数字化学习资源在信息科技学科教学中的应用.pdf

广西教育2023年6月第17期课 改 论 坛【摘要】本文论述数字化学习资源在信息科技学科教学中的应用途径，并提出具体做法：借助数字评价工具掌握学情，合理制订教学目标；有效运用数字资源，合理创设教学情境；利用数字资源开展项目化学习，突破教学重难点；有效整合数字资源，创设混合式学习环境；巧用数字资源设计课堂小结，提升数字素养。【关键词】数字化数字技术信息科技学科核心素养【中图分类号】G63【文献标识码】A【文章编号】0450-9889（2023）17-0092-03信息科技学科核心素养主要包括信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任等。教师数字素养 标准明确了教师数字素养的内涵，即教师适当利用数字技术获取、加工、使用、管理和评价数字信息和资源，发现、分析和解决教育教学问题，优化、创新教育教学活动而具有的意识、能力和责任。在信息科技学科教学中，将数字化教学落到实处是教师教学能力的体现，是学生提升素养的要求。随着信息技术的迅猛发展，数字技术已深入人们的日常工作、学习和生活中，教师要加强自身的教学能力，以适应信息科技的快速更新换代；教师要与时俱进，时刻关注信息科技的最新发展动态，掌握数字技术，提高信息处理能力、数据分析能力和决策能力，更新课堂教学手段，不断适应数字时代的变革。因此，教师应将数字技术资源与信息科技学科知识、教学实施过程融为一体，提高课堂教学效率，促使教学目标顺利达成，进而提升学生的信息获取、加工和应用能力，培养学生的信息科技学科核心素养。一、借助数字评价工具掌握学情，合理制订教学目标在数字化时代，学生获取信息的渠道和手段越来越多，基于信息科技学科数字化教育资源日新月异，人工智能逐渐进入人们的日常生活，信息科技正在改变着教师的教学方式与学生的学习方式。教师在制订信息科技学科教学目标时，首先要理解信息科技学科核心素养的内涵及课程理念，在教学过程中巧设教学任务，使核心素养在课堂上自然生成；其次要关注核心素养目标在教学过程中的可控性、可达性，充分考虑教学内容和教学过程的具体载体及教学方式，合理地确定教学目标。为了确保既定教学目标的顺利实现，教师要全面掌握学情，包括学生的成长背景、年龄特征、兴趣爱好、知识基础、认知能力、情感态度及价值观、行为习惯、需求期待等，然后对学生的学情综合研判，为制订教学目标提供量化依据。教师可以借助数字评价工具，如智能阅卷系统、测评系统、UMU或问卷星等智能分析评价工具，实时掌握学生的学情，进而因材施教，不断提高教学效果。问卷星在线测试系统具有专业的在线问卷调查功能，可以设计填空题、简答题、单选题、多选题，支持图片、视频、Flash等。学生提交答题卡后，选择题和填空题都可以在线上直接判定，系统自动评分、统计数据、生成测试报告等。教师可以在课前利用问卷星在线测试系统编辑好题目，然后发送链接给学生填写，学生完成后，教师可以在后台查看学生的完成情况和相关统计结果，也可以利用相关的分析软件对数据进行再处理，进而得到更真实、准确的信息。例如，在 人工智能 这节课的课前准备中，笔者先从三个方面针对学生已有的信息科技水平、学习方式、对人工智能课程的了解和认知等展开调查。本次调查共发放问卷581份，回收有效问卷581份，有效率100.00%。调查结果如下。在了解信息科技水平方面，82.62%的学生会使用文档处理工具Word，71.26%的学生掌握了幻灯片的制作。在项目式学习调查方面，66.44%的学生喜数字化学习资源在信息科技学科教学中的应用南宁市第十四中学梁平9292广西教育2023年6月第17期课 改 论 坛欢在教师的帮助下和其他同学一起合作、讨论，共同完成作业，只有3.79%的学生从不乐意认领各类任务，不主动帮助同伴；55.42%的学生在自主探究新技术环节有较强的好奇心和求知欲，并能通过查找资料学习新技能；40.10%的学生在学习新技术时，能根据自己的观察和思考提出与主题相关的新问题，能够帮助他人开展信息活动，主动地共享信息和资源。