初中信息科技單元作業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐與探索

鄒斌

［摘 要］文章以初中信息科技“走進(jìn)程序世界”單元作業(yè)設(shè)計(jì)為例，從作業(yè)內(nèi)容的統(tǒng)整，作業(yè)目標(biāo)的制訂，作業(yè)類型的確定，作業(yè)設(shè)計(jì)的自評(píng)、反思與改進(jìn)等幾個(gè)角度闡述初中信息科技單元作業(yè)的設(shè)計(jì)。

［關(guān)鍵詞］單元作業(yè)設(shè)計(jì)；初中信息科技；實(shí)踐；探索

［中圖分類號(hào)］ ? ?G633.67 ? ? ? ?［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ ? ?A ? ? ? ?［文章編號(hào)］ ? ?1674-6058（2022）20-0088-03

當(dāng)前，深化教育評(píng)價(jià)改革，加強(qiáng)“五項(xiàng)管理”（即作業(yè)、睡眠、手機(jī)、讀物、體質(zhì)管理），實(shí)施“雙減”（減輕義務(wù)教育階段學(xué)生作業(yè)負(fù)擔(dān)和校外培訓(xùn)負(fù)擔(dān)）等，是教育改革發(fā)展的重點(diǎn)任務(wù)，是落實(shí)“五育并舉”、打造良好教育生態(tài)、實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代化的重要舉措。引導(dǎo)學(xué)生完成好基礎(chǔ)性作業(yè)，強(qiáng)化實(shí)踐性作業(yè)，探索彈性作業(yè)和跨學(xué)科作業(yè)，是教學(xué)改革對(duì)教師的作業(yè)設(shè)計(jì)能力和作業(yè)實(shí)施質(zhì)量提出的新要求。單元教學(xué)是當(dāng)下教學(xué)改革實(shí)踐的一個(gè)熱點(diǎn)，而單元作業(yè)設(shè)計(jì)是單元教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。本文以閩教版信息科技（2020年修訂版）七年級(jí)下冊(cè)“走進(jìn)程序世界”單元的作業(yè)設(shè)計(jì)為例，探討初中信息科技單元作業(yè)的設(shè)計(jì)。

一、科學(xué)設(shè)計(jì)單元作業(yè)

科學(xué)地設(shè)計(jì)作業(yè)是實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)、教學(xué)目標(biāo)的必然要求，是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)、關(guān)鍵能力和必備品格的育人育才之道，是診斷教學(xué)實(shí)情、檢測(cè)教學(xué)現(xiàn)狀、把握教學(xué)節(jié)奏、調(diào)節(jié)教學(xué)深度的重要手段。

