數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新培養(yǎng)的教學(xué)策略探究

沈冰

《國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》中明確提出：“以信息技術(shù)為代表的新一輪科技革命方興未艾，互聯(lián)網(wǎng)日益成為創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的先導(dǎo)力量?！毙畔⒓夹g(shù)革命帶來社會形態(tài)的變革，從而推動面向知識社會的下一代創(chuàng)新。在這樣的背景下，培養(yǎng)小學(xué)生應(yīng)用信息技術(shù)進行學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的信息社會生存能力就顯得尤為重要。

指向核心素養(yǎng)教學(xué)的基本要求

教育部頒布的《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》提出：高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)由信息意識、計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任四個核心要素組成[1]。義務(wù)教育階段信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)也正緊鑼密鼓地制定中，并將延續(xù)這四個核心素養(yǎng)組成要素。其中，“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”素養(yǎng)是指充分運用數(shù)字化資源、數(shù)字化工具和數(shù)字化平臺，開展自主學(xué)習(xí)與群體協(xié)作，并在不斷進行創(chuàng)造創(chuàng)新的過程中所具備的基本技能和必備品格[2]。具備該素養(yǎng)的學(xué)生，具有利用信息科技開展數(shù)字化學(xué)習(xí)與交流的行為習(xí)慣;能根據(jù)學(xué)習(xí)需求，利用信息科技獲取、評價、加工、管理學(xué)習(xí)資源，開展自主學(xué)習(xí)、合作探究，解決學(xué)習(xí)問題;積極主動地運用信息科技進行學(xué)習(xí)與創(chuàng)新活動。

對小學(xué)生而言，不同年齡階段，“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”的學(xué)段特征也不盡相同。小學(xué)1年級至2年級能在成人指導(dǎo)下，選擇數(shù)字化環(huán)境開展學(xué)習(xí)活動;能辨認(rèn)基本的數(shù)字設(shè)備、平臺和資源，運用給定的數(shù)字設(shè)備收集學(xué)習(xí)資源。小學(xué)3年級至4年級了解數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境的優(yōu)勢，能在數(shù)字化環(huán)境中開展簡單的學(xué)習(xí)活動;在成人指導(dǎo)下，運用數(shù)字設(shè)備收集學(xué)習(xí)資源，進行在線學(xué)習(xí)與創(chuàng)新活動;使用數(shù)字設(shè)備組織并呈現(xiàn)收集的數(shù)據(jù)，借助可視化方式表示數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，支撐自己的觀點。小學(xué)高年級學(xué)生具有利用信息科技開展數(shù)字化學(xué)習(xí)與交流的行為習(xí)慣;能根據(jù)一定的學(xué)習(xí)任務(wù)，合理選擇數(shù)字設(shè)備、平臺和資源，通過任務(wù)分解的方式提高學(xué)習(xí)效率;運用信息科技獲取、加工、管理學(xué)習(xí)資源，開展自主學(xué)習(xí)、合作探究和創(chuàng)新活動。

核心素養(yǎng)是基于學(xué)生終生發(fā)展和適應(yīng)未來社會所需要的基本素養(yǎng)而定的，以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)需要轉(zhuǎn)變以知識為核心的教學(xué)理念。而指向數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)的信息科技課，則要求通過設(shè)計真實的學(xué)習(xí)與生活情境，讓學(xué)生在情境中發(fā)現(xiàn)和思考問題，恰當(dāng)運用數(shù)字技術(shù)解決問題，最終創(chuàng)造性完成任務(wù)或形成創(chuàng)新性的數(shù)字化成果。只有在這樣的學(xué)習(xí)經(jīng)歷中，學(xué)生才能逐漸獲得高于學(xué)科知識的、適應(yīng)現(xiàn)實與未來數(shù)字化生活的思維品質(zhì)和行為能力。

指向核心素養(yǎng)教學(xué)的基本策略

1.從學(xué)生實際出發(fā)設(shè)計情境，優(yōu)化學(xué)習(xí)體驗

傳統(tǒng)信息科技課將信息的鑒別、采集、加工、管理等知識點作為教學(xué)的單一核心，通常是直接進行抽象概念與工具方法的學(xué)習(xí)，即使有任務(wù)驅(qū)動，卻也常常是脫離了現(xiàn)實生活，由學(xué)生在教師模擬的情境中完成任務(wù)。然而，學(xué)生生活在一個由真實世界與數(shù)字世界交融的環(huán)境中，這個環(huán)境復(fù)雜而多變，面對的問題也往往更豐富多元，以知識為導(dǎo)向的課堂難以讓學(xué)生形成分析與解決實際問題的能力。因此，只有基于學(xué)生現(xiàn)實的學(xué)習(xí)與生活需求，創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，將學(xué)科知識與技能的學(xué)習(xí)和運用融入到現(xiàn)實問題的解決中去，才能真正培養(yǎng)學(xué)生判斷環(huán)境、分析需求、解決問題的能力，增強個體在信息社會的適應(yīng)力，這也是以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的課程標(biāo)準(zhǔn)所提倡的。

