技術(shù)實驗讓信息技術(shù)課堂更富魅力

馬龍

信息技術(shù)雖然是一門新興學(xué)科，但其發(fā)展異常迅速。信息技術(shù)課堂已從最初的以軟件培訓(xùn)為主逐步走向目前主流的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)。學(xué)科相關(guān)的理論支持也日漸豐富完善，尤其是伴隨著“計算思維”等核心理念的提出，信息技術(shù)課程正走向更廣、更深的發(fā)展層次。筆者認為，課堂教學(xué)也需要與時俱進，讓技術(shù)與思維同行，擁抱“計算思維”為核心的信息技術(shù)教育潮流，引入信息技術(shù)新項目、新元素，使課堂煥發(fā)魅力光彩。其中，“技術(shù)實驗”便是一種有力的探究方法。實踐表明，在課堂中引入“技術(shù)實驗”，可以充分激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動其學(xué)習(xí)的主觀意愿和積極性，實現(xiàn)知識的自我建構(gòu)。

技術(shù)實驗教學(xué)是指通過提供實驗環(huán)境和研究材料，通過設(shè)備搭建、軟件操作、程序設(shè)計等試驗性技術(shù)活動，培育學(xué)生計算思維的一種教學(xué)方法。它包括實驗設(shè)計、環(huán)境搭建、實踐操作、實驗結(jié)果、實驗結(jié)論等環(huán)節(jié)。

技術(shù)實驗活動中，實驗結(jié)果往往與學(xué)生在實驗前的預(yù)估、猜測、假設(shè)產(chǎn)生強烈對比，讓學(xué)生產(chǎn)生強烈的認知沖突，學(xué)生不得不修正頭腦原有的認知圖式去迎接新概念，以獲得實驗現(xiàn)象與理論解析的一致性。在此過程中，會發(fā)展學(xué)生的思維能力。但是由于信息技術(shù)是一門相對較新的學(xué)科，暫時還沒有配套的實驗手冊，更沒有實驗的配套資料，為此，我們要充分挖掘教材內(nèi)容，尋找合適的實驗素材，創(chuàng)設(shè)科學(xué)的實驗條件，引導(dǎo)學(xué)生充分運用已有的信息技術(shù)能力在實踐中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中提升。

顯而易見的是，技術(shù)實驗的內(nèi)容與方案設(shè)置是否合理科學(xué)會直接影響最終的教學(xué)效果。為了便于梳理實驗類型，我們結(jié)合目前常見的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)方式，把技術(shù)實驗中的相關(guān)內(nèi)容分成兩大元素：技術(shù)+素材，并根據(jù)采用的技術(shù)種類、運用時機以及素材的差異，分為四大類的技術(shù)實驗。

同一素材+同一技術(shù)：分析技術(shù)應(yīng)用前后變化

信息技術(shù)課程的知識面廣，有的技術(shù)看起來“簡單”，但有很多內(nèi)涵。例如在PPT插入視頻這一環(huán)節(jié)的教學(xué)中，當(dāng)所用的軟件是PowerPoint2010以及之前的版本時，插入視頻時僅僅放入的是視頻的其中一幀畫面。但是學(xué)生往往不理解這一技術(shù)本質(zhì)，認為既然可以播放，就把文件夾中的視頻文件給刪除了，導(dǎo)致最終視頻無法播放。為了讓學(xué)生探究插入視頻的本質(zhì)，我們設(shè)計了如表1的實驗，針對一個PPT文檔，記錄其插入視頻前后的文件大小，以及視頻文件本身的大小，來驗證視頻是否真正“插入”到了PPT文檔之中。

通過技術(shù)實驗探究，學(xué)生可以很直觀地體驗文件大小的變化及刪除影片對播放的影響，從而自主構(gòu)建出影片并沒有真正嵌入到PPT中這一事實，理解了在PPT中插入視頻這一技術(shù)的本質(zhì)——事實上，插入的是視頻中的一幀畫面以及視頻文件信息的鏈接。在本次實驗基礎(chǔ)上，教師還可以進一步追問“這樣設(shè)計的好處是什么？你在哪里還看到過這樣類似的設(shè)計？”等問題，讓學(xué)生體會到設(shè)計者的思想。如果實驗條件允許，教師還可以再增加一個在PowerPoint2013軟件中插入視頻的實驗，來驗證一下在新的軟件版本中這個技術(shù)是否有所變化。