（一）研讀文本材料，統(tǒng)整單元作業(yè)內(nèi)容

課程標(biāo)準(zhǔn)和教材是教師進(jìn)行作業(yè)設(shè)計(jì)的重要參考文本材料，教師在進(jìn)行作業(yè)設(shè)計(jì)之前應(yīng)精細(xì)地研讀課程標(biāo)準(zhǔn)和教材?！读x務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確了信息科技課程要培養(yǎng)的核心素養(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，特別指出“計(jì)算思維是指?jìng)€(gè)體運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法，在問(wèn)題解決過(guò)程中涉及的抽象、分解、建模、算法設(shè)計(jì)等思維活動(dòng)”。 因此，初中信息科技單元作業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，強(qiáng)化對(duì)抽象、分解、建模、算法設(shè)計(jì)等思維的訓(xùn)練，做到既提質(zhì)增效、控時(shí)減負(fù)，又充分發(fā)揮作業(yè)的育人功能?！白哌M(jìn)程序世界”單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容是較為經(jīng)典的C語(yǔ)言，主要由編程基礎(chǔ)、程序設(shè)計(jì)的三種基本結(jié)構(gòu)和綜合活動(dòng)三個(gè)部分組成，其中編程基礎(chǔ)2課時(shí)，程序設(shè)計(jì)的三種基本結(jié)構(gòu)（順序、分支、循環(huán)結(jié)構(gòu)）6課時(shí)，綜合活動(dòng)2課時(shí)，整個(gè)單元一共安排10課時(shí)。教材的作業(yè)以8個(gè)動(dòng)手實(shí)踐、8個(gè)創(chuàng)新實(shí)踐、1個(gè)探究活動(dòng)和1個(gè)創(chuàng)新活動(dòng)的形式呈現(xiàn)，沒(méi)有專門(mén)的課后作業(yè)要求，每課僅附一份學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，這也從另一個(gè)側(cè)面說(shuō)明教材編排者希望學(xué)生以完成課內(nèi)作業(yè)為主。我校七年級(jí)學(xué)生有學(xué)過(guò)優(yōu)必選uKit Explore編程，因此可把程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)部分的動(dòng)手實(shí)踐與創(chuàng)新實(shí)踐進(jìn)行統(tǒng)整，將學(xué)生學(xué)過(guò)的“AI超級(jí)工程師——環(huán)境監(jiān)測(cè)”溫濕度檢測(cè)與uKit Explore編程相結(jié)合實(shí)現(xiàn)將檢測(cè)到的溫度與濕度在串口監(jiān)視器中自動(dòng)換行顯示程序，巧妙地把程序和算法統(tǒng)整融入實(shí)踐性作業(yè)中。攝氏溫度轉(zhuǎn)化為華氏溫度、計(jì)算打車費(fèi)用和三角形成立的判定等可以統(tǒng)整為通過(guò)設(shè)計(jì)程序解決問(wèn)題類實(shí)踐性作業(yè)，包含順序和分支兩個(gè)語(yǔ)句的學(xué)習(xí)。“小猴摘桃”“韓信點(diǎn)兵”“密碼解鎖”等實(shí)踐性作業(yè)可統(tǒng)一歸整為循環(huán)語(yǔ)句的鞏固作業(yè)，把for語(yǔ)句和whhile語(yǔ)句統(tǒng)整在一起進(jìn)行比較練習(xí)，體會(huì)兩個(gè)循環(huán)語(yǔ)句在不同情境下使用的優(yōu)劣。從程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的第一個(gè)程序編寫(xiě)開(kāi)始，都要求學(xué)生以自然語(yǔ)言或流程圖來(lái)表示解決問(wèn)題的方法、路徑，搭起知識(shí)關(guān)聯(lián)與具體問(wèn)題解決的支架，引導(dǎo)學(xué)生有效解決問(wèn)題，鍛煉學(xué)生抽象、分解、建模、算法設(shè)計(jì)等思維，提升學(xué)生的思維品質(zhì)。

我校地處閩南地界，可結(jié)合當(dāng)?shù)氐拿袼谆顒?dòng)，布置、引導(dǎo)學(xué)生完成“弘揚(yáng)民俗文化——制作閩南‘博餅’擲骰子游戲”項(xiàng)目實(shí)踐活動(dòng)，要求學(xué)生以小組為單位，調(diào)查研究這項(xiàng)地方民俗活動(dòng)的歷史背景和意義，統(tǒng)整動(dòng)畫(huà)界面設(shè)計(jì)、骰子隨機(jī)數(shù)程序設(shè)計(jì)等內(nèi)容，綜合運(yùn)用Flash制作骰子投擲動(dòng)畫(huà)、C語(yǔ)言程序編寫(xiě)可實(shí)現(xiàn)民俗活動(dòng)相關(guān)需求的程序，簡(jiǎn)要說(shuō)明設(shè)計(jì)需求、算法分析、程序?qū)崿F(xiàn)相關(guān)模塊。這一項(xiàng)目實(shí)踐活動(dòng)整合了歷史、美術(shù)、信息科技等學(xué)科，具有一定的綜合性、長(zhǎng)周期性和跨學(xué)科性，課內(nèi)無(wú)法完成，可延伸到課外?？傊?，單元作業(yè)的設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持以學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)為導(dǎo)向，潛移默化地實(shí)現(xiàn)育人功能。

（二）制訂單元作業(yè)目標(biāo)

教師應(yīng)圍繞教學(xué)目標(biāo)來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)、教學(xué)評(píng)價(jià)，并以教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成與否來(lái)開(kāi)展教學(xué)反思。同樣，作業(yè)設(shè)計(jì)也要依據(jù)國(guó)家課程方案、課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)目標(biāo)來(lái)制訂相應(yīng)的作業(yè)目標(biāo)。具體的，“走進(jìn)程序世界”單元作業(yè)目標(biāo)主要有：

1.通過(guò)動(dòng)手操作、觀察，理解并熟悉相關(guān)操作軟件平臺(tái)或編程工具及其環(huán)境參數(shù)，達(dá)到應(yīng)用水平，培養(yǎng)信息意識(shí)。

