數字化設備在課堂實踐中的運用

【摘要】如何將數字化成果應用到課堂上，提高拓展學生的高階思維能力是很多教育工作者的研究重點，也是當今教育界研究的主流。本文以一堂課為例，分析數字化設備在課堂上的應用，分析這堂課是如何培養學生高階思維能力的。

【關鍵詞】數字化；高階思維能力培養；課堂實踐

小學階段是教育啟蒙階段，也是學生接觸社會、鍛煉培養思維能力的重要階段，小學階段的教育甚至會影響到學生未來長期的思維底色[1]。因此，在小學階段培養學生的高階思維能力尤為重要。本文以小學四年級信息科技學科“探秘二維碼”教學為例，分析數字化設備在課堂上的應用，以及這堂課是如何培養學生高階思維能力的。

教學設計

“探秘二維碼”課分為兩個課時，第一節課為講授型+練習型課堂，通過對比上一節課“認識條形碼”中的條形碼，讓學生對于二維碼編碼的原理有一個初步的掌握，教師使用視頻演示的方式向學生展示其具體原理，加深印象。講授二維碼制作工具的使用方法，讓學生進行練習，為第二節課打下基礎。第二課時設計為探究式教學。讓學生以小組為單位自主設計實驗，探究二維碼的識別結果與大小、顏色、方向是否有關，或者其他自己感興趣的問題。活動前，教師向學生提供識別二維碼的移動設備與計算機中二維碼的制作工具。最終由學生完成探究報告并進行匯報。

1.設計意圖

自主探究式學習圍繞學生感興趣的主題或項目展開，讓學生根據自己的興趣和需求選擇學習內容，使他們更加積極地投入到學習中去。設計不拘泥于傳統思維框架，鼓勵學生勇于嘗試新方法、新思路。

2.教材分析

“探秘二維碼”屬于四年級第一單元“數字與編碼”的第二大主題。這一單元強調數據在信息社會的重要作用，闡明數據編碼讓信息得以有效利用的意義，培養學生利用信息科技解決問題的能力。本模塊是信息科技后續學習的基礎。該課的學習目標為借助生活實例體驗二維碼的應用，初步了解二維碼編碼原理，知道二維碼的識別結果和二維碼的大小、顏色、方向等無關這兩個目標。

3.數字化設備清單

（1）智能屏幕

如支持手機投屏（將手機屏幕投放到智能大屏幕上進行掃碼操作）效果最好，該電腦需要裝配WPS或其他可以現場制作二維碼的軟件工具，如不支持，教師需要在課前分別制作好大小、顏色、角度、方向不一的二維碼圖片或圖紙，供課堂上使用。

（2）可以識別二維碼的終端設備

此終端設備可以根據學校情況進行安排。如果沒有該設備，可以依靠教師手機上識別二維碼的APP進行投屏展示，如果有多個終端，可以給每個小組配發一個。

（3）學生用計算機

如果條件允許，學校要準備裝配有WPS等可以制作二維碼軟件工具的計算機。

教學過程

新課標要求創設真實情境，增強學生的學習體驗，讓學生成為主動學習的人。探究二維碼的活動形式沒有對學生進行過多限制，教師在教授學生必要技能的基礎上讓其自由探究，充分發揮了學生的主觀能動性，培養學生的動手能力、實驗探究能力和解決問題的能力。

1.問題提出

在提出問題階段，學生們提出了非常多的預設問題之外的問題，如二維碼的容量有多大、識別二維碼的角度對識別結果是否有影響等。這些問題都體現了學生在自主探究學習中的主動性與豐富的想象力?；谌粘Ｓ^察或初步了解，學生會形成自己的假設，如“二維碼大小在一定范圍內變化不影響識別，但顏色變化可能影響識別”等。這一過程鍛煉了學生的問題意識和假設能力。

2.假設驗證

為了驗證假設，學生需要設計實驗，這包括確定變量（二維碼的大小、顏色、方向），以及周圍的環境，如光照等。在實驗設計過程中，學生需要考慮變量的選擇、實驗步驟的合理性以及數據的收集方法，這要求他們具備批判性思維能力和創新能力。在實驗實施階段，學生需要動手操作，記錄數據，這進一步鍛煉了他們的動手能力。

3.判斷與分析

實驗完成后，學生需要對收集到的數據進行判斷與分析，來發現規律，驗證或修正之前的假設。這一過程要求學生具備數據分析能力和邏輯推理能力，是高階思維的核心部分；同時，學生還需要對分析結果給出合理解釋，這有助于他們深入理解二維碼識別技術的原理和應用。與講授、展示相比，動手實驗會給學生留下更加深刻的印象。

4.改進與建議

小組內的成員會去思考實驗設計是否完善、數據分析是否準確、結論是否可靠等問題，并嘗試提出改進建議。比如，當二維碼過大或過小導致識別設備無法識別時，并不能說明二維碼的大小會影響對其識別，這一過程有助于培養學生的批判性思維。當然，在整個過程中，教師應當起到引導作用，在學生遇到困難時及時給予點撥與指導。

教學反思

1.課程結構反思

評價作為教育過程的關鍵環節，既可以幫助教師掌握學生學習狀況及進步情況，又可以及時給學生反饋信息，有助于學生了解自身優勢及有待提高之處。學生在合理評價體系的作用下可以得到積極反饋，激發學習興趣與動機，進而推動自身全面發展[2]。由于課堂時長的關系，本節課教師沒有設計評價環節，因此對于學生最終報告的正反饋不夠，應當合理增加師生評價與生生互評的時長。

2.課程內容反思

在探究式學習中，學生的參與水平往往存在差異。一些學習積極、能力較強的學生能夠積極參與探究過程，并從中獲得豐富的知識和經驗；然而，對于那些學習動力不足、能力較弱的學生來說，他們可能無法跟上探究的節奏，甚至可能產生畏難情緒。這種參與度的不均衡不僅影響整體的教學效果，還可能加劇學生之間的學習差距，這是每位教師都要面對的問題。

3.對高階思維培養的效果評估

通過本節課的學習，學生通過自己動手設計實驗、探索二維碼掃碼的規律，極大提升了問題解決能力；方法的選擇培養了學生的決策能力；與小組成員討論檢驗二維碼的特點、觀察別的小組的實驗方法，提升了學生的批判性思維能力。經過對一個年級6個班學生的觀察，本節課對于高階思維的培養有著較好的效果，所有學生都參與到課堂活動中，課堂氛圍濃厚，充分調動了每位學生的思維能力。學生在上課過程中思維變得更加嚴謹，培養了其邏輯思維能力，提升了決策能力，不少學生領悟了對比實驗、多次實驗的實驗原則。在之后的課程中，學生解決實際問題的能力得到了顯著的提升。

結論

得益于學校硬件設備的更新，教師在課堂上運用數字化設備，引導學生參與探究成為了可能。但是不同于傳統課堂的模式，這種模式既考驗著教師的組織能力，也考驗著學生的自主學習、探究能力。信息科技課堂實踐也印證了，合理使用數字化設備不僅可以提高教學效率，更能提高學生高階思維能力。隨著數字技術的加速發展與應用，教師要主動迎接挑戰，加強多方合作，充分利用數字技術與教育教學融合創新，實現小學生高階思維的培養。

參考文獻

[1]李彩義.人工智能教育在小學信息技術課堂的具體實施策略[C].中國智慧工程研究會.2024教育教學創新發展交流會論文集，2024，2.

[2]張慶亮.小學教育中的學生評價與激勵策略[J].教書育人，2024（17）：49-51.

作者單位：北京市房山區良鄉第三小學

編 輯：張曉震