以核心素養為導向的編程教學逆向設計策略

陳秀軍

【摘 要】青少年的信息素養在當今時代越來越重要，我國在2017年頒布的普通高中信息技術課程標準中明確了信息技術學科核心素養。為了保障核心素養的落實，本文以圖形化編程課為例，闡述了一種“以終為始”的“逆向設計”方法：由學科核心素養入手，依次確定“教學目標→評估證據→教學活動”，并經過多次迭代優化，從而形成以核心素養為導向的教學設計。

【關鍵詞】核心素養;編程教學;逆向設計;信息技術

【中圖分類號】G434? 【文獻標識碼】A

【論文編號】1671-7384（2022）02、03-087-03

在人類進入信息時代與數字化生存逐漸成為常態的今天，一個國家的國民特別是青少年的信息素養將影響整個國家創新與發展的能力，也直接影響個體在社會中的生存機會和發展空間。2017年，我國發布了普通高中信息技術課程標準，提出了要落實信息技術四大核心素養：信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任。在基礎教育階段，核心素養的培養主要依托信息技術課程，課程實施的主陣地是課堂教學，而教學設計的好壞將直接影響課堂教學的質量，進而影響核心素養的落實。所以，“以核心素養為導向”的教學設計，是核心素養落實的重要保障，是當前信息技術教育的迫切需求。

為了保障核心素養的落實，本文闡述了一種 “以終為始”的逆向教學設計方法：由學科核心素養入手，依次確定“教學目標→評估證據→教學活動”，并經過多次迭代優化，從而形成以核心素養為導向的教學設計。該方法的操作步驟主要包括以下四步：第一，教師依據國家教育目標、學科核心素養，結合學情分析，確定教學目標;第二，教師通過考慮“哪些證據能夠表明學生達成了教學目標”，從而確定評估證據;第三，明確了這些“證據”，進而思考“學生如果能夠通過評估，他們需要知道哪些知識？掌握哪些技能？經過哪些訓練？”根據這些問題的答案，考慮“采用哪種方式？設計哪些活動？需要哪些資源？”從而確定初步的教學活動;第四，對教學活動進行再審查：“這些活動是否指向了教學目標？是否適合當前的學情？結合學科核心素養及中國學生發展核心素養，考慮能否滲透其他素養？”從而對教學目標進行再優化。經過多次迭代優化，最終形成以國家教育目標、學科核心素養為導向且符合學情要求的教學設計（圖1）。

筆者以青島版小學信息技術五年級上冊“走進Scratch編程”單元中的“體感游戲初體驗”教學為例，展示教學設計過程。

確定教學目標

根據國家教育目標，結合學科核心素養，考慮“我們最終要培養什么樣的人，要培養學生哪些關鍵能力和必備品格”，這是信息技術學科的終極培養目標。同時，根據維果斯基的“最近發展區理論”：教學要幫助學生“跳一跳，摘桃子”。在設置“桃子”的時候，必須思考“桃子應該設置在哪里”，這取決于學生現在“在哪里”，即學情。因此，學情是決定教學目標設置的重要因素。

在基礎教育階段，信息技術學科當中所有編程教學對應的最主要的學科核心素養都是計算思維，所以本課的首要教學目標是培養學生的計算思維。而計算思維的培養需要載體，具體到本單元，就是Scratch編程。在基礎教育階段，尤其是小學階段，編程模塊的掌握和計算思維的形成，是相輔相成的關系，它們同樣重要。因此，編程基礎知識的學習也是重要的教學目標。具體到本課，知識目標為“相對于角色的視頻運動”模塊的掌握。

除此以外，其他的學科核心素養以及中國學生發展核心素養中的所有素養，也都是教育教學始終的追求。因此，它們將作為一個常態的教學目標，依據后續的活動設計，適時進行優化補充與調整。

確定評估證據

對應已明確的教學目標，要思考“哪些證據能夠表明學生達成了這種教學目標”。

在計算思維方面，結合計算思維的內涵，如果學生能夠進行問題分析，抽象轉化，算法設計，將實際生活中的問題解決步驟轉化成計算機解決問題的步驟，就表明學生具備了一定的計算思維。因此，本課的活動需要能夠體現學生的上述能力。

在基礎知識方面，即“相對于角色的視頻運動”模塊的掌握。如果學生能夠解釋該模塊的含義，并合理運用到程序設計當中，就表明學生能夠掌握該模塊的使用。因此，本課的活動設計需要將該模塊作為一個教學重點進行設計。

設計教學活動

考慮“如果學生能夠通過評估，應該知道哪些知識？掌握哪些技能？經過哪些訓練？”結合本課的實際教學內容、學生的興趣、學生的已有經驗，再考慮活動中能否滲透其他素養，將本課的主題活動設計為“體感水果忍者”游戲。

