體四個(gè)維度的自我評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，如表1。

從某種意義上來說，學(xué)生的自我評(píng)價(jià)過程就是發(fā)現(xiàn)預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果證據(jù)的過程。評(píng)價(jià)證據(jù)發(fā)現(xiàn)意味著預(yù)期結(jié)果的實(shí)現(xiàn)。由此，目標(biāo)、評(píng)價(jià)與教學(xué)之間的一致性就得到了保障。

三、發(fā)展思維，有效設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)

逆向設(shè)計(jì)視域下的學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)以預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)是在預(yù)期目標(biāo)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)確定的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。

（一）凸顯教學(xué)活動(dòng)，完善學(xué)習(xí)體驗(yàn)

明確預(yù)期結(jié)果和厘清評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之后，設(shè)計(jì)有效的教學(xué)活動(dòng)就顯得尤為重要。在此過程中，教師要注重資源的積累、教學(xué)方法的選擇和教學(xué)順序的布置，結(jié)合大概念目標(biāo)，創(chuàng)造性地使用教材。

逆向設(shè)計(jì)能確保實(shí)施的學(xué)習(xí)活動(dòng)與之前的預(yù)期目標(biāo)統(tǒng)一。教師既要引導(dǎo)學(xué)生全身心地投入到學(xué)習(xí)中，又要確保預(yù)期結(jié)果的達(dá)成。如在教學(xué)《百元買百雞》一課時(shí)，教師從學(xué)生的已有知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，安排有效的閱讀活動(dòng)，促進(jìn)知識(shí)遷移，最終通過枚舉策略解決問題。教師帶領(lǐng)學(xué)生分析問題中的數(shù)量關(guān)系，找出等量關(guān)系并列出方程，再引導(dǎo)學(xué)生研究Scratch中“百錢買百雞”的程序腳本，最后利用枚舉法解決問題。在這一程序教學(xué)中，教師合理地將逆向設(shè)計(jì)運(yùn)用于教學(xué)實(shí)踐中，實(shí)現(xiàn)了程序教學(xué)的高效性。

（二）夯實(shí)課堂效果，改進(jìn)教學(xué)反思

基于逆向設(shè)計(jì)的信息技術(shù)程序教學(xué)課堂活動(dòng)要激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究和參與的熱情。學(xué)生在完成學(xué)習(xí)活動(dòng)后，能否進(jìn)行反思，是證明教學(xué)是否成功的標(biāo)準(zhǔn)之一。教師可以設(shè)計(jì)相應(yīng)的問題反思模板，便于學(xué)生及時(shí)梳理所學(xué)的知識(shí)與技能。反思的問題模板如表2。

所有的問題反思都是來源于理解的六個(gè)維度，學(xué)生需要明白這些問題，交流涉及的所學(xué)知識(shí)，并進(jìn)行遷移運(yùn)用。

總體而言，基于逆向設(shè)計(jì)視域下的信息技術(shù)程序教學(xué)有別于傳統(tǒng)的教學(xué)。教師要依據(jù)學(xué)情預(yù)設(shè)學(xué)習(xí)結(jié)果，確定評(píng)價(jià)依據(jù)，有針對(duì)性地開展教學(xué)活動(dòng)。學(xué)生在這樣的課堂上能夠發(fā)現(xiàn)問題、探究問題，對(duì)知識(shí)進(jìn)行有意義的理解，逐漸形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S和卓越的能力。

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（浙江省杭州市富陽區(qū)富春第五小學(xué)? ?311400）