《从数据到编码》教学设计

教材分析

在浙教版小学信息科技教材中，“数据”这一逻辑主线贯穿所有学段，学生在三年级学习了“数字资源”，在四年级上册第一单元学习了“泛在的数据”——认识数据、第二单元学习了“数据证明观点”——学习数据处理。在学生对数据有所了解的基础上，本单元即四年级上册第三单元的内容“身边的编码”从数据延伸到编码，为四年级下册的数字化编码和解码做准备。《从数据到编码》是本单元的第一课，从标题来看，它起承上启下的作用，对接前两单元的数据，引出本单元的主题“编码”，本节课的定位是生活中的编码，为后续的学习做铺垫。逻辑关系如图1所示。

学情分析

本课的教学对象为四年级学生，他们对日常生活中编码的应用有着丰富的生活经验，同时也具备一定的思维迁移能力，但对编码的定义、编码与数据之间的关系等较为抽象的概念的理解还有一定的困难。

教学目标

①通过提炼不同编码背后的规则，了解数据与编码之间的关系。②通过体验、对比分析不同场景的应用，了解编码的多种呈现方式。③通过解读真实生活中的应用，学会从编码的视角看待学习与生活中的事物，感受编码在现实生活中的应用价值。

教学重难点

重点：了解数据与编码之间的关系。

难点：学会从编码的视角看待学习与生活中的事物，感受编码在现实生活中的应用价值。

教学策略

针对学习内容以及学情，在教学过程中运用案例分析、自主探究、小组合作等教学策略，同时，将评价标准前置，让学生根据评价维度对自己每一次活动进行评价，有效地调动学习积极性，实现“教-学-评”一致性。

教学流程

环节一：初步感知，引出课题

情境导入：教师以出差在酒店中遇到的自动外卖送餐机器人为例（如下页图2），探究其如何知道要送餐的房间，从而引出课题——从数据到编码。

设计意图：通过对“送餐机器人房间号”这一编码的分析，发现其与数学中用于计算的数值是不一样的，从而初步感知编码，引出课题“从数据到编码”。

环节二：探寻规则，初步建构

师生交流，找出校园中的编码：上课地点、班牌、教师车辆的车牌号。

布置活动一：自主找规则（如图3）。

①上课地点的编码规则：幢号教师楼层+教师名称；②班牌的编码规则：年级+班级；③车牌号的编码规则：省份+地级市+车辆序号。

小结：数据按照一定的规则进行组织得到编码。

教师组织学生开展自我评价（如图4）。

思考：同一事物的编码是否可以有不同的编码规则？通过中英文班牌的不同规则，学生总结出同一事物的编码可以有多个编码的规则。

设计意图：通过寻找校园中编码的规则，理解数据与编码的关系，引导学生了解编码规则，为后续制订编码规则做铺垫，培养学生信息意识及计算思维。

环节三：探寻方式，再次建构

问题二：编码的呈现方式有哪些？

学生回答：常见的呈现方式——数字、字母、汉字、图形等。

活动二：教师引导学生用扫码枪体验“条形码查询”系统，并观察扫描出的数字与商品上的编码有什么关系？教师组织学生开展小组评价。接着，教师利用Excel做一个“条形码查询”系统，用扫码枪扫描条形码，快速得到相应信息。

思考：这些编码有什么作用呢？学生总结得出：实现有组织有秩序的管理。

设计意图：通过观察及自主探究，让学生了解编码的不同呈现方式，感受呈现方式的多样性。学生通过自主思考，归纳出编码的作用，从而理解编码的必要性。

环节四：迁移应用，内化理解

活动三：学生分组探索不同生活场景中的编码（如图5）。场景一：自动送快递机器人画面。场景二：日常生活画面。①找出该场景中的编码。②该编码的呈现方式有哪些？③该编码在场景中的作用是什么？

教师组织学生进行小组汇报，组织学生开展小组评价。

设计意图：检验学生是否能将所学的内容进行迁移应用，培养学生自主探究的意识，突破难点，引导学生从编码的视角看事物，感受编码在生活中的应用价值。

环节五：拓展提升，总结升华

①思考题：家里的桌椅需要编码吗？请说说你的观点和理由。

②总结：结合板书说说今天这节课的收获。

设计意图：通过开放的思考题，培养学生辩证思维，活学活用。结合板书说说自己的收获，在这一过程中学生将自己在本节课建构的知识再次呈现，从而梳理知识点。

教学反思

1.以生为本，立足真实性

在“感知编码”环节中，创设酒店自动送外卖机器人的真实情境，通过探究发现其是利用房间号中的信息实现送餐服务，从而初步感知“编码”，引出课题。该情境对学生来说是真实体验，能很好地激发学生学习的兴趣，为后续学习做好铺垫。在“初步建构”环节中，将学校的真实场景作为教学资源，如上课地点、班牌、车牌等编码，探寻其中的规则，拉近与学生的距离，开展深度学习，促进理解。在“再次建构”环节中，学生通过体验扫码枪扫描条形码，感受日常生活中商品查询过程，理解其中的编码原理。在“迁移应用”环节中，学生通过分析“自动送快递机器人”及“日常小区生活”的真实场景，将课堂所学的编码知识进行迁移应用，从而实现内化理解。

2.培养计算思维和信息意识，“以终为始”进行逆向设计

威金斯博士在《追求理解的教学设计》一书中提出了“逆向设计”这一概念，“以终为始”，即从学习结果开始进行逆向思考：①学习要达到的目的是什么？②达成学习目的的方法是什么？③如何证明学习达到了目的？因此，教师要以核心素养为目标，设计教学过程和教学方法，再设计相应的评价标准和评价方法。本节课对应的核心素养包括计算思维和信息意识等，这也就是本节课所要达成的目的，因此，笔者设计了相应的三个教学目标，通过三个活动达成相应目标，在活动结束后利用师生评价和自我评价反馈目标达成情况。

3.注重课堂生成，点亮高效课堂

关注课堂生成，可以让教师了解到教学预设之外的情况，可以更好地了解学生知识建构的过程及掌握情况，增强师生之间的互动，体现学生学习的主体地位，使课堂教学更加高效。在“拓展提升”过程环节中，笔者设置了一道思考题：家里的桌椅需要编码吗？这是一道开放的思考题，没有唯一的答案。学生在表达自己看法的同时，无形中把自己对编码的深层理解展示出来，使教师对学生的知识掌握情况有更好的了解。

点评

本节课的设计从核心素养出发，以真实情境为载体，以解决问题的问题链为线索，在感知编码、内化编码、应用编码的过程中落实核心素养，从而达成素养的培养目标。从课题来看，本节课是在“双新”（新课标、新教材）背景下的一次尝试；从浙教版教材来看，本节课不单单体现了编码之间的内在逻辑关系，还体现出了单元之间的内在逻辑关系。因此，在选择真实情境载体的时候，本节课不但考虑到了编码在现实生活中的普遍运用，而且考虑到了编码与前沿科技的结合。所以，本节课将编码跟人工智能应用进行融合，让学生充分感受到数据科技在现实生活中的应用价值，以及给生活带来的便捷。本节课在设置问题链的时候，既体现了知识之间的内在逻辑关系，同时也体现了新课标提出的学科基础性和综合性。整个问题链的设计注重学生的主体地位，在三个活动中，学生除了观察、实践、合作，更多的是带着问题在做、在思考、在评价。在问题链中除了落实基本知识外，更多的是与具体的、综合性的生活情境结合，在解决问题的过程中培养学生的核心素养。

（点评人：浙江省台州市教育教学研究院信息技术教研员 王银萍）