在人工智能课程调查方面，82.44%的学生认为人工智能能成为信息科技未来发展的一种趋势，并影响学习和生活，这充分说明大部分学生对人工智能课程比较重视；不过，仅有40.10%的学生在平时关注最新、最前沿的高科技产品。据此调查结果，笔者制订了人工智能课程教学目标，具体如下。知识与技能目标：学习人工智能技术及其原理，掌握核心技术的意识；利用人工智能技术探究、设计与开发人工智能产品。过程与方法目标：通过体验具体的人工智能产品，了解人工智能技术的基本概念；利用人工智能实验平台完成实验探究，验证技术原理，培养学生的计算思维；利用自主学习和小组合作探究，体验创作的乐趣，增强利用编程思维解决问题的能力，实现将所学知识运用到实际生活中并解决生活中遇到的具体问题，培养学生的数字化学习能力和创新能力。情感态度与价值观目标：通过创作完成人工智能作品并讲解展示，感受人工智能技术在社会生活中的实际应用价值；通过课前5分钟最新科技资讯分享，激发学生对人工智能技术的探索热情，培养学生的创新意识，引导学生树立正确的科学技术应用观。二、有效运用数字资源，合理创设教学情境信息科技学科教学要切实以发展学生学科核心素养为导向，教学情境的创设是一个主要的手段。教师要有目的、有针对性地创设合适的教学情境，激发学生的参与热情，让学生体会知识的发生发展过程，进而引导学生思考，探寻知识的本质。新课导入是课堂教学的首要环节。教师在每节课开始前要根据课程内容和教学要求以及学生的个性特点和学力水平，多渠道搜集、筛选与课程内容相关的视频、图片等数字化资源，利用简单易上手的“爱剪辑”等视频剪辑工具，将视频、图片加工制作成教学需要的数字资源。此外，教师设计的课堂导入也要贴近学生的学习、生活，契合学生的关注点和社会热点等，然后在课堂上有意识地通过导入环节培养学生的学科核心素养。例如，在教学查找与替换 一课时，教师可以抓住“神舟十三号载人飞船成功发射”这个热点导入新课。教师先在网上下载“神舟十三号载人飞船成功发射”的视频，然后在课堂上播放，直观的视觉冲击，让学生充分感受祖国的强大，激发学生的爱国主义情怀，增强社会责任感。接着，教师出示一篇“神舟十三号载人飞船”相关文章作为“查找与替换”的例子，文中巧妙地设计将同音字“舟”误写成了“州”，让学生自觉、主动地寻找恰当的方式获取信息，敏锐察觉到信息的变化，然后采用有效策略对信息来源的可靠性、内容的准确性、指向的目的性做出合理判断与处理。这样设计课堂导入，巧妙地突出了教学重点“查找与替换”的操作方法。如此教学，既完成了查找与替换 的知识与技能目标，又培养了学生的信息意识和信息社会责任等核心素养。三、利用数字资源开展项目化学习，突破教学重难点项目化学习是通过集中关注学科或跨学科的核心概念和主题，设计驱动性的问题，在学生自主或合作进行基于项目任务的问题解决过程中，积极学习和自主构建，生成知识和培养素养的一种教学。项目学习还原了知识的本质，注重知识的建构，学生在做中学、用中学、创中学，不断提高对信息的敏感性、对知识学习的掌控力、对问题求解的思考力，同时促进学生信息科技学科核心素养的形成。在教学过程中，教师先梳理各单元模块的教学内容，再以单元教学内容为依托，确定单元学习中应培养的信息科技学科核心素养，并将此融入整个单元的每一节课中，作为项目化学习的思考因素，力促项目实施既能渗透学科核心素养，又能有效融合教学内容。学生在开展项目实践时，在数字化学习环境中，利用数字设备主动探索新知，并与团队成员合作，解决实践中遇到的问题，协同完成项目。例如，在 认识计算机的各个部件 这一课中，教师先设计项目小组合作完成一台满足小组基本学习需求的计算机的组装，然后设定教学目标为通过实物识别计算机各种常见的硬件设备、通过微课认识组成计算机的主要部件和了解计算机各主要部件的作用，培养学生的观察能力、动手能力、合作能力和勇于实践的精神。教师课前利用PowerPoint的动画效果制作计算机的输入设备、存储设备、运算设备、控制设备、输出设备等工作流程的动画，也可以用Flash软件制作一个简单直观的动画视频。在新知学习过程中，教师首先播放计算机的输入设备、存储设备、运算设备、控制设备、输出设备的工作流程的动画视频。