數(shù)字化設(shè)備在課堂實(shí)踐中的運(yùn)用

【摘要】如何將數(shù)字化成果應(yīng)用到課堂上，提高拓展學(xué)生的高階思維能力是很多教育工作者的研究重點(diǎn)，也是當(dāng)今教育界研究的主流。本文以一堂課為例，分析數(shù)字化設(shè)備在課堂上的應(yīng)用，分析這堂課是如何培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力的。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化；高階思維能力培養(yǎng)；課堂實(shí)踐

小學(xué)階段是教育啟蒙階段，也是學(xué)生接觸社會、鍛煉培養(yǎng)思維能力的重要階段，小學(xué)階段的教育甚至?xí)绊懙綄W(xué)生未來長期的思維底色[1]。因此，在小學(xué)階段培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力尤為重要。本文以小學(xué)四年級信息科技學(xué)科“探秘二維碼”教學(xué)為例，分析數(shù)字化設(shè)備在課堂上的應(yīng)用，以及這堂課是如何培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力的。

教學(xué)設(shè)計(jì)

“探秘二維碼”課分為兩個課時(shí)，第一節(jié)課為講授型+練習(xí)型課堂，通過對比上一節(jié)課“認(rèn)識條形碼”中的條形碼，讓學(xué)生對于二維碼編碼的原理有一個初步的掌握，教師使用視頻演示的方式向?qū)W生展示其具體原理，加深印象。講授二維碼制作工具的使用方法，讓學(xué)生進(jìn)行練習(xí)，為第二節(jié)課打下基礎(chǔ)。第二課時(shí)設(shè)計(jì)為探究式教學(xué)。讓學(xué)生以小組為單位自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究二維碼的識別結(jié)果與大小、顏色、方向是否有關(guān)，或者其他自己感興趣的問題?；顒忧埃處熛?qū)W生提供識別二維碼的移動設(shè)備與計(jì)算機(jī)中二維碼的制作工具。最終由學(xué)生完成探究報(bào)告并進(jìn)行匯報(bào)。

1.設(shè)計(jì)意圖

自主探究式學(xué)習(xí)圍繞學(xué)生感興趣的主題或項(xiàng)目展開，讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣和需求選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，使他們更加積極地投入到學(xué)習(xí)中去。設(shè)計(jì)不拘泥于傳統(tǒng)思維框架，鼓勵學(xué)生勇于嘗試新方法、新思路。

2.教材分析

“探秘二維碼”屬于四年級第一單元“數(shù)字與編碼”的第二大主題。這一單元強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)在信息社會的重要作用，闡明數(shù)據(jù)編碼讓信息得以有效利用的意義，培養(yǎng)學(xué)生利用信息科技解決問題的能力。本模塊是信息科技后續(xù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。該課的學(xué)習(xí)目標(biāo)為借助生活實(shí)例體驗(yàn)二維碼的應(yīng)用，初步了解二維碼編碼原理，知道二維碼的識別結(jié)果和二維碼的大小、顏色、方向等無關(guān)這兩個目標(biāo)。

3.數(shù)字化設(shè)備清單

（1）智能屏幕

如支持手機(jī)投屏（將手機(jī)屏幕投放到智能大屏幕上進(jìn)行掃碼操作）效果最好，該電腦需要裝配WPS或其他可以現(xiàn)場制作二維碼的軟件工具，如不支持，教師需要在課前分別制作好大小、顏色、角度、方向不一的二維碼圖片或圖紙，供課堂上使用。

（2）可以識別二維碼的終端設(shè)備

此終端設(shè)備可以根據(jù)學(xué)校情況進(jìn)行安排。如果沒有該設(shè)備，可以依靠教師手機(jī)上識別二維碼的APP進(jìn)行投屏展示，如果有多個終端，可以給每個小組配發(fā)一個。

（3）學(xué)生用計(jì)算機(jī)

如果條件允許，學(xué)校要準(zhǔn)備裝配有WPS等可以制作二維碼軟件工具的計(jì)算機(jī)。

教學(xué)過程

新課標(biāo)要求創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，讓學(xué)生成為主動學(xué)習(xí)的人。探究二維碼的活動形式?jīng)]有對學(xué)生進(jìn)行過多限制，教師在教授學(xué)生必要技能的基礎(chǔ)上讓其自由探究，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、實(shí)驗(yàn)探究能力和解決問題的能力。

1.問題提出

在提出問題階段，學(xué)生們提出了非常多的預(yù)設(shè)問題之外的問題，如二維碼的容量有多大、識別二維碼的角度對識別結(jié)果是否有影響等。這些問題都體現(xiàn)了學(xué)生在自主探究學(xué)習(xí)中的主動性與豐富的想象力。基于日常觀察或初步了解，學(xué)生會形成自己的假設(shè)，如“二維碼大小在一定范圍內(nèi)變化不影響識別，但顏色變化可能影響識別”等。這一過程鍛煉了學(xué)生的問題意識和假設(shè)能力。