又比如在教學(xué)“網(wǎng)絡(luò)下載文件”時，我們架設(shè)兩個FTP服務(wù)器并讓學(xué)生進行下載實驗。通過分析壓縮前后的下載時間變化，從而分析下載時間與哪些因素有關(guān)。

如表2所示，在下載的過程中，學(xué)生可以很明顯地發(fā)現(xiàn)平均速度快的服務(wù)器下載的耗時就比較少。學(xué)生還可以發(fā)現(xiàn)，壓縮過的文件夾雖然內(nèi)容相同但由于總的文件變小了，下載的耗時也就少了，從而讓學(xué)生理解為什么網(wǎng)上下載的文件往往是壓縮包形式，理解壓縮的重要性。

對于細心且富有探究精神的學(xué)生來說，他們還可以發(fā)現(xiàn)一個有趣的現(xiàn)象，那就是同樣大小的文件夾內(nèi)容，打包但并未壓縮過的下載耗時要略微小于未打包的文件夾，尤其是當(dāng)文件夾內(nèi)部有很多小文件的情況下更是如此。那是因為每次開始傳輸一個新的文件會瞬間降低傳輸速度，如果小文件很多，那么就會影響到整體的平均下載速度，最終增加一些耗時。當(dāng)學(xué)生對耗時進行排序后，就能從結(jié)果中自然地理解下載耗時與哪些因素有關(guān)以及壓縮包對于網(wǎng)上傳輸文件的重要性。

同一素材+不同技術(shù)：分析不同技術(shù)運用差異

在學(xué)習(xí)信息技術(shù)課程的過程中，學(xué)生會面對層出不窮的應(yīng)用軟件，即便是同一個軟件，要實現(xiàn)某一個效果也有各種不同的技術(shù)可供選擇。面對如此眾多的軟件和技術(shù)，學(xué)生反而會感到手足無措，不知從何下手。因此教師在教學(xué)時，通過技術(shù)實驗不僅要教學(xué)生知其然，更要知其所以然，掌握技術(shù)的應(yīng)用場合。

例如，浙教版七年級最后一課是關(guān)于幻燈片放映的高級設(shè)置。通過前面課時的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具備比較熟練的PPT制作技能，并且能夠放映制作好的幻燈片，但是由于應(yīng)用限制，一般學(xué)生不會去嘗試其他的放映方式和高級選項設(shè)置。這時就需要教師創(chuàng)設(shè)合適的情境來提出需求，引導(dǎo)學(xué)生探索放映的高級設(shè)置。通過技術(shù)實驗的方法，就可以放手讓學(xué)生自主探索、歸納、構(gòu)建關(guān)于幻燈片放映的相關(guān)知識，引導(dǎo)學(xué)生自主辨析不同選項設(shè)置的差異性（見表3），從而歸納整理出不同場合下放映幻燈片的策略。

類似的例子還有很多，比如對于Photoshop中的摳圖來說，可以實現(xiàn)摳圖的技術(shù)有很多種，有最簡單而直接的橡皮擦，也可以利用魔棒、磁性套索等選擇工具，甚至可以利用抽出濾鏡來進行摳圖。我們可以讓學(xué)生在技術(shù)實驗的實踐中去體驗不同技術(shù)的差異，從而辨析不同技術(shù)的優(yōu)劣之處。

不同素材+同一技術(shù)：分析素材對技術(shù)的影響

科學(xué)實驗中的探究強調(diào)的是條件設(shè)置的嚴謹性與實驗結(jié)果的可重復(fù)性，對于信息技術(shù)課的技術(shù)實驗也是如此。我們在設(shè)計實驗方案時，應(yīng)該盡量控制因變量與自變量的合理性，剔除盡可能多的干擾因素，以便實驗結(jié)果更具有說服力。因此，我們在探討單一技術(shù)的運用時，可以采用不同的素材對象來分析其對技術(shù)的影響程度，從而得出更優(yōu)的技術(shù)運用方案。

