基于真實問題解決的小學信息科技教學設計與應用

摘 " 要：基于真實問題解決的小學信息科技教學設計與應用，可以促進學生的真學習，提高其遷移力、創(chuàng)新力與實踐力。教師通過解析真實世界的場景，讓學生的探究有目標、有方向；圍繞真實任務探究科學原理，加深對核心概念的理解；夯實解決真實問題的應用遷移過程，旨在提升小學生的信息科技素養(yǎng)和實踐能力。

關鍵詞：小學信息科技；真實問題；場景解析；原理認知；應用遷移

中圖分類號：G623.58 " 文獻標識碼：A " 文章編號：1009-010X（2025）01-0027-04

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》明確指出：“能嘗試模擬、仿真、驗證解決問題的過程，反思、優(yōu)化解決問題的方案，并將其遷移運用于解決其他問題?！边@里的“模擬、仿真、驗證”是基于“真情境、真任務、真問題”而言的。唯有基于真情境解決真問題，才會促進小學生的真學習，才能提升學生的遷移力、創(chuàng)新力與實踐力。但是，由于部分教師設計真情境的能力不足，導致學生在學習過程中難以感受到信息科技的實際價值和應用場景，從而影響了他們對知識的深入理解以及學習興趣的培養(yǎng)。此外，缺乏真實情境的教學也限制了學生批判性思維與解決問題能力的發(fā)展，使得他們很難將所學知識靈活運用到日常生活中去。因此，提高教師設計真情境的能力是當前小學信息科技教育面臨的重要課題之一。

一、基于真實世界的場景解析

“入境始于親”，將抽象的概念與學生熟悉的生活場景相聯(lián)系，讓學生在真實情境中解決實際問題，可增強學生對知識的理解和運用能力，還能于不經(jīng)意間提升其批判性思維、創(chuàng)新能力和解決問題的能力。

（一）設計真實場景，創(chuàng)設學習情境

真實場景能夠激活學生的學習興趣，觸發(fā)探究動力，提高參與度和積極性，使其更好地感知信息科技的存在。如在教學四年級上冊《從數(shù)據(jù)到編碼》一課時，設計如下跨學科真實場景，既指向編碼概念的構建，又指向?qū)W生的能力提升。

1.編碼游戲：以兩組神秘的序列——0710與0605，作為探索信息科技奧秘的起點。學生被邀請進入一個富有挑戰(zhàn)性的猜謎游戲，這些數(shù)字不僅僅是冰冷的符號，它們還各自隱藏著一個漢字的秘密，而這些漢字的線索就隱匿于他們手中的紙質(zhì)識字表中。學生將通過細致入微的觀察與分析，嘗試解開數(shù)字背后的編碼邏輯。

2.編碼規(guī)則：引導學生深入探討“身份證號碼”這一日常生活中不可或缺的編碼系統(tǒng)。通過提問“你可曾好奇過，這串伴隨你一生的數(shù)字，每一個數(shù)字承載著怎樣獨特的意義？”來激發(fā)學生的好奇心和求知欲。

3.編碼過程：學生以小組為單位，展開關于編碼世界的深度對話與交流，通過對比討論各種編碼方式的異同，從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律、提煉共性。更重要的是，學生會受到鼓勵去思考一個更為廣泛的問題：“在我們生活的這個世界里，事物是如何被賦予編碼的？這個編碼的過程又是怎樣的？”

從編碼游戲的趣味引入，到編碼規(guī)則的詳細解讀，再到編碼過程的深入探討，構成了一個環(huán)環(huán)相扣、層層遞進的任務群。如此，學生不僅能夠加深對編碼概念的理解，還能體會到編碼在信息科技領域乃至整個社會中的重要地位和作用。

（二）設計真實問題，進行場景分析

設計真實問題之后，學生還要進行場景分析，識別關鍵要素、利益相關者和可能的影響因素，從而更準確地定義問題。如在教學五年級下冊《數(shù)據(jù)分析》一課時，教師設計了一個真實問題：學校要舉辦一場運動會，需要確定各個年級的比賽項目和參賽人數(shù)。為了做出合理的決策，學校希望利用數(shù)據(jù)分析來幫助確定。

