信息科技課堂如何讓抽象理論具象化

2025-09-28 00:00:00黃素媛

中國信息技術教育 2025年17期

中圖分類號：G434文獻標識碼：A論文編號：1674—2117（2025）17-0052-03

素養導向下的信息科技教材分析

義務教育階段的信息科技新教材以數據、算法、網絡、信息處理、信息安全、人工智能為課程邏輯主線，在小學低年級段注重生活體驗，在小學中高年級段初步學習基本概念和基本原理，并體驗其應用，在初中階段深化原理認識，探索利用信息科技手段解決問題的過程和方法。在這些內容中，有很多抽象的原理，如TCP/IP協議、人工翻譯的原理，卷積神經網絡等，它們看不見，摸不著，無法直接被感知與理解。

素養導向下的信息課堂問題分析

學生學習一個新領域的知識，一般需要經歷“感知一構建一應用一梳理”的過程。感知環節：運用各種手段讓學生對新學習的抽象知識具象化，即將抽象的知識與熟悉的事物建立聯系，這樣才能進行下一環節的構建。構建環節：理解新學的理論，對原理進行更深一步的探究等。應用環節：能利用新理論知識解釋新現象，解決新問題。梳理環節：總結反思。在整個過程中，感知環節是第一個環節，至關重要。因此，如何將抽象理論具象化，使其與學生的生活經驗及實踐活動緊密結合，成為提升教學效率的核心問題。

課堂中抽象理論具象化策略分析

《義務教育課程方案（2022年版）》指出：“應強化學科實踐，注重做中學'，引導學生參與學科探究活動，經歷發現問題、解決問題、建構知識、運用知識的過程，體會學科思想方法。加強知識學習與學生經驗、現實生活、社會實踐之間的聯系，注重真實情境的創設，增強學生認識真實世界、解決真實問題的能力。”因此，要想讓學生理解這些抽象原理，教師應遵循學生的認識規律，把抽象原理與學生經驗、現實生活、社會實踐聯系起來。

1.類比生活情境

（1）實施方法

尋找相似性：將抽象知識與學生熟悉的生活場景進行類比。

構建情境模型：通過比喻、故事或實物演示，將抽象過程具象化。

（2）案例說明

① 學習難點：學生對“IaaS、PaaS、SaaS”三種服務模式的理解以及如何區別它們感到困惑。

② 類比生活情境：我想吃水果，我要怎么獲得水果呢？

方法一：我自己動手種水果。我找果農租地，然后自己買相關材料，自己耕田播種，自己種水果。

方法二：買材料好辛苦，果農根據你的需求提供各種工具和材料，你只需要種就可以。

方法三：不自已種，直接從果農那里買水果。

③ 類比意圖：

IaaS（基礎設施即服務）：以找果農租地類比IaaS服務中的找服務商出租硬件設施（服務器、網盤、網絡等），以自己種水果類比自己編寫軟件等工作。

PaaS（平臺即服務）：以果農向你提供各種工具和材料類比PaaS服務中的服務商提供給你一個平臺，有框架和基礎功能，你可以在這個平臺上開發不同的軟件。

SaaS（軟件即服務）：以購買現成水果直接享用成品類比使用現成軟件。

④ 效果：通過生活化的類比，學生迅速理解不同服務模式的分工與價值，課堂測試正確率從 52% 提升至 89%

2.體驗情境游戲

（1）實施方法

角色扮演：將抽象過程轉化為角色互動任務。

任務驅動：通過游戲規則與目標，引導學生模擬知識應用場景。

（2）案例說明

① 學習難點：學生對電子郵件服務的工作原理（如下圖），以及兩個協議的功能差異缺乏直觀認知。

② 游戲設計：

角色分配：4名學生分別扮演“發件人”“SMTP服務器”“POP3服務器”“收件人”，并且站成一排。

游戲過程：步驟一— 模擬發件人發郵件給收件人的過程；步驟模擬收件人回郵件給發件人的過程。

③ 游戲意圖：

在模擬發件人發郵件給收件人的過程中，發件人先把郵件傳給SMTP，告訴學生，郵件在傳輸的過程中要通過SMTP（郵件傳輸協議）進行傳輸，然后SMTP再把郵件傳給POP3，告訴學生郵件傳到收件人那里，需要POP3（郵局協議）來收取郵件，最終到收件人手里。這一過程直觀地描述了SMTP與POP3協議的功能，加深了學生對兩個協議內涵的理解。

在模擬收件人回郵件給發件人的過程中，學生本能地想到應該是上個游戲步驟的逆過程，但實際上不是，它不是簡單的逆過程，收件人在回郵件的過程中，仍然要先把郵件傳給SMTP，然后SMTP再把郵件傳給POP3，接著POP3再把郵件傳給發件人。學生在游戲過程中，體驗到了錯誤，加深了對SMTP和POP3功能的理解。

④ 效果：學生在互動中理解協議的協作邏輯，課后問卷調查顯示， 85% 的學生認為該游戲“有趣且易懂”。

3.設計科學實驗

（1）實施方法

實驗導向：將抽象理論轉化為可觀察的現象或數據。問題探究：通過實驗設計引導學生發現規律。

（2）案例說明

① 學習難點：學生對標簽的理解與應用存在問題。