信息技術教學中微課的設計與運用
作者:陜西省教育科學研究院 白珍
發布時間:2017-12-13 15:53:59 來源:陜西教育報刊社
作者簡介:白珍,漢族,研究生學歷,碩士學位。陜西省教育科學研究院信息技術學科教研員,高級教師,陜西省中小學教學能手,陜西省優秀教學能手工作站站長,陜西省首批中小學幼兒園學科帶頭人。陜西省教育學會中小學信息技術教育教學專業研究會秘書長,陜西省人民政府教育強縣專家組成員,陜西省校本研修指導專家。
“數字化學習與創新”要求學生“運用數字化學習工具開展自主學習、協同工作與知識分享,適應數字化學習環境,養成創新的習慣”。微課是一種典型的“數字化學習工具”,它為培養學生的學科核心素養提供了具體、可行的方法和技術。
微課 是一種新的教學形態
所謂微課是一種適用于網絡和終端設備的數字化學習形式,它以學生為主體,以不超過8分鐘的微視頻為載體,引導學生在獨立思考和自主探究中培養理論基礎、技術方法和遷移能力,促進思維品質的發展。當前,越來越多的教師開始利用微課進行教學,但許多人只是把微課當作一種信息呈現工具,把本該由自己親口講解或操作演示的教學內容,原封不動地改由微課來承擔,名義上是讓學生“自主學習”,實際上是教師在“給概念、給操作、給結果”。這種“新瓶裝舊酒”的灌輸式教學方法,必然放大了微課的兩個天然缺陷:知識的碎片化和教學方法的缺失。知識的碎片化會割裂基礎知識之間的相互聯系和相互作用,影響學生對計算機科學思想方法的整體認知;教學方法的缺失會造成“填鴨式”教學后果,導致學生思考意識的淡漠和創造能力的退化,不利于思維品質的發展。
微課 的設計要義
信息技術教學中的微課設計,要著重考慮知識的連續性和完整性,以及學生學科思維方法的形成。
(一)知識的連續性和完整性
設計微課時,既要考慮教學內容的相對獨立性,又要將松散的知識連接成一個整體,體現課程本質和核心概念,使學生在學習中逐漸建立和完善知識體系。
在信息技術課程中,一個教學單元包含著多個不同的學習內容,這些內容之間存在著知識遞進、概念沿用、邏輯關聯和技術依賴。例如:“信息數字化”單元由“圖像數字化”“聲音數字化”和“影像數字化”等內容組成,這些內容的數字化方法雖然各不相同,但都基于采樣、量化和編碼的技術原理。因此,采樣、量化和編碼應是本單元的核心。設計微課時,要把采樣、量化和編碼作為最本質、最關鍵的學習主線貫穿于整個教學過程中,讓學生通過對圖像、聲音和影像等數字化過程的分析和比較,明確采樣頻率、量化位數等參數的意義,知道不同編碼算法的效果和用途,構建連續、完整、清楚的知識框架。
知識的連續性和完整性并不僅限于信息技術課本身,還可以是其他學科的沿用。在程序設計單元,如果直接給出行列式的計算公式,放棄數學講解,學生就不會了解公式的由來及意義,只能“照葫蘆畫瓢”把數學公式改寫成程序表達式。這種機械、刻板、割斷知識連接的學習方式,不利于學生深刻理解算法思想和程序設計方法。如果利用數學推演,給出行列式計算公式的推導過程,雖然會增加微課的長度,但保持了知識的連續性和完整性,學生不但可以理解行列式的計算理論,同時也明確了數學與算法的區別和聯系,學會如何將數學思維轉換成算法思維。同樣,還可以將語文課的“概括中心思想”“劃分段落”等文章分析方法,沿用到PPT演示文稿的教學中,作為“PPT文字提煉”的基礎知識和基本方法。
(二)學科思維方法的形成
學科思維方法的形成是信息技術教學的重要目標,而這一點恰恰是微課的弱項,因此,要采用恰當的教學方法來進行彌補。
案例1:運用“問題型”微課激活學生思維
圖1是講述數據、信息、知識與智慧概念的微課中的一幅畫面。這種形式的微課,只是對概念的淺顯解釋和說明,沒有清楚地揭示數據、信息、知識、智慧之間的深層關系,缺少與現實生活的聯系,不具備探究和思考的意義。因此,這樣的微課只能讓學生被動地觀看和記憶,不是真正的學習。
圖1 講解形式的微課
一個好的微課設計應由一串有情景、有意義、有價值的問題構成。解決問題的過程就是思維活動的過程,而問題的難點恰恰是思維的激活點。上述內容可以設計成“問題型”微課,引導學生深入思考:為什么數據、信息、知識與智慧是這樣一種排列順序?它們在現實社會中以怎樣的形式存在?它們之間是如何轉化的?對我們的學習和生活有什么影響?
