問題驅動下的小學信息科技教學路徑初探

◎ 柴丹煒

《義務教育信息科技課程標準（2022 年版）》（以下簡稱《2022 版課標》）的頒布，課程名稱從“信息技術”更名為“信息科技”，課程理念提出了要遴選科學原理和實踐應用并重的課程內容，課程實施建議注重以科學原理指導實踐應用?？梢园l現，信息科技課程亟需從重“技”輕“科”，向“科”“技”并重轉變，實現既要重視幫助學生理解科學原理，還要引導學生應用技能解決具體問題。

然而，小學信息科技課堂中如何開展“科”“技”并重教學？目前，關于教，教師采用視頻解釋、口頭教授等方式幫助小學生初步學習科學原理，這些以教師教為主的方式枯燥乏味、收效甚微，出現“為了教而教”科學原理的教學現狀；關于評，由于“科”“技”并重教學對課堂時間的把控提出較大挑戰，教師往往來不及關注兩者的達成情況，出現評價片面的現狀。因此，筆者基于多人實時在線協作繪畫平臺開展畫圖單元填色教學內容，嘗試以問題驅動方式，從前期問題如何設計、中期如何驅動、后期驅動如何三個方面全面探索問題驅動下的小學信息科技教學路徑。

一、前期：雙重分析，挖掘“科”“技”關聯

設計驅動問題是問題驅動教學路徑的“桿”。筆者通過對學生認知特征和所需技能特點的雙重分析，逐步挖掘實踐應用與科學原理之間的關聯，進而設計導向性強、層次性高的驅動問題，為問題驅動下的教學路徑厘清問題鏈。

（一）分析認知特征，明確學習先后，設計關鍵驅動問題

由于小學生認知水平尚淺，同步學習科學原理和實踐應用存在一定困難，需要確定兩者的學習先后順序。首先，根據小學生認知發展處于從具象思維到抽象思維過渡的特征，先“技”后“科”比先“科”后“技”更易于被小學生接受；其次，由于科學原理與實踐應用相互支持、互相促進，科學的發展產生新技術，新技術的應用發展新的科學，所以除了學實踐應用和探究科學原理，還應該進而思辨實踐應用和科學原理。由此，確定先學“技”后探“科”再思“科”“技”的整體教學脈絡，基于這一脈絡設計關鍵驅動問題，形成導向性強的“導學—導探—導思”問題鏈。

（二）分析技能特點，找準學習關鍵，設計串聯驅動問題

基于上述問題鏈的整體脈絡，仍需設計系列串聯驅動問題，實現從學“技”到探“科”再到思“科”“技”的遞進銜接。首先，羅列能夠解決問題的所有技能；其次，分析每種技能的特點，挖掘每種技能特點背后蘊含的科學原理；再次，比較不同技能，得出不同技能解決問題的優勢和劣勢；最后，歸納科學原理對不同技能解決問題優勢的作用和影響。從而找準“科”與“技”的內在聯系和學習關鍵，以此聯系為依據設計串聯驅動問題，有利于使得問題驅動下的教學路徑更有層次性。

綜上，筆者通過雙重分析，在如何利用多人實時在線協作繪畫平臺在線填色技能，又快又準按要求填充繪圖所需顏色這一問題中，首先，按照先學“技”，后探“科”，再思“科”“技”脈絡，設計了“如何會填色”起到以問導學、“如何填準色” 起到以問導探、“如何快填色” 起到以問導思的三大關鍵驅動問題；其次，比對選經典色、拖動滑塊、用取色器、輸入數字四種填色技能，挖掘數字化表示顏色是用取色器這一技能又準又快填色背后蘊含的科學原理，以此設計了“填色工具怎么用”“用哪種方法填色和指定顏色一致”“用哪種方法可以又快又準填色”“填色工具怎么改進”四大串聯驅動問題。

二、中期：借助支架，走向“科”“技”縱深

驅動支架是問題驅動教學路徑的“枝”。筆者借助操作、道具、思考三大支架為學生搭建階梯，助力學生在學習實踐應用和探究科學原理中走向縱深。

（一）操作支架助力學習“技”更有深度

“如何會填色”這一關鍵驅動問題，旨在驅動學生通過學習掌握四種填色技能。面對這類多種技能學習的問題，筆者借助操作支架助力學生學習技能。首先，制定操作支架，筆者利用圖示呈現每種技能的操作步驟，可以幫助學生習得自主學習圖文并茂技能操作說明的能力；其次，使用操作支架，筆者采用了自主學、互相教、集體學的使用方式，具體指每個組員負責學習一種方法，學好后組內分享所學，最后學生代表上臺進行全班分享，這樣可以使得人人有技能要學，每種技能有人要分享，既能提高學生參與的程度，也能加強學生學習的深度。

（二）道具支架助力探究“科”更有厚度

“如何填準色”這一關鍵驅動問題，旨在驅動學生探究屏幕呈色原理。面對抽象原理的探究，筆者借助道具支架幫助學生經歷原理模擬、仿真、驗證的過程，有助于小學生循序漸進地探究科學原理。首先，模擬原理道具——三原色合成實驗器，主要作用是模擬光學三原色，可以幫助學生解決從美術三原色紅黃藍到計算三原色紅綠藍的認知沖突；其次，仿真原理道具——三原色小程序，主要作用仿真光學三原色混色原理，與此同時，筆者設計探究題助力學生探究、引發學生思考，進而理解計算機中RGB 數字與顏色的對應關系，比如“R255 G0 B0” “R0 G255 B0”“R0 G0 B255”“R0 G0 B0”“R255 G255 B255”五組數字對應的顏色、“R G B 分別對應的三種顏色是什么”“每種顏色的亮度隨著數字變化有什么變化”“每種顏色的數字最小和最大是多少”“數字不斷變化三種顏色疊加部分怎么樣”等；最后，驗證原理道具——光學放大鏡，主要作用是驗證顯示器上每個像素點包含紅、綠、藍三個液晶單元，從而逐步幫助學生從知道、理解到真切感受數字化對精準填色的作用和意義，使得科學原理的探究更有厚度。

