中小学信息科技概念教学的 模式构建与探索
2021-05-10康杰
康杰
中小学信息科技课程是融知识性和技能性为一体的课程,信息科技科学体系涉及的专业概念繁多,不仅概念与概念之间存在着前后的联系,而且很多技能的学习是建立在对概念理解的基础上的,因此信息科技的概念教学在课程的教学中占据着重要的地位。概念教学的研究除了教学策略之外,其很大一部分价值在于教学模式的研究。教学模式是一种具体化、操作化、程序化的教学思想或理论,其意义在于为教师提供了一个十分具体的教学行为框架,使得教师在课堂上有章可循、有理可依。笔者曾对中小学信息科技教材中的概念进行了全面的梳理,并总结出信息科技学科概念的分类方法。为了探索信息科技学科概念教学的一般模式,笔者最终选择将概念本身的性质分类作为研究重点,借鉴概念转变过程理论,以区域教师教学实践为基础,总结出了理论类、操作类、理论实践类等三种类型概念的一般教学模式。
● 理论类概念教学的一般模式
理论类概念的特点是理论性强,概念名词抽象、陌生,不易从字面理解,涉及原理、系统、历史等,如硬件、软件、账号、密码、二进制、ASCII码、计算机病毒等,此类概念的教学重点是帮助理解及运用。
1.理论类概念教学环节(如图1)
2.操作说明
(1)创设情境,引入概念。在引入一个新概念时,教师如果能够创设一些真實的情境或者小故事、小视频、小游戏等,将新概念与学生脑海中原有的类似概念作类比,则能使新概念的出现自然不突兀,提高学生的学习欲望。例如,计算机病毒可用开机出现问题或生物病毒的对比引入;电脑及网络中的账号可用身份证号、图书馆借书卡号等引入。
(2)多种手段,完善概念。在新概念出现后,为了帮助与促进学生的理解,转变他们对前概念的一些片面甚至错误的记忆,可采用讲解、对比、演示、微视频、实验、游戏、学习材料、学习活动等多种手段,转变、重组与完善概念。
(3)阐述概念,定义概念。不管是哪一类的概念都需要定义,概念的定义可以采用语言、文字、符号、图示、肢体语言等方式,而概念性知识、程序性知识和反省认知知识还需要用文字进行定义。为强化学生对定义的理解和记忆,可以引导学生用自己的话语来阐述概念,之后教师进行简练的概括定义。
(4)延伸概念,深入学习。理论类概念一般不是独立存在的,有很多与此概念相关联的延伸概念需要深入学习与掌握。例如,计算机病毒,其延伸概念有计算机病毒的症状、计算机病毒的传播途径、计算机病毒的特征等;程序设计语言中的变量,其延伸概念有变量的命名、变量的赋值、变量的特点等。因此,还需要罗列出概念的延伸概念,并用一定的手段加以理解。
(5)应用概念,评价学习。概念学习的成效如何,需要通过应用与评价来检验。理论类概念可以用提问、练习、活动、学习单等形式,反馈与评价概念的掌握情况。
3.课例应用
课例:身边的信息。所涉及的概念:信息。
环节一:情境引入。教师通过对两则新闻故事的探讨,让学生体会“信息”无处不在,“信息”存在于我们的学习、生活、工作中,自然地引出“信息”这一概念,引发学生对“信息”及其意义的思考。
环节二:什么是信息。教师通过举例,引导学生自己总结什么是“信息”,并对“信息”给出比较科学的适合初中学生理解的定义。
环节三:聊聊身边的信息。教师通过和学生聊从早上起床到踏进教室的这段时间里身边的信息,把身边每一条信息的关键内容提炼出来,让学生进一步理解信息的含义是有价值的消息。
环节四:信息的传递、获取及特性。与“信息”有关的延伸概念有信息的传递、信息的获取和信息的特征等。而这些概念又非常容易混淆,这里教师采用《士兵突击》的动画短片帮助学生理解信息的传递,通过对五瓶液体的辨别使学生理解信息的获取;借助游戏和故事帮助学生理解信息的传载性、共享性及时效性等特征。活动多种多样,延伸概念的学习也富有成效。