在3D打印教學(xué)活動中，學(xué)生所要設(shè)計制作的作品都是源于生活實際需求：多功能的筆筒、鋼琴指法矯正器、小鳥的“家”等，這些作品完成之后都可以應(yīng)用于真實生活之中，并能取得良好的使用效果。在這個過程中，教師要做一個善于觀察、關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)與生活的有心人，了解學(xué)生的學(xué)科學(xué)習(xí)、生活活動、性格特征和情感需求，這樣才能設(shè)計出生動的、有益的、“走心”的教學(xué)情境來，并讓學(xué)生在這樣的情境中既學(xué)習(xí)知識，又培養(yǎng)運用知識解決問題的能力。

2.從解決實際問題出發(fā)，選擇適宜技術(shù)

信息科技課程的一個顯著特征就是學(xué)會使用各種信息處理工具，但這并不意味著教師可以把信息科技課等同于工具使用操作課，把工具的操作與掌握作為教學(xué)的主要內(nèi)容，讓學(xué)生整節(jié)課都研究某個軟件的功能面板、操作選項的場景。

基于數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新核心素養(yǎng)的教學(xué)要求學(xué)生形成在數(shù)字化環(huán)境中，評估和選擇有效的技術(shù)來開展學(xué)習(xí)、解決問題的基本素養(yǎng)和能力。這里的“技術(shù)”并不特指某個品牌或某個版本的工具，而是為了解決某一類問題，選擇或綜合運用一個或多個工具、一項或多項資源、一種或多種手段的過程與思想方法，其最終目標(biāo)是高效率、高質(zhì)量甚至是創(chuàng)造性地解決問題、完成任務(wù)。

3.從學(xué)生作品創(chuàng)作出發(fā)，注重創(chuàng)新和表達

數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新核心素養(yǎng)強調(diào)讓學(xué)生在數(shù)字化學(xué)習(xí)過程中創(chuàng)造性解決問題和形成創(chuàng)新成果。但在傳統(tǒng)信息科技課堂中，“模仿秀”的場景隨處可見，即教師示范工具的操作方法，之后學(xué)生進行模仿與操練，這種以教師為中心的教學(xué)方式顯然遏制了學(xué)生的創(chuàng)新思維與創(chuàng)造能力。事實上，在現(xiàn)實學(xué)習(xí)生活中，即使面對同一個問題，學(xué)生思考的方向、解決問題的方式也不盡相同。若能將這些思維的過程與結(jié)果用數(shù)字化的形式進行表達，將有利于培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、自主學(xué)習(xí)、探究創(chuàng)新的學(xué)習(xí)習(xí)慣以及在數(shù)字世界中發(fā)現(xiàn)、欣賞和展示信息科技學(xué)科價值的能力。因此，在數(shù)字化學(xué)習(xí)過程中，我們可以讓學(xué)生基于現(xiàn)實學(xué)習(xí)與生活需求，在運用數(shù)字化工具和資源解決實際問題的過程中進行數(shù)字化作品創(chuàng)作。這里重點體現(xiàn)“創(chuàng)”，即在富有個性表現(xiàn)力的作品中充分展現(xiàn)自己的見解與構(gòu)思。

基于教學(xué)策略的實踐案例

依據(jù)數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的教學(xué)策略，在實施“一種基于3D打印技術(shù)的鋼琴手型矯正器”項目教學(xué)活動時，經(jīng)歷以下幾個階段。

第一，發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的整個過程是基于學(xué)生實際生活經(jīng)歷。

隨著人們生活品質(zhì)的不斷提升，從小練習(xí)鋼琴的兒童越來越多，而很多初學(xué)者經(jīng)常被鋼琴老師批評手型不好，甚至還有家長為了幫助孩子養(yǎng)成良好的手型姿勢，把縫衣服的針粘在鋼琴上，可見，手型問題對鋼琴初學(xué)者來說至關(guān)重要。基于這樣的生活實際，學(xué)生非常想幫助鋼琴初學(xué)者矯正手型，同時減輕鋼琴老師的教學(xué)負(fù)擔(dān)。

問題提出了，如何解決問題呢？首先讓學(xué)生自己嘗試是否可以解決問題。學(xué)生最初嘗試練琴者的手掌中放置一個媽媽卷頭發(fā)用的發(fā)卷，然后用橡筋連接成圓圈，固定在手掌中，后來，使用瓦楞紙制作了一個模型，效果都不太理想。閉門造車沒法解決問題，是否還有其他的方法？

第二，教師引導(dǎo)學(xué)生選擇適合的技術(shù)來解決問題。

學(xué)生有了初步解決問題的方法，但缺乏合適的技術(shù)來實現(xiàn)。此時，教師就需要與時俱進，堅持學(xué)習(xí)、吸納、嘗試、融合，自覺、主動地將有益的或先進的技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)活動中。教師引導(dǎo)學(xué)生做一些調(diào)查工作：閱讀相關(guān)的資料，去專利網(wǎng)、某寶網(wǎng)查找，發(fā)現(xiàn)已有這類產(chǎn)品，買來自己家反復(fù)試用，尋找有使用經(jīng)驗的鋼琴初學(xué)者詢問使用情況，發(fā)現(xiàn)這類產(chǎn)品的不足，然后開啟了自己的創(chuàng)新之路。在這個過程中，教師的這種終身學(xué)習(xí)、勇于嘗試、善于融合的精神也會深深地影響到學(xué)生。具體的研究過程如圖1所示。