2.根據(jù)所提供的教學(xué)材料，模仿操練課堂內(nèi)例題或教材相關(guān)例題，自主整理繪制以每課內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)為主線的思維導(dǎo)圖，達(dá)到理解并學(xué)會(huì)遷移的水平，提升數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)。

3.了解C語(yǔ)言的基本數(shù)據(jù)類型和常量及變量，理解和運(yùn)用輸入輸出函數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、賦值運(yùn)算、關(guān)系運(yùn)算、邏輯運(yùn)算等程序語(yǔ)句表達(dá)，達(dá)到理解的水平，并能夠在實(shí)際編程中靈活運(yùn)用Online judge平臺(tái)（如 HUSTOJ），發(fā)展計(jì)算思維。

4.用IF語(yǔ)句編寫(xiě)簡(jiǎn)單的分支結(jié)構(gòu)程序，用for、while循環(huán)語(yǔ)句編寫(xiě)程序解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題，達(dá)到綜合應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的水平，喚起信息社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

5.建立“反思錯(cuò)題集”，根據(jù)錯(cuò)題自主地、實(shí)事求是地反思知識(shí)欠缺，有針對(duì)性地進(jìn)行補(bǔ)缺漏、糾錯(cuò)誤。在實(shí)踐操作和反思過(guò)程中把握學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)，養(yǎng)成學(xué)習(xí)好習(xí)慣，形成學(xué)習(xí)好品行。

通過(guò)這一單元的作業(yè)練習(xí)，學(xué)生會(huì)逐步認(rèn)識(shí)到程序和算法是推動(dòng)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化的重要工具，對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)軟件的工作原理有一個(gè)全局性的認(rèn)識(shí)，并逐步形成信息意識(shí)和計(jì)算思維。

二、確定作業(yè)類型

根據(jù)“走進(jìn)程序世界”單元作業(yè)具體目標(biāo)的不同側(cè)重點(diǎn)，可將“走進(jìn)程序世界”單元作業(yè)分為預(yù)學(xué)類、導(dǎo)學(xué)類、分層類等類型，并以一條明線或暗線把整個(gè)單元作業(yè)串聯(lián)起來(lái)，使得每個(gè)單課作業(yè)都指向?qū)崿F(xiàn)若干單元作業(yè)目標(biāo)，最終落實(shí)所有單元作業(yè)目標(biāo)。

（一）預(yù)學(xué)類作業(yè)

預(yù)學(xué)類作業(yè)是課前學(xué)生用3～5分鐘即可完成的微型作業(yè)。一般是對(duì)前概念知識(shí)的整理，對(duì)新概念的初步淺層學(xué)習(xí)，建立新舊知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)，以微課程、微視頻、微練習(xí)、微文本等形式輔助完成學(xué)習(xí)。這里所指的課前，可以是一節(jié)課上課前的課余時(shí)間，也可以是一節(jié)課上課中的前階段時(shí)間。預(yù)學(xué)類作業(yè)可以是對(duì)知識(shí)要點(diǎn)的梳理，也可以是對(duì)與本次課相關(guān)的前知識(shí)內(nèi)容的回顧和鞏固。

例如，在“分支結(jié)構(gòu)”教學(xué)中，筆者先給出“關(guān)系表達(dá)式與邏輯運(yùn)算表達(dá)式”提綱式的自主學(xué)習(xí)單內(nèi)容，設(shè)計(jì)6道關(guān)系表達(dá)式“是真是假”判斷題，引導(dǎo)學(xué)生辨析正誤，并分析自身在邏輯表達(dá)方面存在的問(wèn)題。具體呈現(xiàn)的作業(yè)如下：

除了算術(shù)運(yùn)算符（+、-、*、/、%、++、--）和賦值運(yùn)算符（=），在初中C語(yǔ)言的學(xué)習(xí)中還會(huì)經(jīng)常碰到關(guān)系運(yùn)算符（<、<=、>、>=、==、！=）和邏輯運(yùn)算符（&&、||、?。１热?>3返回值為真（1）；5>3==1，先判斷5>3（返回結(jié)果為1），再以所得結(jié)果1去判斷是否與1相等，返回結(jié)果為真（1）；8<9<10， 先判斷8<9（返回結(jié)果為1），再以所得結(jié)果1去判斷是否<10，返回結(jié)果為真（1）。C語(yǔ)言里是不能進(jìn)行區(qū)間運(yùn)算的。不同運(yùn)算符有不同優(yōu)先級(jí)，具體參見(jiàn)教材第75頁(yè)表6-2，同級(jí)運(yùn)算由左到右，可用“（ ? ? ?）”改變運(yùn)算的優(yōu)先級(jí)。