环节五:评测与总结。教师在总结阶段采用分析实例和概念图总结的方法,帮助学生理清思路。
● 操作类概念教学的一般模式
操作类概念与操作工具、操作菜单和操作技巧等有很大的关联,其特点是概念名词较形象,容易从字面理解,同一概念可灵活使用于同类别的不同工具,学生容易通过前概念及操作体验进一步理解。此类概念的教学重点是帮助学生操作体验及理解运用。
1.操作类概念教学环节(如图2)
我们把这一过程简单称作“二次体验”。
2.操作说明
(1)创设情境,首次体验,认识概念。在引入一个新的概念时,为避免突兀,也为了让学生的思绪能快速进入课堂,创设学生感兴趣的情境是非常重要的,操作类概念也是如此。由于操作类概念的特殊性,一般采用操作情境较为合理。教师借助操作情境提出任务要求,让学生在体验相关概念的操作中认识概念。例如,在教学字体、字号等与文字编辑有关的操作类概念时,教师可先不提出这些概念,而是提供一些文字编辑的范例,并创设情境让学生自己尝试编辑,学生在自行编辑的过程中可能会用到字体、字号等,这时教师再让学生认识这些概念,并明确这些概念的重要性。
(2)多种方法,理解概念,明确概念。这里的多种方法,明确概念,其实是用多种方法进行操作类概念的定义和理解。一般情况下,可以采用讲解、图示、演示、对比及文字等多种方法,对操作类概念做出定义说明,让学生进一步理解与明确。另外,很多操作类概念是事实性知识,无需文字定义,这时教师可采用学生容易理解的图示、演示等,对概念进行定义与说明。
(3)设计活动,再次体验,形成概念。在明确概念之后,需要有一个巩固的过程。此时应设计综合活动,让学生在活动中再次体验概念并运用概念,形成对概念完整且正确的认识。例如,“工具栏”这一概念,因为各种软件工具基本都有“工具栏”,如果让学生在初次体验后明确“工具栏”的定义——存放一些常用的命令,通过图形按钮的形式来体现,之后再设计一个小活动,让学生做小小设计师,自定义“我的电脑”工具栏,则能使学生形成对“工具栏”概念的正解认知。
3.课例应用
课例:神奇的工具美化家园。所涉及的概念:下拉选择框。
环节一:引入概念并尝试体验。情境导入神笔马良人物形象,引出画图软件中也有类似马良的神笔的神奇画笔。教师展示用蜡笔、铅笔、喷枪、水彩笔刷等画笔工具画出的各式彩虹图片并提问:这些彩虹是使用什么样的画笔完成的?要求学生在画图软件的工具栏中寻找这些画笔。学生先观看教师给出的范例引发兴趣,再探索操作方法,在操作情境中对“下拉选择框”有了初步的印象。
環节二:引出“下拉选择框”定义。在学生体验了用刷子工具、粘贴工具、选择工具的倒三角功能画出需要的图画后,教师先用打比方的方法,将下拉选择框和抽屉进行对比,使学生理解下拉选择框的含义和作用,然后用比较规范的文字对下拉选择框进行文字定义。
环节三:完善与展示作品,迁移总结。在学生认识并明确下拉选择框概念后,需要通过一个综合活动来巩固理解和应用,这里,教师选用了美化完善家园作品的活动,既可让学生再次使用下拉选择框,挖掘其功能,又使任务有了延续性,保证了课堂的完整性。最后的迁移总结,再次让学生明白下拉选择框在不同的软件中有着相同的功能,并提醒学生在其他软件中看到倒三角按钮时,可以联想到下拉选择框并灵活应用。
● 理论实践类概念教学的一般模式
信息科技学科的很多概念既有理论性,又有实践性,需要在理论理解的基础上加以实践。理论实践类概念的特点是理论性强,概念名词抽象又带有操作的提示,同时操作性也强,实践应用的难度比较大。此类概念的教学重点是在理解的基础上实践,在实践中进一步加深理解。
1.理论实践类概念教学环节(如图3)
2.操作说明