通過測試證明，基于3D打印技術(shù)的鋼琴手型矯正器，對手型有問題的鋼琴初學(xué)者能起到較好地矯正姿勢的作用，得到了鋼琴初學(xué)者和鋼琴老師的好評。

第三，項目研究的整個過程注重創(chuàng)新與表達。

課題的研究從問題的提出到最后成果的實現(xiàn)經(jīng)歷了大約一年半的時間，期間有過很多的波折，學(xué)生有過很多情緒，在問題的提出過程中有過疑惑，擔(dān)心有同類產(chǎn)品，再創(chuàng)新是否能實現(xiàn)突破？通過各種資料的查詢，前期很多的準(zhǔn)備工作，了解了同類產(chǎn)品的缺點，最終確定了課題。在產(chǎn)品的設(shè)計制作過程中有過畏難情緒，設(shè)計一個作品要考慮很多方面的因素，涉及多學(xué)科知識，需要查閱很多的資料，測量各種數(shù)據(jù)，每一個創(chuàng)新的過程都會經(jīng)歷很多的失敗、重試，教師不斷的鼓勵學(xué)生，不要放棄，幫助學(xué)生尋找方向，樹立信心。

在整個項目研究過程中，學(xué)生不僅僅是展示其最終的3D打印作品及實際演示效果，期間還有大量的師生互動、生生互動及家?；印Ｈ鐒?chuàng)意過程中的思維導(dǎo)圖、3D建模后的三維展示、作品創(chuàng)作中的路演PPT等，這些都需要不斷的信息交互及思維表達。

最終，在創(chuàng)新的過程中也收獲了很多的喜悅，電腦中模型設(shè)計完成、3D打印機成功打印出全新的模型、測試成功達成目等，見證了學(xué)生一次次小成功后的欣喜。在課題的研究過程中充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性，學(xué)生從中獲得了更多的知識技能，學(xué)會了對各種知識進行整合，體驗了科學(xué)創(chuàng)造的快樂，提升了創(chuàng)造能力，促進了全面發(fā)展。

在日常的教學(xué)中必須努力呵護學(xué)生們的好奇心，引導(dǎo)他們做有心人，多觀察、多思考，結(jié)合實際發(fā)現(xiàn)問題。讓學(xué)生在自己親身體驗中感知、思考、創(chuàng)造，拓展學(xué)生對創(chuàng)新的認(rèn)知和理解，從而提升數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)。

教學(xué)成效

為了檢測小學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)的提升效果，可采用問卷調(diào)查、作品跟蹤、評價量表等多種方法。依據(jù)學(xué)段目標(biāo)，把小學(xué)生創(chuàng)新能力作為數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)的重要評價維度，使其能夠獨立地綜合運用個體現(xiàn)有知識，發(fā)現(xiàn)新觀點、新知識、探尋并掌握規(guī)律，運用于解決具體現(xiàn)實問題。因此，可以把創(chuàng)新能力分解為3種具體能力：“發(fā)現(xiàn)與提出問題”的能力、“信息處理”能力及“分析與解決問題”的能力[3]。

以“發(fā)現(xiàn)與提出問題”為例，包括：“問題熟悉度”“問題關(guān)聯(lián)”“問題原因”和“問題層級”4個二級指標(biāo)。每個指標(biāo)均含有不同的梯度，以此來確定小學(xué)生在該評價指標(biāo)所具有的能力指數(shù)。以此類推，歸納羅列出小學(xué)生創(chuàng)新能力評價指標(biāo)（表1），借此對教學(xué)活動做出評價。

通過評價指標(biāo)對學(xué)生進行前測和后測，檢測結(jié)果表明學(xué)生創(chuàng)新能力有較大提高。絕大部分學(xué)生“信息處理”指標(biāo)的評價都很好，不僅僅能運用各種渠道收集信息，并能對信息做適當(dāng)?shù)恼怼⒔y(tǒng)計與分析，從而解決問題，如圖2所示。

而“分析與解決問題”指標(biāo)，很多學(xué)生評價不是很好，主要體現(xiàn)在對問題的深度和廣度還不熟悉，解決問題的方法更多的來自模仿，創(chuàng)新性不夠。這主要是由于小學(xué)生年齡低，生活實踐經(jīng)驗缺乏造成的。

由此可以看出，優(yōu)化教學(xué)活動策略，對于提升小學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)效果明顯。當(dāng)然，教學(xué)活動的優(yōu)化是一個不斷迭代、長期堅持的過程。隨著學(xué)生實際情況的變化及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，如何有效開展教學(xué)活動，提升學(xué)生核心素養(yǎng)永遠(yuǎn)是我們值得探索的課題。

參考文獻

中國人民共和國教育部. 普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[M]. 北京：人民教育出版社，2018.

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