請(qǐng)完成以下練習(xí)，判斷其結(jié)果返回值是真（1）還是假（0）。

①10<9

②12+1！=11

③12+1==10+3

④12>10>9

⑤10>9 && 8>5

⑥！0==1 || 2>3 || 5<=9

這要求學(xué)生掌握關(guān)系表達(dá)式的表示方法和判定方法，知道如何通過(guò)邏輯運(yùn)算解決比較復(fù)雜的邏輯判斷問(wèn)題，學(xué)會(huì)使用常用運(yùn)算符及其優(yōu)先級(jí)實(shí)現(xiàn)正確的邏輯表達(dá)，這些為后面的分支語(yǔ)句的學(xué)習(xí)埋下了伏筆。

（二）導(dǎo)學(xué)類作業(yè)

根據(jù)教學(xué)進(jìn)度和學(xué)生學(xué)情，提供給學(xué)生所需的學(xué)習(xí)資源與學(xué)法建議，并從學(xué)生學(xué)的角度設(shè)計(jì)“以學(xué)定教”所需要的課堂作業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)后反思。

例如，在“常量與變量”的教學(xué)中，筆者在布置導(dǎo)學(xué)作業(yè)前提出學(xué)法建議：可通過(guò)實(shí)例重溫?cái)?shù)據(jù)類型，體驗(yàn)常量、變量定義與賦值，并在實(shí)際問(wèn)題的解決中學(xué)習(xí)運(yùn)用常量和變量表達(dá)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言；結(jié)合練習(xí)正確理解常量與變量概念，正確命名、賦值，并借助實(shí)例體驗(yàn)常量與變量在編程中的運(yùn)用，訓(xùn)練邏輯思維和計(jì)算思維。

接著，在探究C語(yǔ)言中的常量的表達(dá)的環(huán)節(jié)中，給出如下知識(shí)儲(chǔ)備：在程序執(zhí)行過(guò)程中，值不能進(jìn)行修改的量稱為常量。

C語(yǔ)言中是如何表達(dá)常量的呢？請(qǐng)看教材給出的兩種方法：

方法一：使用#define宏定義來(lái)定義常量。例如，“常量NUMBER定義為5”表示為：

#define ?NUMBER ?5

方法二： 使用const關(guān)鍵字來(lái)修飾變量。例如，“常量NUMBER定義為5”表示為：

const ?int ?a = 5

然后，給學(xué)生布置以下“探究實(shí)踐”作業(yè)：

警察抓到一個(gè)小偷，有個(gè)重要的物件被他丟棄了。為找回物件，警察帶小偷到現(xiàn)場(chǎng)指認(rèn)，可是小偷說(shuō)他慌亂中忘了是朝哪個(gè)方向扔的，于是警察只能根據(jù)小偷的力道來(lái)判斷物件所在范圍，即以小偷站位為圓心，以小偷的最大力道拋距為半徑的圓內(nèi)。如果用自動(dòng)探測(cè)器尋找，請(qǐng)思考探測(cè)器要尋找的范圍。

探究： 探測(cè)器要尋找的范圍是如何算的？請(qǐng)列出算式。

練習(xí)：上面列出的算式中的常量是什么？嘗試在Dev-C++中用C語(yǔ)言來(lái)正確表達(dá)，想一想什么地方容易出錯(cuò)。

學(xué)生在完成這項(xiàng)作業(yè)后，C語(yǔ)言中常量的表達(dá)得到了鞏固。這樣設(shè)計(jì)作業(yè)，還能檢測(cè)學(xué)生對(duì)常量表達(dá)的運(yùn)用情況，教師可據(jù)此確定課堂精講內(nèi)容及施教策略。

（三）分層類作業(yè)

在教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成不可能整齊劃一，這就要求作業(yè)的設(shè)計(jì)要分層展開(kāi)，使得每一個(gè)學(xué)生都有事想做，有事能做，讓優(yōu)生不會(huì)“閑”著，學(xué)困生不被“困”著，中等生不至“?！敝?，讓設(shè)計(jì)出來(lái)的作業(yè)真正地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)。

例如，在“分支結(jié)構(gòu)”的教學(xué)中，筆者依托學(xué)校搭建的Online judge平臺(tái)設(shè)計(jì)了以下分層作業(yè)。

