5E教學模式在初中信息科技計算思維培養中的應用

于珂

摘要：《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》，該標準將信息科技課程的總目標定位為培養學生的計算思維。本研究旨在探討5E教學模式在初中信息科技課程中計算思維培養中的應用效果。通過以《用選擇結構程序做出判斷》為例，介紹了教學實踐的過程，強調了5E教學模式在初中信息科技教育中的潛在價值，并為未來相關研究和教學實踐提供了啟示。

關鍵詞：5E教學模式 計算思維 信息科技

計算思維在初中信息科技教育中具有重要意義。隨著科技的迅猛發展，計算思維已經成為學生應對未來社會需求的關鍵能力之一。通過計算思維的培養，學生能夠學會分析問題、設計解決方案，并理解不同層次的抽象概念，這些都是在信息時代至關重要的技能。因此，引入有效的教學模式來促進計算思維的培養顯得尤為重要。[1]

一、5E教學模式對初中生計算思維培養有重要意義

1989年，5E教學模式由美國生物學課程研究會（BSCS）在Atkin-Karplus在研究學習環的基礎上首次提出的，這一理論包括五部分內容：吸引（Engage）、探究（Explore）、解釋（Explain）、遷移（Elaborate）、評價（Evaluate）。2013年，美國頒布的《新一代科學教育標準》大力推廣5E教學模式。2002年我國教育專家首次將5E教學模式引入國內，同時對該模式的定義與內涵進行了相應的介紹。2016年，小學、初中、高中等各學科應用5E教學模式于教學實踐中的學者逐漸增多。

在此背景下，5E教學模式作為一種系統性的教學策略，通過引導學生進行探究性學習，有助于激發學生的學習興趣，培養其創新精神和解決問題的能力。在初中信息科技課程中，5E教學模式能夠為學生提供更加親身參與的學習體驗，幫助他們更好地理解和應用計算思維的原則和方法。因此，探索5E教學模式在初中信息科技課程中的應用價值，對于培養學生的計算思維能力以及提升信息科技教育質量具有重要意義。[2]

二、5E教學模式在初中信息科技計算思維培養中的應用

本文選用的是泰山版初中信息科技第一冊第二單元微項目二《用選擇結構程序做出判斷》來示例。選擇結構程序是Python課程中十分重要的知識，學生雖然在上一節課的學習中已經對Python學習有了簡單的了解，但對選擇結構相對陌生，仍需要進行探究與講解。本節課程要求學生掌握選擇結構程序的基本概念，選擇結構的一般形式，并在Python中利用if條件表達式進行實驗探究，通過操作完成程序設計，實現選擇。[3]

（一）課前準備。計算機設備、按照課堂內容編寫任務清單和當堂檢測習題

（二）吸引階段。播放學生體溫檢測過程，播放本學校早上學生進校的視頻，展示學校測溫系統，思考測溫儀的工作原理。復習三種程序結構，流程圖引出使用選擇結構設計測溫槍。學生觀看視頻，思考測溫儀的工作原理。判斷哪些現象是由選擇結構程序控制的，用“那么……否則……”的句式分別描述。通過視頻導入這種學生所熟悉的、直觀的生活情境，結合學生自己的親身經歷，加深了學生對所學知識的感悟，從而喚醒學生的生活經驗，激發學生的學習興趣，調動起學生探索新知的積極性。[4]

（三）探究階段。針對本節課的重點和難點安排一系列的活動，教學重點突出，時間把控合理，充分調動學生的積極性，課堂氣氛活躍。介紹選擇結構，學習選擇結構的一般形式，講解Python中的if語句。引導學生完成選擇結構程序的設計。分析體溫檢測的過程和原理，設計程序。教師巡視學生完成情況，及時給予指導。學生將選擇結構一般形式移動完整。其他學生對比尋找出現錯誤的地方。學生自主進行選擇結構程序的設計。

（四）解釋階段。教師講解python編程的選擇結構程序if…else…，強調易錯點。展示學生作品，與學生一起分析先完成的學生設計的程序，并測試。與學生一起分析編程中出現的問題，共同解決。小組內分析在編程過程中出現的問題，并做好總結。

（五）評價階段。借助班級優化大師和問卷星，使評價更加符合時代發展的要求，實現技術創新，提高課堂教學效果。多種評價相結合，以評促教，以評促學，體現“教—學—評”的一致性。借助問卷星，進行問卷調查，實時顯示排行榜。教師引導學生完成對本節課知識點的總結。教師根據課堂表現，評價學生的實踐、探索和協作能力。學生進行當堂檢測，教師評選本節課學習之星。

結語：

在5E教學模式中，探究階段是培養學生計算思維的核心。在探究過程中，針對不同的教學內容選用不同的教學策略，培養學生的計算思維和創造性思維，讓學生學會在生活中利用信息科技知識解決實際問題?！队眠x擇結構程序做出判斷》這節課的課程內容是依據生活經驗中的“判斷密碼是否正確”和“判斷體溫是否正常”引入，將信息科技與生活緊密聯系在一起，吸引學生注意力，進而讓學生發現問題，通過對Python的條件表達式的探究，進一步加深選擇結構的概念。學生發現問題，解決問題，在合作探究學習中提升計算思維。

參考文獻：

[1]教育部.義務教育信息科技課程標準（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]王克勝，劉林.5E教學模式在高中信息科技教學中的應用[J].教育信息科技，2019（10）：61-64.

[4]范文翔，張一春，李藝.國內外計算思維研究與發展綜述[J].遠程教育雜志，2018，36（02）：3-17.