（三）思考支架助力思辨“科”“技”更有廣度

“如何快填色”這一關鍵驅動問題，旨在驅動學生在學習“技”探究“科”基礎上思辨“科”“技”。筆者設計三個思考問題：首先，用問題“用哪種技能可以又快又準填色”助力學生對填色技能進行思辨，引發學生實踐應用四種填色技能，對比和思考技能之間的區別及適用場景，提高學生遷移應用技能的能力；其次，用問題“其他技能怎么樣”助力學生對填色技能背后的科學原理進行思辨，引發學生分享交流每種技能優點，歸納和辯論數字化表示顏色對用取色器和輸入數字兩種技能的優缺點；最后，用問題“技能怎么改進”助力學生對技能和原理進行思辨，引發學生提出改進填色技能的建議，暢想與創造新的填色技能和呈色原理。因此，思考支架使得學生對“科”“技”的思辨更有廣度。

綜上，借助操作支架、道具支架、思考支架能夠促進學生的學習更有深度、厚度和廣度，同時有助于學生更樂于去學習、去發現、去表達。由此可見，在日常教學中，根據教學內容設計合適的支架可以助力“科”“技”學習走向縱深。

三、后期：多元評價，助力“科”“技”達成

驅動成效是問題驅動教學路徑的“葉”，既能證明路徑實施的結果，也能作為改進路徑的依據。筆者利用組長和教師兩個評價主體，分別針對技能應用和原理認知兩個評價內容開展多元評價與反饋，助力“科”“技”達成。

（一）組長評，及時指導，助力“技”的達成

學生技能應用的達成情況是一種外顯性的表現，這一評價重在能否檢測實時情況、給予及時指導。因此，筆者利用多人實時在線協作繪畫平臺的優勢，制定了組長評價機制，在學技能和用技能的過程中，由組長實時關注其他組員技能操作情況，并根據實際情況及時進行有針對性的指導。比如在學技能過程中，遲遲沒有完成所負責技能的嘗試，說明組員學習操作說明存在困難，組長需要及時提供幫助；在用技能過程中，組員所填顏色與要求不符或填色速度較慢，說明組員比較四種填色技能存在困難，暫未找到又快又準的填色技能，組長需要實時關注并給予指導。

（二）教師評，整體引導，助力“科”的達成

學生原理認知的達成情況是一種內隱性的表現，這一評價重在能否檢測學生對于原理的理解情況并給予正確引導。然而，理解屬于認知水平的第二層次，需要在與學生交流過程中，通過學生語言、肢體的表達來判斷其理解情況。因此，針對本研究路徑中小組形式探究原理，筆者采用教師點評機制：首先，關注探究過程，通過協作平臺實時關注每個小組探究題的完成情況，整體把脈所有小組是否達到認知水平的第一層次——感知，為探究后的交流互動做好準備，比如三原色小程序的探究中，探究題的完成情況能判斷學生RGB 數字與顏色關系的感知情況；其次，重視探究交流，基于探究結果，邀請探究情況良好和探究情況不理想小組匯報探究結果，更加全面了解學生對于原理理解情況，并進行整體引導，鼓勵學生基于原理暢想新技術。

綜上，筆者圍繞評價主體、評價內容、評價目的等方面制定多元評價機制，旨在利用組長評價主體關注每個學生操作生成資源，利用教師評價主體關注每個小組探究生成資源，通過全面把握課堂動態生成資源，將“評”融入學生的每一次實踐、探究和交流。

四、總結與思考

（一）問題驅動下教學路徑的設計更加科學

通過對學生認知特征和將學技能特點的雙重分析，挖掘科學原理和實踐應用之間的內在關聯，不僅能夠幫助教師提煉有導向性的關鍵驅動問題，而且在串聯驅動問題的設計上也更有層次性，從而使得問題驅動下教學路徑的設計更加科學。

（二）問題驅動下教學路徑的推進更有層次

借助操作支架、道具支架、思考支架分別助力學生對技能的學習、原理的探究和兩者相互作用的思辨，幫助學生循序漸進地借助支架逐一解決問題，在橫向上，使得學習、探究、思辨三個活動更有層次；在縱向上，使得學生的學習更有深度、探究更有厚度、思辨更有廣度。因此，借助支架使得問題驅動下教學路徑的推進更有層次。

（三）問題驅動下教學路徑的檢測更加全面

采用組長評和教師評多元評價方式，既關注多元評價主體又關注多元評價內容，同時還轉變評價目的，不僅實現教學的及時指導和正確引導，而且使得驅動成效的評價更加全面。同時，以有效應對“科”“技”并重教學課堂時間把控的挑戰，改善評價片面的現狀。

總之，通過雙重分析設計、三大支架推進、多元評價檢測系統性探索了問題驅動下的小學信息科技教學路徑如何設計、如何驅動、驅動如何的問題。然而，“科”“技”并重是義教新課標按照我國科技創新人才培養需求、適應人才培養規律提出的科學舉措，是一個系統工程，仍需在不斷教學研究中更新育人理念，在不斷教學實踐中完善“科”“技”并重的育人路徑。