基于信息科技新課標(biāo)的教學(xué)實(shí)踐與思考

摘要：本文以蘇教版信息科技四年級(jí)上冊(cè)中的《計(jì)算機(jī)中的編碼》一課為例，闡述了針對(duì)“數(shù)據(jù)與編碼”模塊的課堂創(chuàng)新教學(xué)實(shí)踐，提出了洞悉學(xué)生需求、深入剖析教材、精心設(shè)計(jì)問題情境以及反思教學(xué)實(shí)踐四方面策略，以期為廣大信息科技教師提供借鑒。

關(guān)鍵詞：小學(xué)信息科技；新課標(biāo)；教學(xué)實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G434" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" 論文編號(hào)：1674-2117（2025）08-0065-03

引言

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）強(qiáng)調(diào)真實(shí)性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新教學(xué)方式，通過真實(shí)問題或項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)原理運(yùn)用、計(jì)算思維和數(shù)字化工具應(yīng)用的過程，從而構(gòu)建知識(shí)體系并增強(qiáng)問題解決能力。

因此，筆者在教學(xué)中依據(jù)新課標(biāo)要求并結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，從多個(gè)方面對(duì)如何引導(dǎo)學(xué)生通過真實(shí)性學(xué)習(xí)提升問題解決能力進(jìn)行了嘗試。下面，筆者以“數(shù)據(jù)與編碼”模塊中的《計(jì)算機(jī)中的編碼》一課為例進(jìn)行具體說(shuō)明。

洞悉學(xué)生需求，探尋教學(xué)新路徑

本課的授課對(duì)象是四年級(jí)的學(xué)生，通過以往的學(xué)習(xí)，學(xué)生知道可以使用數(shù)字、字母或文字編碼表示信息，了解數(shù)字化的概念以及編碼在生活中的作用，知道數(shù)據(jù)編碼的目的是建立數(shù)據(jù)間的內(nèi)在聯(lián)系，但對(duì)“數(shù)字圖像”的編碼和解碼過程比較陌生。因此，教師圍繞“數(shù)字敦煌”這一情境，通過引入生活應(yīng)用場(chǎng)景，引導(dǎo)學(xué)生了解數(shù)字化表示信息的優(yōu)勢(shì)，并在教學(xué)過程中設(shè)計(jì)符合新課標(biāo)要求的教學(xué)內(nèi)容和活動(dòng)，讓學(xué)生通過觀察，了解數(shù)字圖像以及數(shù)字化的意義，逐步建立起對(duì)計(jì)算機(jī)編碼的基本認(rèn)識(shí)，理解技術(shù)背后的原理。

深入剖析教材，明確素養(yǎng)落腳點(diǎn)

本課的教學(xué)內(nèi)容屬于新課標(biāo)第二學(xué)段“數(shù)據(jù)與編碼”模塊的內(nèi)容，其理論性較強(qiáng)，對(duì)四年級(jí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)難度較大，因此，在教學(xué)時(shí)可將課程內(nèi)容設(shè)計(jì)成2課時(shí)。第1課時(shí)主要介紹字符編碼，第2課時(shí)則側(cè)重于圖像編碼。在第2課時(shí)，以數(shù)字敦煌中的壁畫為例，引導(dǎo)學(xué)生思考問題：“文物壁畫圖片如何進(jìn)入計(jì)算機(jī)？”“計(jì)算機(jī)眼中的文物壁畫圖片是怎樣的？”在一系列問題的解決中，學(xué)生逐步理解計(jì)算機(jī)中的圖像編碼和解碼的過程。最后，教師提出問題“‘文物的數(shù)字化’有哪些意義”，讓學(xué)生加深對(duì)圖像數(shù)字化的理解，感悟現(xiàn)代科技在文化遺產(chǎn)保護(hù)方面的重要作用。

精心設(shè)計(jì)問題情境，筑牢素養(yǎng)根基

真實(shí)問題情境的設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)不可或缺的一環(huán)，通過模擬或引入現(xiàn)實(shí)生活中的問題情境，基于學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)背景開展教學(xué)活動(dòng)，可以顯著增加他們的參與感和興趣度，從而更有效地促進(jìn)其綜合能力和素養(yǎng)的發(fā)展。

環(huán)節(jié)一：瀏覽“數(shù)字敦煌”網(wǎng)頁(yè)，初步感受圖像的數(shù)字化技術(shù)

教師通過演示瀏覽“數(shù)字敦煌”網(wǎng)頁(yè)營(yíng)造探究數(shù)字化技術(shù)的情境，并通過壁畫中展示的九色鹿的傳說(shuō)故事，提出問題：“計(jì)算機(jī)中的壁畫是以什么形式呈現(xiàn)的？”（引出“數(shù)字圖像”的概念及其重要性）然后進(jìn)一步探討“計(jì)算機(jī)如何處理和表示圖像信息”（計(jì)算機(jī)使用二進(jìn)制代碼來(lái)表示顏色和形狀等視覺信息）。這一過程涉及圖像編碼技術(shù)，即將連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)，以便計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理和傳輸。該環(huán)節(jié)從生活中的實(shí)際案例出發(fā)，增進(jìn)學(xué)生對(duì)數(shù)字圖像處理的理解，激發(fā)他們對(duì)傳統(tǒng)文化的興趣。