2.假設(shè)驗(yàn)證

為了驗(yàn)證假設(shè)，學(xué)生需要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，這包括確定變量（二維碼的大小、顏色、方向），以及周圍的環(huán)境，如光照等。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生需要考慮變量的選擇、實(shí)驗(yàn)步驟的合理性以及數(shù)據(jù)的收集方法，這要求他們具備批判性思維能力和創(chuàng)新能力。在實(shí)驗(yàn)實(shí)施階段，學(xué)生需要動手操作，記錄數(shù)據(jù)，這進(jìn)一步鍛煉了他們的動手能力。

3.判斷與分析

實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生需要對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷與分析，來發(fā)現(xiàn)規(guī)律，驗(yàn)證或修正之前的假設(shè)。這一過程要求學(xué)生具備數(shù)據(jù)分析能力和邏輯推理能力，是高階思維的核心部分；同時(shí)，學(xué)生還需要對分析結(jié)果給出合理解釋，這有助于他們深入理解二維碼識別技術(shù)的原理和應(yīng)用。與講授、展示相比，動手實(shí)驗(yàn)會給學(xué)生留下更加深刻的印象。

4.改進(jìn)與建議

小組內(nèi)的成員會去思考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否完善、數(shù)據(jù)分析是否準(zhǔn)確、結(jié)論是否可靠等問題，并嘗試提出改進(jìn)建議。比如，當(dāng)二維碼過大或過小導(dǎo)致識別設(shè)備無法識別時(shí)，并不能說明二維碼的大小會影響對其識別，這一過程有助于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。當(dāng)然，在整個過程中，教師應(yīng)當(dāng)起到引導(dǎo)作用，在學(xué)生遇到困難時(shí)及時(shí)給予點(diǎn)撥與指導(dǎo)。

教學(xué)反思

1.課程結(jié)構(gòu)反思

評價(jià)作為教育過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，既可以幫助教師掌握學(xué)生學(xué)習(xí)狀況及進(jìn)步情況，又可以及時(shí)給學(xué)生反饋信息，有助于學(xué)生了解自身優(yōu)勢及有待提高之處。學(xué)生在合理評價(jià)體系的作用下可以得到積極反饋，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣與動機(jī)，進(jìn)而推動自身全面發(fā)展[2]。由于課堂時(shí)長的關(guān)系，本節(jié)課教師沒有設(shè)計(jì)評價(jià)環(huán)節(jié)，因此對于學(xué)生最終報(bào)告的正反饋不夠，應(yīng)當(dāng)合理增加師生評價(jià)與生生互評的時(shí)長。

2.課程內(nèi)容反思

在探究式學(xué)習(xí)中，學(xué)生的參與水平往往存在差異。一些學(xué)習(xí)積極、能力較強(qiáng)的學(xué)生能夠積極參與探究過程，并從中獲得豐富的知識和經(jīng)驗(yàn)；然而，對于那些學(xué)習(xí)動力不足、能力較弱的學(xué)生來說，他們可能無法跟上探究的節(jié)奏，甚至可能產(chǎn)生畏難情緒。這種參與度的不均衡不僅影響整體的教學(xué)效果，還可能加劇學(xué)生之間的學(xué)習(xí)差距，這是每位教師都要面對的問題。

3.對高階思維培養(yǎng)的效果評估

通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生通過自己動手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、探索二維碼掃碼的規(guī)律，極大提升了問題解決能力；方法的選擇培養(yǎng)了學(xué)生的決策能力；與小組成員討論檢驗(yàn)二維碼的特點(diǎn)、觀察別的小組的實(shí)驗(yàn)方法，提升了學(xué)生的批判性思維能力。經(jīng)過對一個年級6個班學(xué)生的觀察，本節(jié)課對于高階思維的培養(yǎng)有著較好的效果，所有學(xué)生都參與到課堂活動中，課堂氛圍濃厚，充分調(diào)動了每位學(xué)生的思維能力。學(xué)生在上課過程中思維變得更加嚴(yán)謹(jǐn)，培養(yǎng)了其邏輯思維能力，提升了決策能力，不少學(xué)生領(lǐng)悟了對比實(shí)驗(yàn)、多次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原則。在之后的課程中，學(xué)生解決實(shí)際問題的能力得到了顯著的提升。

結(jié)論

得益于學(xué)校硬件設(shè)備的更新，教師在課堂上運(yùn)用數(shù)字化設(shè)備，引導(dǎo)學(xué)生參與探究成為了可能。但是不同于傳統(tǒng)課堂的模式，這種模式既考驗(yàn)著教師的組織能力，也考驗(yàn)著學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、探究能力。信息科技課堂實(shí)踐也印證了，合理使用數(shù)字化設(shè)備不僅可以提高教學(xué)效率，更能提高學(xué)生高階思維能力。隨著數(shù)字技術(shù)的加速發(fā)展與應(yīng)用，教師要主動迎接挑戰(zhàn)，加強(qiáng)多方合作，充分利用數(shù)字技術(shù)與教育教學(xué)融合創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)小學(xué)生高階思維的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]李彩義.人工智能教育在小學(xué)信息技術(shù)課堂的具體實(shí)施策略[C].中國智慧工程研究會.2024教育教學(xué)創(chuàng)新發(fā)展交流會論文集，2024，2.

[2]張慶亮.小學(xué)教育中的學(xué)生評價(jià)與激勵策略[J].教書育人，2024（17）：49-51.

作者單位：北京市房山區(qū)良鄉(xiāng)第三小學(xué)

編 輯：張曉震