数字化学习与创新培养的教学策略探究

沈冰

《国家信息化发展战略纲要》中明确提出：“以信息技术为代表的新一轮科技革命方兴未艾，互联网日益成为创新驱动发展的先导力量。”信息技术革命带来社会形态的变革，从而推动面向知识社会的下一代创新。在这样的背景下，培养小学生应用信息技术进行学习与创新的信息社会生存能力就显得尤为重要。

指向核心素养教学的基本要求

教育部颁布的《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》提出：高中信息技术学科核心素养由信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个核心要素组成[1]。义务教育阶段信息科技课程标准也正紧锣密鼓地制定中，并将延续这四个核心素养组成要素。其中，“数字化学习与创新”素养是指充分运用数字化资源、数字化工具和数字化平台，开展自主学习与群体协作，并在不断进行创造创新的过程中所具备的基本技能和必备品格[2]。具备该素养的学生，具有利用信息科技开展数字化学习与交流的行为习惯;能根据学习需求，利用信息科技获取、评价、加工、管理学习资源，开展自主学习、合作探究，解决学习问题;积极主动地运用信息科技进行学习与创新活动。

对小学生而言，不同年龄阶段，“数字化学习与创新”的学段特征也不尽相同。小学1年级至2年级能在成人指导下，选择数字化环境开展学习活动;能辨认基本的数字设备、平台和资源，运用给定的数字设备收集学习资源。小学3年级至4年级了解数字化学习环境的优势，能在数字化环境中开展简单的学习活动;在成人指导下，运用数字设备收集学习资源，进行在线学习与创新活动;使用数字设备组织并呈现收集的数据，借助可视化方式表示数据之间的关系，支撑自己的观点。小学高年级学生具有利用信息科技开展数字化学习与交流的行为习惯;能根据一定的学习任务，合理选择数字设备、平台和资源，通过任务分解的方式提高学习效率;运用信息科技获取、加工、管理学习资源，开展自主学习、合作探究和创新活动。

核心素养是基于学生终生发展和适应未来社会所需要的基本素养而定的，以核心素养为导向的教学需要转变以知识为核心的教学理念。而指向数字化学习与创新素养的信息科技课，则要求通过设计真实的学习与生活情境，让学生在情境中发现和思考问题，恰当运用数字技术解决问题，最终创造性完成任务或形成创新性的数字化成果。只有在这样的学习经历中，学生才能逐渐获得高于学科知识的、适应现实与未来数字化生活的思维品质和行为能力。

指向核心素养教学的基本策略

1.从学生实际出发设计情境，优化学习体验

传统信息科技课将信息的鉴别、采集、加工、管理等知识点作为教学的单一核心，通常是直接进行抽象概念与工具方法的学习，即使有任务驱动，却也常常是脱离了现实生活，由学生在教师模拟的情境中完成任务。然而，学生生活在一个由真实世界与数字世界交融的环境中，这个环境复杂而多变，面对的问题也往往更丰富多元，以知识为导向的课堂难以让学生形成分析与解决实际问题的能力。因此，只有基于学生现实的学习与生活需求，创设真实的问题情境，将学科知识与技能的学习和运用融入到现实问题的解决中去，才能真正培养学生判断环境、分析需求、解决问题的能力，增强个体在信息社会的适应力，这也是以核心素养为导向的课程标准所提倡的。

在3D打印教学活动中，学生所要设计制作的作品都是源于生活实际需求：多功能的笔筒、钢琴指法矫正器、小鸟的“家”等，这些作品完成之后都可以应用于真实生活之中，并能取得良好的使用效果。在这个过程中，教师要做一个善于观察、关注学生学习与生活的有心人，了解学生的学科学习、生活活动、性格特征和情感需求，这样才能设计出生动的、有益的、“走心”的教学情境来，并让学生在这样的情境中既学习知识，又培养运用知识解决问题的能力。

2.从解决实际问题出发，选择适宜技术

信息科技课程的一个显著特征就是学会使用各种信息处理工具，但这并不意味着教师可以把信息科技课等同于工具使用操作课，把工具的操作与掌握作为教学的主要内容，让学生整节课都研究某个软件的功能面板、操作选项的场景。

基于数字化学习与创新核心素养的教学要求学生形成在数字化环境中，评估和选择有效的技术来开展学习、解决问题的基本素养和能力。这里的“技术”并不特指某个品牌或某个版本的工具，而是为了解决某一类问题，选择或综合运用一个或多个工具、一項或多项资源、一种或多种手段的过程与思想方法，其最终目标是高效率、高质量甚至是创造性地解决问题、完成任务。

3.从学生作品创作出发，注重创新和表达

数字化学习与创新核心素养强调让学生在数字化学习过程中创造性解决问题和形成创新成果。但在传统信息科技课堂中，“模仿秀”的场景随处可见，即教师示范工具的操作方法，之后学生进行模仿与操练，这种以教师为中心的教学方式显然遏制了学生的创新思维与创造能力。事实上，在现实学习生活中，即使面对同一个问题，学生思考的方向、解决问题的方式也不尽相同。若能将这些思维的过程与结果用数字化的形式进行表达，将有利于培养学生独立思考、自主学习、探究创新的学习习惯以及在数字世界中发现、欣赏和展示信息科技学科价值的能力。因此，在数字化学习过程中，我们可以让学生基于现实学习与生活需求，在运用数字化工具和资源解决实际问题的过程中进行数字化作品创作。这里重点体现“创”，即在富有个性表现力的作品中充分展现自己的见解与构思。