環(huán)節(jié)二：實(shí)驗(yàn)探究，發(fā)現(xiàn)聯(lián)系

在活動(dòng)一中，教師提出問題：“計(jì)算機(jī)是如何將圖像轉(zhuǎn)化為0和1的二進(jìn)制代碼的？”為了便于學(xué)生直觀了解，教師將圖片放大，引導(dǎo)學(xué)生觀察圖片是由許多小方格組成的。這些小方格被稱為像素，是圖像的基本組成單位，圖像中像素的總數(shù)，即分辨率。學(xué)生觀察幾張不同分辨率的圖片并將結(jié)果記錄在學(xué)習(xí)單上，同時(shí)探討如何平衡分辨率與清晰度的關(guān)系（教師總結(jié)分辨率對(duì)圖像清晰度的影響）。

在活動(dòng)二中，教師展示圖像數(shù)字化的過程，并結(jié)合課件進(jìn)行小結(jié)。接著提出問題：“如何用0和1這樣的二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示像素？”同時(shí)，設(shè)計(jì)“任務(wù)數(shù)字圖像中的鹿角丟失”，要求學(xué)生根據(jù)丟失的圖案進(jìn)行編碼（如圖1）。學(xué)生分組對(duì)圖像進(jìn)行編碼，使用0表示白色、1表示黑色。在學(xué)生完成編碼后，教師小結(jié)圖像編碼的過程并提出問題：“既然可以將圖像轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制，那么二進(jìn)制能否轉(zhuǎn)換成圖像？”學(xué)生互換學(xué)習(xí)單，并嘗試在網(wǎng)頁(yè)中按照規(guī)則對(duì)同學(xué)的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行解碼（如圖2）。

學(xué)生在解決問題的過程中掌握了圖像編碼和解碼的步驟，理解了編碼和解碼是計(jì)算機(jī)處理信息的基礎(chǔ)，在落實(shí)核心素養(yǎng)學(xué)段目標(biāo)的同時(shí)，也了解了數(shù)字化在文物修復(fù)方面的優(yōu)勢(shì)。

在活動(dòng)三中，教師提出問題：“彩色圖像又該如何用編碼來(lái)表示？”經(jīng)過思考，學(xué)生給出的方案有較大差別，有學(xué)生提出用0表示白、1表示黑、00表示橙、01表示紅。也有學(xué)生給出的編碼方案是：0表示白，01表示黑，001表示橙，0001表示紅。教師引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系前一課學(xué)習(xí)的字符編碼，讓學(xué)生意識(shí)到現(xiàn)有編碼方案的缺陷，引導(dǎo)學(xué)生用相同位數(shù)、不同組合的編碼來(lái)表示不同的顏色。

師生共同小結(jié)：在制訂編碼位數(shù)時(shí)，二進(jìn)制數(shù)位越多，能夠表示的顏色數(shù)量就越多。隨后，教師指出，如果計(jì)算機(jī)用不同的編碼規(guī)則來(lái)表示顏色，這樣將不利于顏色表達(dá)的統(tǒng)一，不利于信息的共享和傳輸，繼而引出RGB色彩編碼規(guī)則。同時(shí)，通過微視頻介紹RGB顏色編碼的概念，使學(xué)生更直觀地理解了如何用數(shù)字來(lái)表示顏色。此外，教師還設(shè)計(jì)了“數(shù)字供養(yǎng)人”體驗(yàn)活動(dòng)，該活動(dòng)旨在數(shù)字化再現(xiàn)彩色壁畫。通過這個(gè)項(xiàng)目，學(xué)生親身體驗(yàn)了彩色壁畫的數(shù)字化過程，感受到現(xiàn)代科技在文化遺產(chǎn)保護(hù)中的重要作用。

反思教學(xué)實(shí)踐，精進(jìn)課堂品質(zhì)

1.情境創(chuàng)設(shè)，建立知識(shí)聯(lián)結(jié)

“數(shù)字敦煌”項(xiàng)目展示了如何利用數(shù)字技術(shù)來(lái)保護(hù)和傳承文化遺產(chǎn)，這有助于學(xué)生理解信息科技在現(xiàn)代社會(huì)中的重要性，能促使學(xué)生更加關(guān)注身邊的數(shù)字化信息，理解其價(jià)值。同時(shí)，在介紹“數(shù)字敦煌”項(xiàng)目時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生思考數(shù)字技術(shù)在文化遺產(chǎn)保護(hù)中的作用，以及人們?cè)谑褂脭?shù)字技術(shù)時(shí)應(yīng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任，能培養(yǎng)學(xué)生正確的信息倫理觀念，讓他們明白在享受數(shù)字技術(shù)帶來(lái)的便利的同時(shí)，也要遵守相關(guān)的法律法規(guī)和社會(huì)道德規(guī)范。