筆者將編程教學的過程主要分為以下五個部分：明確目標、分析需求、設計算法、編寫程序、總結拓展。對教學活動進行初步規劃：首先，設計合適的情境進行課題導入，明確本課的目標;然后通過合理的任務設置，引導學生分析需求、設計算法，完成程序的編寫并進行分享交流;最后梳理本課收獲，進行適當的拓展延伸。

迭代優化

主題活動確定后，考慮“這些活動是否指向了教學目標？是否適合當前的學情？結合學科核心素養及中國學生發展核心素養，考慮還能否滲透其他素養”，并對教學設計進行迭代優化。

1.教學目標優化

游戲化教學是一把雙刃劍。一方面，小學生對游戲具有極高的興趣，使用游戲作為教學資源能夠有效提高學生的課堂積極性;另一方面，過度使用游戲資源可能會導致學生過度關注游戲本身，引起學生的游戲沉迷。因此，在使用游戲作為教學資源時，應注重引導學生正確的游戲觀。本課設計為體感游戲，相較于傳統的游戲模式，更加符合學生身心健康發展的需求。因此，培養正確的游戲觀，倡導健康游戲，促進健康生活，將作為本課的情感目標進行目標優化。

為發揮群體的積極互助作用，提高學生的學習動力和能力，在整個游戲設計過程中，筆者將大任務分解成小任務，交由各個小組合作完成，從而培養學生的合作學習能力。游戲項目的實現，可以激勵學生采用不同的方案進行個性化設計，從而培養學生的創新精神。因此，合作能力和創新精神也將作為素養目標進行目標優化。

2.評估證據優化

在健康生活方面，如果學生能夠說出游戲的危害，闡述正確的游戲價值觀，就表明學生能夠認識到健康游戲的意義。因此，教學活動中要設計相應的活動環節。

在合作能力方面，如果學生能夠交流合作，完成任務，就表明學生具備一定的合作能力。因此，教學活動將采用小組合作學習的模式，并在教學活動中注重在此方面的引導和激勵。

在創新精神方面，如果學生能夠個性化自己的程序設計，采用不同的方法和模塊實現程序功能，就表明學生具有一定的創新精神。因此，在教學活動中，要注重在此方面的引導和激勵。

3.教學活動細化優化

依據上述的評估證據，進一步思考并完善主題活動。在進行活動設計與教學資源選擇時，要時刻考慮到教學目標的指向性。結合本課中的主題任務，即“體感水果忍者”游戲，教學活動主要從實際游戲經驗出發，進行情境導入、活動設計、總結拓展等步驟的設計。

（1）情境導入。情境導入的目的是引起學生的注意，激發學生的興趣、揭示本課的主題。本課的情境導入設計為：通過對比“體感游戲”與傳統游戲的區別，滲透健康游戲理念，制造認知沖突，激發學習興趣。

（2）活動設計?？紤]到任務設計要逐步提升、層層遞進，筆者將大任務分解成小任務：第一部分先使用學生已經掌握的編程模塊，完成“水果忍者”游戲的程序設計;第二部分引入“相對于角色的視頻運動”模塊，使用新的編程模塊來更新游戲。通過這種設計，學生在第一部分無需學習新知識，程序的實現都是基于已學過的模塊，學生能夠專注于計算思維的強化。第二部分任務的提出也會非常自然流暢：“如何體現健康游戲？”學生也能夠專注于新模塊的學習并加以應用。

（3）總結拓展。梳理總結是為了鞏固新知，教師需要進行適時點評激勵，幫助學生建構新知。拓展環節的設計是為了拓展學生的視野，發展學生的思維，“見多”才能“識廣”，然后才能創新創造。因此，教師應引導學生思考視頻偵測功能的應用場景還有哪些，同時，視頻偵測是人工智能領域下圖像識別的一個應用，教師可以針對該領域下的高級應用，選擇合適的教學資源進行拓展。

綜上所述，信息技術教師在進行編程教學時，首先要考慮國家教育目標、學科核心素養，結合學情，確定教學目標。以教學目標為出發點，考慮評估證據，設計教學活動，再經過迭代優化，最終形成教學設計。這種“以終為始”的“逆向設計”策略，能夠有效地保障學科核心素養的落實，從而促進學生的全面發展。

參考文獻

任友群. 在CCF中小學計算機教育發展委員會工作會議上的講話[N]. 中國教育報. 2017-7-9.

中華人民共和國教育部. 普通高中信息技術課程標準（2017年版，2020年修訂）[M]. 北京：人民教育出版社，2020.

格蘭特·維金斯，杰伊·麥克泰格. 追求理解的教學設計[M]. 上海： 華東師范大學出版社，2017.