場景分析如下：

1.關鍵要素：比賽項目（如跑步、跳遠、接力賽等）、參賽人數(shù)（各年級學生總數(shù)）、學生的興趣和特長。

2.利益相關者：學生，他們的興趣和參與意愿直接影響活動的成功與否；教師，負責組織和管理，需要平衡資源和學生的需求；家長，關注孩子的參與度和安全。

3.可能的影響因素：天氣條件，影響戶外活動的可行性；學生的體能水平，影響比賽項目及其難度的設置。

通過場景分析，學生能夠更全面地理解問題的背景和復雜性，為后續(xù)的數(shù)據(jù)收集和分析奠定基礎。

二、圍繞真實任務的原理認知

通過解決真實問題，學生能夠更好地理解信息技術的基本原理和概念，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和解決問題的能力?？茖W原理認知是基礎，它為學生提供了理解和分析問題的工具。通過掌握科學原理，學生能夠更加深入地理解信息技術的工作原理，從而更好地應用于實際問題中。要如何凸顯科學原理呢？厘清目標，設計單元學習任務是不可或缺的。

（一）厘清單元目標，設計單元任務

目標具有統(tǒng)領、導向、調(diào)控作用。設計清晰而具體的單元目標及任務，有利于學生把握學習探究的方向，有聚焦性。以三年級下冊“整理數(shù)字資源”單元為例，可設計如下單元任務。

1.學習目標：學生要了解數(shù)字資源的基本類型和特點，掌握整理和管理數(shù)字資源的基本方法；熟練運用所學知識對個人或小組的數(shù)字資源進行分類、命名、存儲和檢索。

2.核心概念：數(shù)字資源、整理、信息素養(yǎng)。

3.情境陳述：假設學校正在舉辦一場“數(shù)字資源整理大賽”，要求每個班級的學生將自己在學習過程中積累的數(shù)字資源（如課件、作業(yè)、圖片等）進行整理，以便后續(xù)的復習和使用。同時，學校還鼓勵學生分享自己的整理技巧和經(jīng)驗，幫助其他同學提高信息管理能力。在這個情境中，學生需要運用所學知識和方法，完成數(shù)字資源的整理任務，并展示自己的成果。

4.單元任務：選擇一個自己熟悉的主題（如動物、植物、歷史人物等），收集相關的數(shù)字資源，并進行分類和命名；將整理好的數(shù)字資源存儲在一個固定文件夾中，確保文件的結構清晰，易于查找；撰寫一篇關于自己整理數(shù)字資源的心得體會，分享給全班同學；參加學校的“數(shù)字資源整理大賽”，展示自己的成果，并與同學們交流經(jīng)驗。

通過設計清晰而具體的單元目標及任務，能夠體現(xiàn)原理支撐，促使學生在真實情境中學習和應用信息科技知識、提高信息素養(yǎng)、增強實踐能力和創(chuàng)新能力，形成良好的學習氛圍和團隊合作能力，培養(yǎng)其自我管理和自我反思能力。

（二）設計課時任務，凸顯學科原理

單元任務具體化之后，還需設計具體的課時任務。如此，切入點更小，學生更容易理解科學原理，探索信息科技的奧秘與應用。通過“規(guī)劃、編程、調(diào)試、測試”等環(huán)節(jié)，學生仿佛置身于一個真實的科技項目中，每一步都充滿了挑戰(zhàn)與發(fā)現(xiàn)。

例如，在教學五年級全一冊《無處不在的算法》一課時，教師細化課時任務：“為什么導航軟件能規(guī)劃出行路線？你一定有與父母自駕游體驗導航軟件發(fā)揮作用的經(jīng)歷，請談一談你的思考?！边@樣的課時任務瞬間激發(fā)了學生的好奇心，促使他們主動探究其中的科學原理。

1.觀察：學生通過導航軟件中的實時地圖，可以看到自己當前的位置、目的地以及沿途的道路情況。這些信息以圖形化方式呈現(xiàn)，使學生能夠直觀地發(fā)現(xiàn)路線規(guī)劃的過程。

2.思考：導航軟件是如何根據(jù)當前的交通狀況、道路限制等因素來規(guī)劃最佳路線的。通過思考，學生意識到這涉及到復雜的算法和數(shù)據(jù)處理技術。

3.建議：學生親自使用導航軟件，體驗其功能和優(yōu)勢。

4.反思：如何改進現(xiàn)有的導航軟件，或者提出新的功能需求。

通過觀察、思考、建議和反思四個環(huán)節(jié)，學生不僅學習了導航軟件的工作原理，還提升了信息素養(yǎng)，學會了如何獲取、處理和應用信息。這對于現(xiàn)代社會的生活和學習來說是非常重要的技能。

三、解決真實問題的應用遷移

高質(zhì)量的信息科技課堂學習應該指向?qū)W用結合，應該提升學生的實踐力與遷移力。隨著科技的快速發(fā)展，新的技術和工具不斷涌現(xiàn)，具備較強的遷移能力意味著學生能夠更快地適應這些變化，將已有的知識和技能遷移到新的情境中，保持競爭力。當學生看到自己所學知識能夠在實際中得到應用時，就會產(chǎn)生成就感，增強學習動機，從而更加積極地參與到學習中去，形成良性循環(huán)?！盁o論是情境遷移還是圖式歸納，應用遷移的本質(zhì)都是動態(tài)化的，需要從多元視角入手?！?/p>