例如，要讓學(xué)生了解壓縮軟件的工作原理和價值意義，教師可以和學(xué)生一起開展一次壓縮實驗。教師為學(xué)生提供一些典型的實驗材料（如圖1），在實驗前，教師讓學(xué)生先猜測“壓縮后，文件大小會發(fā)生什么變化？”

在壓縮實驗中，學(xué)生一致發(fā)現(xiàn)：位圖文件壓縮率非常大，但JPG圖片和MP3文件壓縮效果微乎其微；DOCX文檔可以被壓縮，但壓縮效果不理想；最令人驚奇的是，較小的文本文件在壓縮后，文件反而變大了（見表4）。

“文件變大了，說明了什么？”“壓縮文件比原文件小了，壓縮軟件又是如何做到的呢？”通過進一步的好奇之問，讓學(xué)生愉悅地了解，壓縮是一種算法，是一種文件的重新數(shù)字化編碼，這種編碼本身需要占據(jù)空間。當(dāng)原文件編碼冗余信息較大時，壓縮的效果就明顯，反之，壓縮效果不明顯，甚至?xí)鸬椒醋饔谩?/p>

不同素材+不同技術(shù)：分析技術(shù)之間的聯(lián)系

在真實的生活場景中，往往存在著很多變量，要處理的素材各不相同，可以實現(xiàn)的技術(shù)也多種多樣。不同的技術(shù)之間存在著差異，也有著千絲萬縷的聯(lián)系。如果教師照本宣科地講解，勢必吸引不了學(xué)生的注意力，也不能讓學(xué)生真正體驗技術(shù)的魅力所在。例如在教學(xué)排序這一環(huán)節(jié)時，不同的排序算法有著不同的技術(shù)特點，適用的場合也有所不同，如果只是教科書般的介紹，勢必?zé)o法讓學(xué)生留下深刻的印象，但是如果讓學(xué)生自己動手檢驗一下，體驗不同數(shù)據(jù)下各種算法的排序時間（見表5），那么掌握各種排序算法的技巧也不是一件難事了。

同樣以“摳圖教學(xué)”為例，之前提到了同一素材運用不同摳圖技術(shù)的優(yōu)劣，我們也可以設(shè)計提供多個不同的素材并運用不同摳圖技術(shù)的實驗進行比較，讓學(xué)生理解不同的素材應(yīng)該選用不同的摳圖技術(shù)才能實現(xiàn)較高的摳圖效率。

除了針對以上四種類型來設(shè)計實驗方案外，為了達到良好的教學(xué)效果，教師在設(shè)計實驗方案時還應(yīng)遵循以下三個原則。

一要緊扣教材內(nèi)容。設(shè)計方案時，每次的實驗內(nèi)容必須與本周或本單元的知識緊密相關(guān)。這樣學(xué)生可以應(yīng)用已有的知識經(jīng)驗來解決新的問題，同時還可以通過實驗加深對最近所學(xué)理論的理解。

二要具有可操作性。實驗方案的完成難度要合理，具有可實現(xiàn)性，不能在操作上形成技術(shù)壁壘，妨礙學(xué)生實踐。

三要注重應(yīng)用性。通過實驗教學(xué)，促進學(xué)生對信息技術(shù)產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，并能把它運用到實際生活中去進行創(chuàng)造性思維，使得學(xué)習(xí)持續(xù)進行下去。

通過針對每個知識點設(shè)置不同的學(xué)習(xí)材料，并設(shè)計周密的實驗方案，我們實現(xiàn)了將課堂知識的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為學(xué)生在技術(shù)環(huán)境中的實驗探究。借助教師提供的實驗單或者師生共同設(shè)計的實驗單，在技術(shù)實驗的過程中產(chǎn)生素材和技術(shù)的“數(shù)字反應(yīng)”，在具象實驗結(jié)果的過程中洞察技術(shù)的本質(zhì)。技術(shù)實驗不僅能夠鍛煉學(xué)生的動手能力，也在潛移默化中培養(yǎng)了學(xué)生技術(shù)的探究精神和嚴謹?shù)乃季S方式，讓他們在不斷迭代的技術(shù)發(fā)展浪潮中牢牢把握信息技術(shù)的核心價值，切身體驗信息技術(shù)課程的無窮魅力。

（作者單位：浙江寧波市江北外國語學(xué)校）