基于教学策略的实践案例

依据数字化学习与创新的教学策略，在实施“一种基于3D打印技术的钢琴手型矫正器”项目教学活动时，经历以下几个阶段。

第一，发现问题、提出问题的整个过程是基于学生实际生活经历。

随着人们生活品质的不断提升，从小练习钢琴的儿童越来越多，而很多初学者经常被钢琴老师批评手型不好，甚至还有家长为了帮助孩子养成良好的手型姿势，把缝衣服的针粘在钢琴上，可见，手型问题对钢琴初学者来说至关重要。基于这样的生活实际，学生非常想帮助钢琴初学者矫正手型，同时减轻钢琴老师的教学负担。

问题提出了，如何解决问题呢？首先让学生自己尝试是否可以解决问题。学生最初尝试练琴者的手掌中放置一个妈妈卷头发用的发卷，然后用橡筋连接成圆圈，固定在手掌中，后来，使用瓦楞纸制作了一个模型，效果都不太理想。闭门造车没法解决问题，是否还有其他的方法？

第二，教师引导学生选择适合的技术来解决问题。

學生有了初步解决问题的方法，但缺乏合适的技术来实现。此时，教师就需要与时俱进，坚持学习、吸纳、尝试、融合，自觉、主动地将有益的或先进的技术应用到教学活动中。教师引导学生做一些调查工作：阅读相关的资料，去专利网、某宝网查找，发现已有这类产品，买来自己家反复试用，寻找有使用经验的钢琴初学者询问使用情况，发现这类产品的不足，然后开启了自己的创新之路。在这个过程中，教师的这种终身学习、勇于尝试、善于融合的精神也会深深地影响到学生。具体的研究过程如图1所示。

通过测试证明，基于3D打印技术的钢琴手型矫正器，对手型有问题的钢琴初学者能起到较好地矫正姿势的作用，得到了钢琴初学者和钢琴老师的好评。

第三，项目研究的整个过程注重创新与表达。

课题的研究从问题的提出到最后成果的实现经历了大约一年半的时间，期间有过很多的波折，学生有过很多情绪，在问题的提出过程中有过疑惑，担心有同类产品，再创新是否能实现突破？通过各种资料的查询，前期很多的准备工作，了解了同类产品的缺点，最终确定了课题。在产品的设计制作过程中有过畏难情绪，设计一个作品要考虑很多方面的因素，涉及多学科知识，需要查阅很多的资料，测量各种数据，每一个创新的过程都会经历很多的失败、重试，教师不断的鼓励学生，不要放弃，帮助学生寻找方向，树立信心。

在整个项目研究过程中，学生不仅仅是展示其最终的3D打印作品及实际演示效果，期间还有大量的师生互动、生生互动及家校互动。如创意过程中的思维导图、3D建模后的三维展示、作品创作中的路演PPT等，这些都需要不断的信息交互及思维表达。

最终，在创新的过程中也收获了很多的喜悦，电脑中模型设计完成、3D打印机成功打印出全新的模型、测试成功达成目等，见证了学生一次次小成功后的欣喜。在课题的研究过程中充分调动了学生学习的主动性、积极性，学生从中获得了更多的知识技能，学会了对各种知识进行整合，体验了科学创造的快乐，提升了创造能力，促进了全面发展。

在日常的教学中必须努力呵护学生们的好奇心，引导他们做有心人，多观察、多思考，结合实际发现问题。让学生在自己亲身体验中感知、思考、创造，拓展学生对创新的认知和理解，从而提升数字化学习与创新素养。

教学成效

为了检测小学生数字化学习与创新素养的提升效果，可采用问卷调查、作品跟踪、评价量表等多种方法。依据学段目标，把小学生创新能力作为数字化学习与创新素养的重要评价维度，使其能够独立地综合运用个体现有知识，发现新观点、新知识、探寻并掌握规律，运用于解决具体现实问题。因此，可以把创新能力分解为3种具体能力：“发现与提出问题”的能力、“信息处理”能力及“分析与解决问题”的能力[3]。

以“发现与提出问题”为例，包括：“问题熟悉度”“问题关联”“问题原因”和“问题层级”4个二级指标。每个指标均含有不同的梯度，以此来确定小学生在该评价指标所具有的能力指数。以此类推，归纳罗列出小学生创新能力评价指标（表1），借此对教学活动做出评价。

通过评价指标对学生进行前测和后测，检测结果表明学生创新能力有较大提高。绝大部分学生“信息处理”指标的评价都很好，不仅仅能运用各种渠道收集信息，并能对信息做适当的整理、统计与分析，从而解决问题，如图2所示。

而“分析与解决问题”指标，很多学生评价不是很好，主要体现在对问题的深度和广度还不熟悉，解决问题的方法更多的来自模仿，创新性不够。这主要是由于小学生年龄低，生活实践经验缺乏造成的。

由此可以看出，优化教学活动策略，对于提升小学生数字化学习与创新素养效果明显。当然，教学活动的优化是一个不断迭代、长期坚持的过程。随着学生实际情况的变化及科学技术的快速发展，如何有效开展教学活动，提升学生核心素养永远是我们值得探索的课题。

参考文献

中国人民共和国教育部. 普通高中信息技术课程标准（2017年版）[M]. 北京：人民教育出版社，2018.

杨晓哲，任友群. 高中信息技术学科的价值追求：数字化学习与创新[J]. 中国电化教育，2017（1）： 21-25.

冯虹. 小学生创新能力培养与评价[J]. 天津科技，2017（4）： 1-10.