（一）聚焦情境遷移，有效拓展應用

教師設計跨學科項目，將不同學科的技能融合在一起，如科學研究方法、數(shù)據(jù)分析技巧、編程能力等，從而提升學生解決復雜問題的能力。通過跨學科綜合應用，可發(fā)展學生的綜合素質(zhì)，包括創(chuàng)新能力、批判性思維、溝通協(xié)作能力以及適應未來社會的能力。

例如，在教學四年級全一冊《從數(shù)據(jù)到編碼》一課時，基于“合理選擇可視化方式呈現(xiàn)”，進行“設計編碼”的跨學科任務建構，幫助學生更好地理解和掌握編碼的概念與技術。

1.設計編碼：通過一個貼近學生生活的案例引入主題，比如講述超市里的商品是如何通過條形碼被識別的。詢問學生是否知道或見過其他類型的編碼（如二維碼、身份證號碼等），引導學生思考這些編碼的作用和意義。

2.任務要求：鼓勵學生結合數(shù)學（用于生成算法和模式）、科學（了解編碼技術背后的原理）和藝術（設計美觀實用的編碼圖案）知識完成任務。

3.案例分析：展示幾個實際案例，分析為什么選擇某種特定的編碼方式，并讓學生制作簡單的自我評價表，記錄他們在任務中的收獲和不足之處。

如上，在“設計編碼”任務中，學生需要運用數(shù)學知識來生成算法和模式。這不僅讓學生看到了數(shù)學在實際生活中的應用，也加深了他們對數(shù)學概念的理解。例如，通過學習二進制編碼原理，學生可以更加深入地理解數(shù)的表示方法和轉換過程。同時，了解編碼技術背后的科學原理是完成任務的關鍵。這種融合有助于培養(yǎng)學生的科學探究精神和批判性思維能力，使他們能夠更好地理解和應用科學知識。在設計美觀實用的編碼圖案時，學生需要發(fā)揮藝術創(chuàng)造力，學習如何運用色彩、形狀和布局等元素來設計具有吸引力的編碼圖案。這種結合不僅提高了學生的審美能力，還激發(fā)了他們的創(chuàng)新思維和想象力。

（二）基于圖式歸納，深化遷移應用

現(xiàn)代圖式理論認為，圖式描述的是具有一定概括程度的知識，而不是定義。它既包括事物的必要特征，也包括非必要特征。圖式歸納能夠幫助學生把握知識本質(zhì)，將不同學科的知識進行整合，形成更為全面的認知結構。圖式歸納能夠使學生看到自己所學知識在其他領域得到應用，從而獲得成就感，繼而激勵他們更加積極地參與到學習中去。

例如，在教學三年級全一冊《整理信息資源》一課時，教師拋出問題：“如何分類整理資源？”旨在引導學生深入理解并實施信息資源的有序管理，掌握資源的分類方法，培養(yǎng)其對學習內(nèi)容核心本質(zhì)的深刻洞察和結構化提煉能力。

教師可以引導學生將信息資源按照名稱進行分類。例如，將所有關于“科學實驗”的文件放在一個文件夾中，所有關于“歷史事件”的文件放在另一個文件夾中。這種方法有助于學生快速找到特定主題的文件，并提高他們的邏輯思維能力。

教師還可以引導學生將信息資源按照文件類型（如Word文檔、PDF、圖片等）進行分類。例如，將“研究報告.docx”“會議記錄.pdf”和“產(chǎn)品圖片.jpg”分別命名為“Research Report.docx”“Meeting Notes.pdf”和“Product Images.jpg”。這種方法有助于學生快速找到特定類型的文件，從而提升其觀察力和分析能力。從隱性的視角來看，以上圖式結構的分析框架，有助于學生形成更為全面的認知結構。

綜上所述，“將培養(yǎng)學生信息素養(yǎng)落到實處，讓學習真實、自然地發(fā)生”。在真實的場景中，學生可以更加直觀地感受到信息科技的應用價值，從而激發(fā)他們的學習興趣和動力。圍繞真實任務的原理認知，可以幫助學生建立起完整的知識體系，提高他們的問題分析和解決能力。而通過解決真實問題的應用遷移，學生可以將所學知識應用到實際生活中，并形成良性循環(huán)，不斷提升自己的綜合素質(zhì)。

參考文獻：

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