“博餅”起源于泉州府，是鄭成功當(dāng)年為了鼓舞思鄉(xiāng)將士，命令其下屬發(fā)明的游戲，是閩南地區(qū)幾百年來(lái)獨(dú)有的中秋傳統(tǒng)活動(dòng)，是用骰子投擲結(jié)果來(lái)決定參與者的獎(jiǎng)品的獨(dú)特月餅文化，是對(duì)傳統(tǒng)文化的一種傳承。請(qǐng)以投擲一個(gè)骰子為例，編寫(xiě)人機(jī)投擲骰子的程序，按要求顯示人機(jī)投擲骰子的點(diǎn)數(shù)。

A層程序?qū)崿F(xiàn)：人的點(diǎn)數(shù)大于等于機(jī)的點(diǎn)數(shù)，則顯示“人贏了”，另起一行顯示贏了幾個(gè)點(diǎn)數(shù)。

B層程序?qū)崿F(xiàn)：人的點(diǎn)數(shù)大于等于機(jī)的點(diǎn)數(shù)，則顯示“人贏了”，并另起一行顯示贏了幾個(gè)點(diǎn)數(shù)；否則顯示“機(jī)贏了”，并另起一行顯示贏了幾個(gè)點(diǎn)數(shù)。

C層程序?qū)崿F(xiàn)：人的點(diǎn)數(shù)大于機(jī)的點(diǎn)數(shù)，則顯示“人贏了”，并把贏了幾個(gè)點(diǎn)數(shù)也顯示出來(lái)；人的點(diǎn)數(shù)小于機(jī)的點(diǎn)數(shù)，則顯示“機(jī)贏了”，并把贏了幾個(gè)點(diǎn)數(shù)也顯示出來(lái)；人的點(diǎn)數(shù)與機(jī)的點(diǎn)數(shù)相等，則顯示“人機(jī)平局”。

學(xué)生根據(jù)自身實(shí)際學(xué)習(xí)水平，自主選擇其中的一至兩個(gè)層次作業(yè)。在完成作業(yè)的過(guò)程中如遇到困難，學(xué)生可先尋求小組幫助，并將自己的困難作為問(wèn)題進(jìn)行提交，教師根據(jù)學(xué)生提交的問(wèn)題篩選精講內(nèi)容，從而提高教學(xué)效率。

三、單元作業(yè)設(shè)計(jì)的反思

為了讓單元作業(yè)更加符合校情、班情、學(xué)情，助力學(xué)校作業(yè)管理，進(jìn)行單元作業(yè)設(shè)計(jì)的自評(píng)與反思，并據(jù)此進(jìn)行改進(jìn)、提升是十分必要的。筆者就“走進(jìn)程序世界”單元作業(yè)目標(biāo)達(dá)成情況，對(duì)學(xué)生單課作業(yè)和單元整體作業(yè)情況進(jìn)行訪談和問(wèn)卷調(diào)查，以此引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)自評(píng)。主要自評(píng)內(nèi)容有：（1）作業(yè)是否落實(shí)了對(duì)知識(shí)、品格、技能、能力、價(jià)值觀等方面的要求，并發(fā)揮正確導(dǎo)向；（2）作業(yè)內(nèi)容是否與作業(yè)目標(biāo)一致；（3）作業(yè)是否具有科學(xué)性（包括內(nèi)容準(zhǔn)確易理解、要求明確合理、評(píng)價(jià)科學(xué)等）；（4）作業(yè)類型是否合適；（5）作業(yè)難度、時(shí)長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)是否合理；（6）作業(yè)是否關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，提供給學(xué)生選擇的機(jī)會(huì)。從學(xué)生的反饋情況來(lái)看，這一單元作業(yè)還需要在難度要求和科學(xué)評(píng)價(jià)方面再做進(jìn)一步改進(jìn)。

［ ? 參 ? 考 ? 文 ? 獻(xiàn) ? ］

［1］ ?中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)：2022年版［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

［2］ ?《信息科技教師用書(shū)》編寫(xiě)組.信息科技教師用書(shū)：七年級(jí)下冊(cè)［M］.福州：福建教育出版社，2021.

［3］ ?《信息科技》編寫(xiě)組.信息科技：七年級(jí)下冊(cè)［M］.福州：福建教育出版社，2020.

［4］ ?王月芬.重構(gòu)作業(yè)：課程視域下的單元作業(yè)［M］.北京：教育科學(xué)出版社，2021.

（責(zé)任編輯 黃春香）