小学Python编程教学的逆向设计与实施

王敏军

【摘   要】新时代背景下的课堂应该重视以理解为先的体验性学习。逆向设计从预期学习结果入手，通过必要的证据来判断学生是否能达到预期学习结果，最后设计相应的教学活动。教师应分析学情，精准预期学习结果;梳理知识，合理制定评估标准;发展思维，有效设计学习活动，提升学生的学习能力和思维水平。

【关键词】逆向设计;信息技术;Python;体验性学习

核心素养观照下的信息技术教学设计逐步从课时设计向单元整体设计转变。教师以学科核心素养的落实为前提，改变以往按部就班的教学，对课堂进行逆向设计。所谓逆向设计，指的是以学生学习的预期结果为前提，以精确化的评价标准确定教学内容和形式的教学设计方式。Wiggins & McTighe率先在“追求理解的教学设计（Understanding by Design，简称UbD）”的要义中提出了逆向设计的理论。逆向设计的过程如图1所示，教师可以从预期教学结果即学生的学习目标入手，通过一定的评价标准来判断学生能否达到预期的学习结果，最后再安排相应的教学活动。本文从小学信息技术Python编程教学的案例切入，呈现逆向设计理念下的课堂教学。

一、分析学情，精准预期学习结果

逆向设计视域下的教学设计以学生的学习结果为核心。在实施过程中，教师应将学习目标设计放在首位，由此真正体现学生的主体地位。

（一）精准梳理概念，细化基本问题

众所周知，答疑解惑是推动教与学顺利进行的内在动力。教师应引导学生主动在信息技术编程学习中提出与之相关的问题，并对其进行梳理分析，寻求解决问题的方法和途径。

理解是对知识和技能进行的有意义的推理。学生对知识的掌握和技能的熟练程度是以理解为基础的。如在教学《温度转换——顺序结构》一课时，教师通过布置调查、询问和前测等方法了解学生在理解“用程序解决问题”时的思维障碍，并对其进行梳理。

教师确定的目标如下。

1.能说出算法的概念，并能用自然语言陈述算法。

2.能说出流程图的概念，并能用基本图形、符号绘制顺序结构流程图。

3.能按照“输入、处理和输出”的顺序结构编写温度转换的程序。

学生的基本问题如下。

1.如何提炼用程序解决问题的一般步骤？

2.在什么情况下用顺序结构来解决问题？

在结构化程序的设计中，教师将程序分为顺序结构、选择结构和循环结构，以解决各项问题。用顺序结构解决问题前必须将解决问题的方法描述成能够执行的操作步骤。只有清晰梳理问题，才能合理、精准地制订相应的教学目标，客观预设预期的学习结果。有了课前的问题梳理，学生才能在学习过程中自主思考问题，通过学习解决问题，逐步形成完备的知识体系。

（二）合理确定目标，构建意义理解

逆向设计理论是基于理解的教学理论。相应地，逆向设计的评价依据也应以理解为中心。理解是有意義的推理，主要包括解释、阐释、应用、洞察、移情和自我认知六个方面。如教学《身高问题》一课时，教师就从阐释、洞察和自我认知这三个维度去观察学生的学习情况，并根据学生的表现去了解学生此刻已达到的理解水平。

环节1：阐释“选择结构”

师：请同学们结合亲身体验，思考什么是选择结构的程序？

学生思考，并和同伴交流。

教师设计这个环节旨在激发学生对“选择结构”进行阐释，检测学生是否能对选择结构程序进行有意义的陈述、解释和表现。学生所面临的挑战是将学习经验和生活经验相结合，并对自己理解的内容进行阐述。

环节2：洞察“自己”

师：你有哪些成功的编程经验可以分享？你编写了哪些成功的选择结构程序？

学生回忆自己的成功经历，和同伴们进行分享。

教师设计这个环节旨在引导学生洞察“自己”，通过不同的角度思考问题，并进行自我反思。教师可以通过引导学生进行自我建构，并从“阐释、洞察和自我认知”等维度进行观察，了解学生现有的理解程度，从而精准预期学生的学习结果。

二、梳理知识，合理制定评估标准

逆向设计视域下的评价是以预期的学习结果为前提的，逆向设计就是通过收集和厘清评价标准和证据来证明学生是否已经达到预期学习结果。教师不仅要根据课程目标和学情明确学生需要掌握的知识和技能，还要明确学生已达到的水平，如通过一些检测对学生进行评价（如图2），及时调整自己的教学行为。