接着通过角色扮演活动，请一个小组五名学生分别扮演9393广西教育2023年6月第17期课 改 论 坛运算器、控制器、存储器、输入设备以及输出设备，让学生模拟计算机计算“1+1”的工作过程，引导学生深刻理解计算机的工作流程。这样教学，学生通过观看计算机的工作过程动态视频和角色扮演，充分了解计算机五大设备的工作流程，从而在愉快的学习活动中突破重点和难点，进一步培养学生的计算思维和数字化学习与创新等核心素养，同时为项目的顺利实施打下坚实的基础。四、有效整合数字资源，创设混合式学习环境受家庭条件差异、生活环境不同等多方因素的影响，学生的个体差异较大，知识储备参差不齐。但现代教育技术的不断更新以及数字化资源的多样化，需要教师娴熟运用各种资源进行有效整合，这就对教师的教学能力提出了更高的要求。教师可以利用数字技术资源突破时空限制，创设网络学习空间与物理学习空间相融合的混合式学习环境，将现实空间与网络空间相结合，改进学生的学习方式，激发学生的学习兴趣，同时丰富教师的教学手段，拓宽师生互动交流的渠道。教师在课前将一节课的教学目标按知识点分割，一个知识点制作一个相对独立的、短小精悍的、指向明确的微课，然后在课前根据学情和教学目标将微课投放在希沃白板中的交互平台上，让学生利用课余时间自主选择观看微课进行课前预习。在课堂教学中，教师除了日常的授课环节，还要重点关注学生课前预习过程中遇到的问题，帮助学生及时答疑解惑。课后教师也可以通过交互平台与学生交流，了解学生在学习过程中的疑问与困难，及时为学生解决问题。这种线上与线下相结合的混合式学习模式已经成为教育教学的新常态，打破了时空的限制，让师生的互动交流更顺畅。例如，在讲授Python程序设计时，教师先设计如下教学目标：通过学习print（）输出函数，让学生体验Python的程序设计的基本流程并收获成就感。为了让学生能够比较轻松地了解Python 程序设计的基本流程，教师利用数字化学习资源创设混合式的学习环境：课前，教师先制作好“什么是字符串”“什么是打印输出”的微课，同时设计一个与教学目标相符的简单问题请打印输出你的姓名的拼音，然后将微课和问题同步投放到希沃白板的交互平台上，让学生在课前根据自己的需求预习。课中，学生带着在预习中遇到的问题进入课堂，在教师的组织下进行小组探究活动，进一步拓展思维空间。教师设计层层递进的任务，引导学生利用print函数绘画爱心和输出祝福语，进一步培养学生解决问题的能力，发展学生的计算思维。五、巧用数字资源设计课堂小结，提升数字素养课堂小结环节是对一节课的教学内容进行梳理、归纳、总结的环节，起到提纲挈领、画龙点睛的作用。教师在进行课堂小结的时候，也可以多角度使用数字化资源，让整节课小节更简洁、更高效。在设计课堂小结环节，教师可以利用专业的思维导图软件，如XMind或MindMaster制作思维导图，帮助学生理清知识点；也可以利用希沃白板的思维导图工具或者鱼骨图工具来制作思维导图，帮助学生梳理所学知识之间的联系，构建知识体系。教师可以提前将整节课的相关知识点做成思维导图，并折叠起来，在学生进行小结时同步逐层打开进行讲解。此外，教师还可以在知识点上添加图片链接或者多媒体链接，学生只要点击链接就可以跳转打开；或者将思维导图做成填空题，让学生自行小结。例如，在 有声有色的幻灯片 一课中，教师在课前可以采用思维导图工具制作思维导图（如图1所示），然后在学生小结的过程中同步层层点击打开，逐渐呈现幻灯片学习的知识体系，让学生的思维能力得到稳步提升。图1 有声有色的幻灯片 思维导图总之，在信息化时代开展数字化教学，教师要充分了解学情，注重教学情境的创设，将数字化学习资源融入教学的各个环节，进一步挖掘学生的潜能，提升学生的思维能力，从而在提高课堂教学效果的同时，促进学生信息科技学科核心素养的全面发展。注：本文系广西教育科学“十四五”规划2023年度课题“基于学科核心素养的初中人工智能课程项目式教学实践研究”（2023B142）的研究成果。作者简介：梁平（1973），广西合浦人，高级教师，主要研究方向为中学信息科技教学及人工智能教学。（责编林剑）9494