2.活動(dòng)實(shí)踐，體現(xiàn)“科”“技”并重

在活動(dòng)一中，教師通過放大圖片引導(dǎo)學(xué)生觀察像素，進(jìn)而介紹分辨率的概念，這是對(duì)圖像數(shù)字化科學(xué)原理的直觀展示。學(xué)生通過觀察和討論，理解了分辨率與圖像清晰度之間的關(guān)系，這是對(duì)科學(xué)原理的深入探究。在活動(dòng)二中，教師讓學(xué)生實(shí)踐圖像編碼，這是對(duì)技術(shù)應(yīng)用的直接體驗(yàn)。學(xué)生通過分組合作，體驗(yàn)編碼補(bǔ)充完整及涂色解碼的過程，不僅鍛煉了動(dòng)手能力，也體驗(yàn)到了技術(shù)在實(shí)際操作中的應(yīng)用。在活動(dòng)三中，教師引導(dǎo)學(xué)生思考彩色圖像的編碼表示方法，并通過比較不同的編碼方案，讓學(xué)生意識(shí)到現(xiàn)有編碼方案的缺陷。這一過程培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維，以及通過觀察、分析和推理來(lái)解決問題的能力。在介紹RGB色彩編碼時(shí)，教師通過“數(shù)字供養(yǎng)人”計(jì)劃讓學(xué)生親身體驗(yàn)了彩色壁畫的數(shù)字化過程。這一活動(dòng)讓學(xué)生感受到了技術(shù)創(chuàng)新在文化遺產(chǎn)保護(hù)中的重要作用，激發(fā)了他們對(duì)科技創(chuàng)新的興趣。整個(gè)教學(xué)過程充分體現(xiàn)了信息科技課程中科學(xué)與技術(shù)并重的教學(xué)理念。

3.多元評(píng)價(jià)，強(qiáng)調(diào)“教-學(xué)-評(píng)”一致性

教學(xué)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)“教-學(xué)-評(píng)”一致性的先決條件，也是開展教學(xué)活動(dòng)和教學(xué)評(píng)價(jià)的重要依據(jù)。因此，在活動(dòng)開始前，教師明確提出了學(xué)習(xí)目標(biāo)，確保學(xué)生知道將要學(xué)習(xí)和達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)。評(píng)價(jià)活動(dòng)設(shè)計(jì)圍繞這些學(xué)習(xí)目標(biāo)展開，確保評(píng)價(jià)內(nèi)容與學(xué)習(xí)目標(biāo)一致。過程性評(píng)價(jià)是將評(píng)價(jià)作為一個(gè)過程貫穿于整個(gè)課堂的教學(xué)。在討論分辨率時(shí)，教師要求學(xué)生記錄觀察結(jié)果，這是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的實(shí)時(shí)評(píng)估。在學(xué)生完成圖像編碼和解碼的實(shí)踐活動(dòng)后，教師小結(jié)并展示拼接好的圖像，這既是對(duì)學(xué)生實(shí)踐成果的展示，也是對(duì)他們學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)。教學(xué)活動(dòng)中包含了個(gè)人觀察、小組合作、討論交流和實(shí)踐操作等多種評(píng)價(jià)方式，這不僅能夠全面評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，還能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和參與度。通過互換學(xué)習(xí)單進(jìn)行解碼活動(dòng)，教師能夠評(píng)估學(xué)生對(duì)圖像編碼和解碼步驟的掌握情況，同時(shí)也檢驗(yàn)了他們的合作能力和問題解決能力。

結(jié)語(yǔ)

在新課標(biāo)背景下，將核心素養(yǎng)的培養(yǎng)融入到小學(xué)信息科技課程教學(xué)的具體環(huán)節(jié)，是小學(xué)信息科技課堂教學(xué)改革與創(chuàng)新的重要途徑。教師要積極創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)和實(shí)施方式，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，幫助學(xué)生在體驗(yàn)中探索、發(fā)現(xiàn)和解決問題，使信息科技課堂成為學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)提升的重要平臺(tái)。

參考文獻(xiàn)：

熊璋.“科”“技”并重：義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)解讀——訪義教信息科技課標(biāo)組組長(zhǎng)熊璋教授[J].中國(guó)信息技術(shù)教育，2022（09）：4-7.

作者簡(jiǎn)介：宋麗娟（1990—），女，漢族，江蘇南京人，本科，一級(jí)教師，研究方向?yàn)樾畔⒖萍冀虒W(xué)。