由于微課以微視頻為載體,沒有交互功能,所以“問題型”微課可以設計成如下形式。其中,“展示”是創設問題情景;“提問”用于引導學生思考;“答案”供學生驗證思考結果;“概括”則是知識歸納。
1.展示:1485,2.1,12.7,57.6,3321,18%,4%,21%,19%,161%。
提問:觀察這些數據,你能發現或得到些什么?
答案:只是些孤立、無序的數字,沒有實際意義,不能從中發現或得到什么。
概括:數據是原始現象的符號記錄,是沒有經過加工的原始材料,是信息的載體,是計算工具識別、存儲加工的對象。
2.展示:表1是一種方便面外包裝上的數據。
表1 方便面營養成分
提問:再觀察這些數據,你能發現什么?
答案:這是方便面的營養成分表,其中的數據是各種營養成分的含量。
概括:根據某種目的,按照一定形式和方法處理數據,使數據具有實際意義,彼此間形成聯系,就構成了信息。表1就是由各種數據構成的方便面營養結構信息。
3.提問:分析上表信息,你認為方便面的營養結構是否均衡?
答案:從營養結構看,方便面的主要成分是碳水化合物和脂肪,對人體是有益的,但維生素和礦物質相對缺乏,因此方便面的營養結構不夠均衡。
概括:對信息進行系統組織、整理、推理和分析,過濾、提煉和重新產生出有用的東西,結合現有知識體系,經過廣泛深入的實踐檢驗,被人們所接受和運用,就形成了知識。對方便面營養結構的分析結果,就是一種知識。
4.提問:根據分析你能得出正確食用方便面的方法嗎?
答案:為均衡營養,食用方便面時應適當搭配新鮮蔬菜、水果等,補充維生素和礦物質;由于方便面中脂肪和鈉的含量較高,膳食纖維少,營養單一,不適合兒童、老人及高血壓患者等特殊人群長期食用。
概括:通過知識和經驗的積累,形成對事物的深刻認識和正確判斷,感知事物發展前景,作出成功決策。
5.結論:數據是信息的來源,信息是對數據加工處理后的結果,知識和智慧則依靠對信息的挖掘、過濾、歸納、演繹和抽象而獲得。
“問題型”微課雖然增加了微課的長度,需要耗費更多的學習時間,但觀看的過程就是思考的過程,遵循了學生的認知規律,符合學生的生活經驗,具有較強的思考性和探究性。同時,微課不但給出了知識性內容,也隱含了思維方法的培養,因此,付出一定的時間成本是必要的。
案例2:深度理解概念建立思維基礎
在學科思維方法形成中,“概念”具有重要作用。對概念的深度理解、建立關聯和遷移運用,是形成學科思維方法的基礎。因此,對概念的講解不能僅停留在表面敘述上。有關“像素”的概念,通常被解釋為“圖像中的一個點”。如果深入分析,可以挖掘出一系列問題:這個“點”究竟是什么?是圖像的亮度、顏色還是形狀?
根據像素的生成方法可知,像素是數字設備對自然圖像進行“采樣”的結果,只有數字圖像才會有像素。因此,像素是數字圖像中表示某一微小區域內亮度(灰度)或顏色的數字。基于此,可以設計以下微課:
提問:既然通過采樣,圖像已經被轉換成數字了,為什么還要進行“量化”?
回答:“量化”是將經采樣得到的非結構化數據轉換成結構化數據。
提問:為什么要將非結構化數據轉換成結構化數據?
回答:因為采用馮·諾依曼體系結構的計算機更適合處理結構化數據。
……
這樣的提問可以一直持續下去,把眾多的基礎知識完整地連接起來。
對概念的深入分析、不斷挖掘和相互關聯,可以幫助學生對計算機科學領域的思想和方法有完整、系統地了解和掌握,進而有意識地將這些思想和方法遷移到其 他問題的解決中,逐漸形成正確、穩固的學科思維方法。這種思維方法就是信息技術最重要的學科核心素養——計算思維。
信息技術教育不應是常識和技能的教育,而應該是核心素養目標下的思維品質教育。所以,微課不是把舊有的教學模式照搬和移植到微視頻中,而是對課程進行重組、構造和整體設計,形成一種新的教學形式。微課的核心不應是“短小精悍”“簡潔明了”,而是在獨立思考和自主探究中培養理論基礎、技術方法和遷移能力,促進思維品質的發展。