（一）收集多维证据，夯实评价标准

在以往的教学设计中，学习评价往往安排在教学活动之后，一般采用练习、测试或作品展示的形式进行。逆向设计视域下的教学设计要确定明确的目标，制定合理的评价标准，以目标的达成与否作为评价的依据。

信息技术程序教学评价标准的设计先于教学活动，教师一般会采用表现性任务证据和其他与之相关的评价证据。如在教学《累加问题》一课时，在了解一定预期学习结果的基础上，教师以表现性任务和其他评价证据对学生进行评价。根据预期结果，教师用以下任务了解学生对循环结构的理解程度。表现性任务1.用自然语言对“累加问题”进行陈述。2.对“累加问题”进行算法分析，包括计算当前的整数和累加当前所有项数的总和。3.画出“累加问题”循环结构的算法流程图。其他任务1.简答题：描述两个由于语句不完整可能引起的程序bug，并解释如何避免这些bug。2.技能测试：口头阐述程序调试。

学习前有了相应的评价标准，学生在后续的学习中就能根据这些表现性任务和其他证据去验证循环结构的真实性。之后再对已有的其他编程语言进行迁移，逐步形成循环结构的编程思维和操作模型。

（二）创设多元内容，丰富自我评价

在基于逆向设计的程序教学中，学生的自我评价至关重要。教师应将自我评价嵌入、贯穿于学生的整体学习活动中。逆向设计的评价标准既可以使教师在设计教学活动前明确教学的重、难点，在内容和形式上做出取舍，还可以掌握学生需要达到的预期结果，使教学指向目标，确保教学评的一致性。如在教学《冒泡排序》一课时，教师根据预期结果，设计了基于评价项目、评价内容、评价标准和评价主体四个维度的自我评价标准，如表1。

从某种意义上来说，学生的自我评价过程就是发现预期学习结果证据的过程。评价证据发现意味着预期结果的实现。由此，目标、评价与教学之间的一致性就得到了保障。

三、发展思维，有效设计学习活动

逆向设计视域下的学习活动设计以预期学习结果和评价标准为基础，教学活动的设计是在预期目标和评价标准已经确定的基础上进行的。

（一）凸显教学活动，完善学习体验

明确预期结果和厘清评价标准之后，设计有效的教学活动就显得尤为重要。在此过程中，教师要注重资源的积累、教学方法的选择和教学顺序的布置，结合大概念目标，创造性地使用教材。

逆向设计能确保实施的学习活动与之前的预期目标统一。教师既要引导学生全身心地投入到学习中，又要确保预期结果的达成。如在教学《百元买百鸡》一课时，教师从学生的已有知识、经验出发，安排有效的阅读活动，促进知识迁移，最终通过枚举策略解决问题。教师带领学生分析问题中的数量关系，找出等量关系并列出方程，再引导学生研究Scratch中“百钱买百鸡”的程序脚本，最后利用枚举法解决问题。在这一程序教学中，教师合理地将逆向设计运用于教学实践中，实现了程序教学的高效性。

（二）夯实课堂效果，改进教学反思

基于逆向设计的信息技术程序教学课堂活动要激发学生主动探究和参与的热情。学生在完成学习活动后，能否进行反思，是证明教学是否成功的标准之一。教师可以设计相应的问题反思模板，便于学生及时梳理所学的知识与技能。反思的问题模板如表2。

所有的问题反思都是来源于理解的六个维度，学生需要明白这些问题，交流涉及的所学知识，并进行迁移运用。

总体而言，基于逆向设计视域下的信息技术程序教学有别于传统的教学。教师要依据学情预设学习结果，确定评价依据，有针对性地开展教学活动。学生在这样的课堂上能够发现问题、探究问题，对知识进行有意义的理解，逐渐形成严谨的思维和卓越的能力。

参考文献：

[1]威金斯，麥克泰格.追求理解的教学设计：第二版[M].闫寒冰，宋雪莲，赖平，译.上海：华东师范大学出版社，2017.

[2]赵钰莲，吴茜茜.通过“逆向设计”培养学生英语学科的思维品质[J].中小学教学研究，2019（07）.

（浙江省杭州市富阳区富春第五小学   311400）