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从三重境界透视 信息技术课堂教学真假热闹

2021-09-24鞠敏

中国信息技术教育 2021年18期
关键词:课标智能家居传感器

鞠敏

笔者在观摩小学信息技术六年级下册《智能家居》一节课时,整节课课堂气氛活跃,表面看是一节较为热闹,师生互动和谐的课堂。但是这样热闹的课堂到底是真热闹还是假热闹?学生略经思考便能获得胜利喜悦的课堂真的是一节好课吗?王国维认为,古今之成大事业、大学问者,必经过三重境界。在课堂上,学生也很有必要经历这样的三重境界。那教师如何设计课堂,才能让学生在学习过程中经历这样的三重境界呢?笔者认为,应是问题贯穿课堂的始终,在问题解决的过程中,学生获得知识、技能,思维能力得到提升,课堂以问题为基本形式,在师生互动的过程中展开。美国教学设计专家Jonassen将问题分为良构性问题和劣构性问题两类。良构问题是指限定性条件的问题,它具有明确的已知条件,并在已知条件范围内运用若干规则和原理来获得同一性的解决方法;劣构问题的特点是具有多种解决方法、解决途径和少量确定性的条件,这些条件不仅不易操作,而且包括某些不确定性因素,如哪些概念、规则和原理对求解方法是必要的,如何将它们组织起来,哪种解决方法最为合适等。

布鲁姆将认知领域教育目标分为六个层次,即识记、理解、应用、分析、综合、评价。从良构问题、劣构问题的特征描述可以看出,良构问题可以培养学生的聚合思维,停留在识记、理解、应用层次,属于较低层次的认知水平;劣构问题对学生的分析、综合、评价能力提出要求,属于布鲁姆教育目标中较高层次的认知水平。普通人和专家解决良构问题的技能并没有明显差异,但能力强和能力弱的学生在解决劣构性问题中却有着明显的差异。劣构性问题是对日常生活、真实场景的模拟,为培养学生的高阶思维,教师有必要在课堂上设计一些劣构性问题。

下面,笔者以小学信息技术六年级下册《智能家居》一课为例,探讨如何在小学信息技术课堂上进行劣构问题的设计,有效培养学生的高阶思维。

● 昨夜西风凋碧树,独上高楼,望尽天涯路

《智能家居》以智能家居的理论为主。面对这样的课题,教师难免一筹莫展,因为它没有明确的条件(使用什么样的传感器、使用什么样的硬件、智能家居的具体应用场景等)。对教师而言,如何设计这一节课属于一个劣构问题,没有标准答案,那么,应该如何来设计呢?

《普通高中信息技术课程标准(2017年版)》(以下简称《课标》)对课堂教学有着高屋建瓴的指导作用,在物联网技术模块中,《课标》要求学生通过本模块学习,能够初步分析任务需求,选择合适的信息感知和传输技术,创造性地解决日常学习和生活中的实际问题。当然,从《课标》要求来看,设计劣构问题也是众望所归。

教学片段:

师:生活中常常会出现人离开了,但是电器如灯、电风扇等却未及时关闭的现象,面对这样的情况,你有什么样的解决方法?

对学生而言,上面的问题属于一个劣构性的问题,有多种解决方法,如语音控制关灯、红外感知人离开关灯等,因为没有限定使用什么样的传感器设备,所以学生就有了更多发挥和创新的空间。学生可以根据自己对问题的理解、联系自己的日常生活设计出多种方案。从《课标》的视角看,学生根据情境问题分析“人走灯关”任务需求,选择合适的信息感知设备(语音传感器、红外传感器等)来解决问题,最终完成一个智能化的应用,问题设计契合《课标》要求。

● 衣带渐宽终不悔,为伊消得人憔悴

基于《课标》设计的劣构问题,可以视为本节课的核心问题。每一个学生的知识面、思维灵活度均有差异,有些学生更擅长解决良构性的问题,对于劣构性的问题,他们往往感觉无从下手。以上面的问题为例,想要学生独立完成任务需求分析和程序搭建调试较为困难,教师有必要提供帮助。

1.设计良构问题作为教学支架

教学片段1:

师:我们之前学习过的传感器中,哪一个传感器可以检测有人/无人?

生:红外传感器。

教学片段2:

师:用“如果…那么…”语句来完整描述上面的过程,应该怎样表述?

生:如果有人,那么灯开;如果没有人,那么灯灭。

设计上面的良构问题,帮助学生回忆之前所学的知识点,同时引导学生使用条件语句完整描述工作流程,为下一步程序搭建做准备。

2.学习单作为课堂辅助

以本节课提出的劣构问题为例,除了使用红外传感器之外,还有很多方案也可以完成任务。但是受限于学生的知识水平,在课堂上,教师可以给学生提供多种传感器的功能说明。学生通过阅读学习单获取信息,筛选信息,进而从多种传感器中找到合适的传感器。

当然,课堂上还有其他方法可以辅助学生解决劣构问题,如何思量取决于教师的教学智慧。在第二种境界中,学生对如何解决劣构问题有了目标、方向,通过课堂上的脚手架,就能在问题解决这条道路上稳步前进。

● 众里寻他千百度,蓦然回首,那人却在灯火阑珊处

劣构问题可以有效培养学生的发散思维,那么这是否意味着众多问题解决方案的实施就是课堂的终点呢?是否意味着“百花齐放”就是课堂最终呈现的样态呢?对《智能家居》一课来说,在学生成功地使用程序完成搭建调试后,课堂就走向尾声了吗?很显然,并没有,作为教师不仅要“放手”发挥学生的主观能动性,培养他们的发散思维,同时也要找到一个“收手”的契机。

教学片段1:

师:通过各种传感器设备(红外、超声波、语音等)来控制硬件设备(灯、电风扇),这些都可以视为智能家居的应用场景,那现在你们对智能家居又有什么样的理解呢?

通过多种案例的归纳,发现智能家居的共同特性:通过信息感知设备来控制硬件,实现智能化的应用。

教学片段2:

师:在通過红外传感器解决问题时,如果红外探测到没有人,那么灯灭;在通过语音传感器解决问题时,如果语音等于关灯,那么灯灭。

……

师:分析它们的流程图,有什么样的共性呢?

生:都包含“如果…那么…”,如果后面的条件都是对传感器的数值进行判断。

从流程图入手,找到在算法流程上的共性,为学生解决问题提供了可迁移的思路。

由此可见,课堂不是一味地放手,而是要根据《课标》、教学目标,找到课堂“收手”的关键时刻。学生也会深刻地感悟到,不管使用何种感知设备,都是对传感器的数值进行逻辑判断,以解决问题,实现智能化应用。

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