5E教學模式在初中信息科技計算思維培養(yǎng)中的應(yīng)用

于珂

摘要：《義務(wù)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(yǎng)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(yǎng)中的應(yīng)用效果。通過以《用選擇結(jié)構(gòu)程序做出判斷》為例，介紹了教學實踐的過程，強調(diào)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(guān)研究和教學實踐提供了啟示。

關(guān)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(fā)展，計算思維已經(jīng)成為學生應(yīng)對未來社會需求的關(guān)鍵能力之一。通過計算思維的培養(yǎng)，學生能夠?qū)W會分析問題、設(shè)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(guān)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(yǎng)顯得尤為重要。[1]

一、5E教學模式對初中生計算思維培養(yǎng)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(huán)的基礎(chǔ)上首次提出的，這一理論包括五部分內(nèi)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(nèi)，同時對該模式的定義與內(nèi)涵進行了相應(yīng)的介紹。2016年，小學、初中、高中等各學科應(yīng)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(tǒng)性的教學策略，通過引導學生進行探究性學習，有助于激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)其創(chuàng)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(yīng)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(yīng)用價值，對于培養(yǎng)學生的計算思維能力以及提升信息科技教育質(zhì)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(yǎng)中的應(yīng)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(jié)構(gòu)程序做出判斷》來示例。選擇結(jié)構(gòu)程序是Python課程中十分重要的知識，學生雖然在上一節(jié)課的學習中已經(jīng)對Python學習有了簡單的了解，但對選擇結(jié)構(gòu)相對陌生，仍需要進行探究與講解。本節(jié)課程要求學生掌握選擇結(jié)構(gòu)程序的基本概念，選擇結(jié)構(gòu)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(shè)計，實現(xiàn)選擇。[3]

（一）課前準備。計算機設(shè)備、按照課堂內(nèi)容編寫任務(wù)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(tǒng)，思考測溫儀的工作原理。復習三種程序結(jié)構(gòu)，流程圖引出使用選擇結(jié)構(gòu)設(shè)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(xiàn)象是由選擇結(jié)構(gòu)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(jié)合學生自己的親身經(jīng)歷，加深了學生對所學知識的感悟，從而喚醒學生的生活經(jīng)驗，激發(fā)學生的學習興趣，調(diào)動起學生探索新知的積極性。[4]

（三）探究階段。針對本節(jié)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(diào)動學生的積極性，課堂氣氛活躍。介紹選擇結(jié)構(gòu)，學習選擇結(jié)構(gòu)的一般形式，講解Python中的if語句。引導學生完成選擇結(jié)構(gòu)程序的設(shè)計。分析體溫檢測的過程和原理，設(shè)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(jié)構(gòu)一般形式移動完整。其他學生對比尋找出現(xiàn)錯誤的地方。學生自主進行選擇結(jié)構(gòu)程序的設(shè)計。

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

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

結(jié)語：

在5E教學模式中，探究階段是培養(yǎng)學生計算思維的核心。在探究過程中，針對不同的教學內(nèi)容選用不同的教學策略，培養(yǎng)學生的計算思維和創(chuàng)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。《用選擇結(jié)構(gòu)程序做出判斷》這節(jié)課的課程內(nèi)容是依據(jù)生活經(jīng)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(lián)系在一起，吸引學生注意力，進而讓學生發(fā)現(xiàn)問題，通過對Python的條件表達式的探究，進一步加深選擇結(jié)構(gòu)的概念。學生發(fā)現(xiàn)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(wù)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(yīng)用[J].教育信息科技，2019（10）：61-64.

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