(1)创设情境,引入概念。这一环节既与理论类概念相似,又与操作类概念有关,教师需要创设真实的情境引入概念,引入时可以在相关概念的类比中引入,也可在概念应用后的效果情境中引入,或者在概念需要使用的场景中引入。例如,“数组”概念,可与之类比的概念不容易找,教师可组织学生观看介绍数组的微视频,然后结合学习资料,让学生自主学习数组的基本概念及基本操作,在程序中设计自己的数组。
(2)阐述概念,定义概念。联系上一情境环节中的概念举例,或概念使用需求,鼓励学生用自己的话语来表达对此概念的理解,并尝试自己定义概念。
(3)自主探究,解决问题。因理论实践类概念具有很强的操作性,所以在定义概念之后,用刚刚所学的概念尝试解决实际问题非常有必要。当学生通过自己的努力,在学以致用的过程中顺利解决实际问题时,他们也就实现了对该概念的进一步理解和认识,其教学成效远远高于教师直接告知解决方案。因此,尝试解决问题的过程最好能体现学生的主动性和参与性。例如,“IP地址”这一概念,当学生定义IP地址之后,如果设计“查看自己的IP地址”“用IP地址访问其他计算机”“自己动手设置IP地址”等活动,能使学生对IP地址的应用有更进一步的理解。
(4)辨析讨论,理清概念。理论实践类的概念需要理论和实践相结合才能促进对它的理解。学生自主探究、解决问题的过程肯定会碰到各种各样的问题或疑惑,还会碰到一些延伸概念的困扰,使头脑中刚建立起的概念出现混乱,此时需要借助对实践中问题的辨析、讨论、方案交流、对比等活动,理清概念及其延伸概念之间的脉络关系。例如,“IP地址”这一概念,学生虽通过“查看自己的IP地址”“用IP地址访问其他计算机”“自己动手设置IP地址”几个活动理解了IP地址,但还需要对IP地址的延伸概念——IP地址的格式、作用和分类加以梳理。因此,教师采用在活动中穿插提供一些帮助文件和提出一些思考问题(问题如IP地址起了什么样的作用?为什么输入对方的IP地址就访问到了对方的电脑?IP地址是如何设置的?机房是哪类IP地址?……)的方法,引发学生对这些问题的辨析与讨论,使学生理清IP地址和IP地址的格式、作用和分类等概念。
(5)实际应用,巩固概念。理论实践类概念既可通过问题、测试、练习,也可通过体验运用、实践操作等活动,拓展对概念的认识,巩固概念的掌握。例如,在教授“数组”概念时,可将全班分成若干小组,给每个小组不同的实践问题,上机编程实践之后,组与组进行交流学习,既向来访者讲解本组解决的问题,又去他组学习他们解决问题的方法,这样不仅了解了本组未实践问题的解法,又对数组的认识进行了拓展。
3.课例应用
课例:数据的筛选。所涉及的概念:数据的筛选。
“数据的筛选”是一个理论实践类的概念,既要学生理解什么是数据的筛选,又要学生熟练使用数据的筛选解决数据处理中的问题。因此,教学目标对数据的筛选、其延伸概念“筛选的条件”和“筛选的方式”以及筛选的操作都提出了合理的要求。
环节一:游戏引入。教师创设了两个活动情境,一个是筛豆子的游戏,另一个是根据购物单的要求在网上购物。这两个活动一下子把学生引入筛选的情境中,采用了和生活中筛选相类比的方法,引发学生对筛选的思考。
环节二:定义数据的筛选。教师借助前面的情境分析,出示数据筛选的定义。在分析这个概念的关键部分“一个或多个条件”时,联系《筛豆子》和《选礼物》活动,进一步助推了学生的理解。
环节环节四:学以致用——应用数据筛选解决实际问题。在清晰地理解数据的筛选之后,学以致用是非常有必要的。教师通过“寻找好心人”的活动,将数据筛选操作中的关键操作点串联了起来。在学生完成活动之后,教师再一次用概念图的形式完成本课概念的总结,这对理清学生的思路起到了承上启下的作用。
经过多次区域教学实践,从概念性质角度构建与探索的概念教学一般模式获得了很好的验证,也达到了很好的教学效果。这些模式还会在区域实践中不断修正与改进。