5E教学模式在初中信息科技计算思维培养中的应用

于珂

摘要：《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》，该标准将信息科技课程的总目标定位为培养学生的计算思维。本研究旨在探讨5E教学模式在初中信息科技课程中计算思维培养中的应用效果。通过以《用选择结构程序做出判断》为例，介绍了教学实践的过程，强调了5E教学模式在初中信息科技教育中的潜在价值，并为未来相关研究和教学实践提供了启示。

关键词：5E教学模式 计算思维 信息科技

计算思维在初中信息科技教育中具有重要意义。随着科技的迅猛发展，计算思维已经成为学生应对未来社会需求的关键能力之一。通过计算思维的培养，学生能够学会分析问题、设计解决方案，并理解不同层次的抽象概念，这些都是在信息时代至关重要的技能。因此，引入有效的教学模式来促进计算思维的培养显得尤为重要。[1]

一、5E教学模式对初中生计算思维培养有重要意义

1989年，5E教学模式由美国生物学课程研究会（BSCS）在Atkin-Karplus在研究学习环的基础上首次提出的，这一理论包括五部分内容：吸引（Engage）、探究（Explore）、解释（Explain）、迁移（Elaborate）、评价（Evaluate）。2013年，美国颁布的《新一代科学教育标准》大力推广5E教学模式。2002年我国教育专家首次将5E教学模式引入国内，同时对该模式的定义与内涵进行了相应的介绍。2016年，小学、初中、高中等各学科应用5E教学模式于教学实践中的学者逐渐增多。

在此背景下，5E教学模式作为一种系统性的教学策略，通过引导学生进行探究性学习，有助于激发学生的学习兴趣，培养其创新精神和解决问题的能力。在初中信息科技課程中，5E教学模式能够为学生提供更加亲身参与的学习体验，帮助他们更好地理解和应用计算思维的原则和方法。因此，探索5E教学模式在初中信息科技课程中的应用价值，对于培养学生的计算思维能力以及提升信息科技教育质量具有重要意义。[2]

二、5E教学模式在初中信息科技计算思维培养中的应用

本文选用的是泰山版初中信息科技第一册第二单元微项目二《用选择结构程序做出判断》来示例。选择结构程序是Python课程中十分重要的知识，学生虽然在上一节课的学习中已经对Python学习有了简单的了解，但对选择结构相对陌生，仍需要进行探究与讲解。本节课程要求学生掌握选择结构程序的基本概念，选择结构的一般形式，并在Python中利用if条件表达式进行实验探究，通过操作完成程序设计，实现选择。[3]

（一）课前准备。计算机设备、按照课堂内容编写任务清单和当堂检测习题

（二）吸引阶段。播放学生体温检测过程，播放本学校早上学生进校的视频，展示学校测温系统，思考测温仪的工作原理。复习三种程序结构，流程图引出使用选择结构设计测温枪。学生观看视频，思考测温仪的工作原理。判断哪些现象是由选择结构程序控制的，用“那么……否则……”的句式分别描述。通过视频导入这种学生所熟悉的、直观的生活情境，结合学生自己的亲身经历，加深了学生对所学知识的感悟，从而唤醒学生的生活经验，激发学生的学习兴趣，调动起学生探索新知的积极性。[4]

（三）探究阶段。针对本节课的重点和难点安排一系列的活动，教学重点突出，时间把控合理，充分调动学生的积极性，课堂气氛活跃。介绍选择结构，学习选择结构的一般形式，讲解Python中的if语句。引导学生完成选择结构程序的设计。分析体温检测的过程和原理，设计程序。教师巡视学生完成情况，及时给予指导。学生将选择结构一般形式移动完整。其他学生对比寻找出现错误的地方。学生自主进行选择结构程序的设计。

（四）解释阶段。教师讲解python编程的选择结构程序if…else…，强调易错点。展示学生作品，与学生一起分析先完成的学生设计的程序，并测试。与学生一起分析编程中出现的问题，共同解决。小组内分析在编程过程中出现的问题，并做好总结。

（五）评价阶段。借助班级优化大师和问卷星，使评价更加符合时代发展的要求，实现技术创新，提高课堂教学效果。多种评价相结合，以评促教，以评促学，体现“教—学—评”的一致性。借助问卷星，进行问卷调查，实时显示排行榜。教师引导学生完成对本节课知识点的总结。教师根据课堂表现，评价学生的实践、探索和协作能力。学生进行当堂检测，教师评选本节课学习之星。

结语：

在5E教学模式中，探究阶段是培养学生计算思维的核心。在探究过程中，针对不同的教学内容选用不同的教学策略，培养学生的计算思维和创造性思维，让学生学会在生活中利用信息科技知识解决实际问题。《用选择结构程序做出判断》这节课的课程内容是依据生活经验中的“判断密码是否正确”和“判断体温是否正常”引入，将信息科技与生活紧密联系在一起，吸引学生注意力，进而让学生发现问题，通过对Python的条件表达式的探究，进一步加深选择结构的概念。学生发现问题，解决问题，在合作探究学习中提升计算思维。

参考文献：

[1]教育部.义务教育信息科技课程标准（2022年版）[M].北京：人民教育出版社，2022.

[2]Bybee R W， Contract，2003，4（4）：206-207

[3]王克胜，刘林.5E教学模式在高中信息科技教学中的应用[J].教育信息科技，2019（10）：61-64.

[4]范文翔，张一春，李艺.国内外计算思维研究与发展综述[J].远程教育杂志，2018，36（02）：3-17.