以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的編程教學(xué)逆向設(shè)計(jì)策略

【摘要】青少年的信息素養(yǎng)在當(dāng)今時(shí)代越來越重要，我國在2017年頒布的普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)中明確了信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)。為了保障核心素養(yǎng)的落實(shí)，本文以圖形化編程課為例，闡述了一種“以終為始”的“逆向設(shè)計(jì)”方法：由學(xué)科核心素養(yǎng)入手，依次確定“教學(xué)目標(biāo)→評估證據(jù)→教學(xué)活動”，并經(jīng)過多次迭代優(yōu)化，從而形成以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì)?！娟P(guān)鍵詞】核心素養(yǎng);編程教學(xué);逆向設(shè)計(jì);信息技術(shù)在人類進(jìn)入信息時(shí)代與數(shù)字化生存逐漸成為常態(tài)的今天，一個國家的國民特別是青少年的信息素養(yǎng)將影響整個國家創(chuàng)新與發(fā)展的能力，也直接影響個體在社會中的生存機(jī)會和發(fā)展空間。2017年，我國發(fā)布了普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)，提出了要落實(shí)信息技術(shù)四大核心素養(yǎng)：信息意識、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任。在基礎(chǔ)教育階段，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)主要依托信息技術(shù)課程，課程實(shí)施的主陣地是課堂教學(xué)，而教學(xué)設(shè)計(jì)的好壞將直接影響課堂教學(xué)的質(zhì)量，進(jìn)而影響核心素養(yǎng)的落實(shí)。所以，“以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向”的教學(xué)設(shè)計(jì)，是核心素養(yǎng)落實(shí)的重要保障，是當(dāng)前信息技術(shù)教育的迫切需求。為了保障核心素養(yǎng)的落實(shí)，本文闡述了一種“以終為始”的逆向教學(xué)設(shè)計(jì)方法：由學(xué)科核心素養(yǎng)入手，依次確定“教學(xué)目標(biāo)→評估證據(jù)→教學(xué)活動”，并經(jīng)過多次迭代優(yōu)化，從而形成以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì)。該方法的操作步驟主要包括以下四步：第一，教師依據(jù)國家教育目標(biāo)、學(xué)科核心素養(yǎng)，結(jié)合學(xué)情分析，確定教學(xué)目標(biāo);第二，教師通過考慮“哪些證據(jù)能夠表明學(xué)生達(dá)成了教學(xué)目標(biāo)”，從而確定評估證據(jù);第三，明確了這些“證據(jù)”，進(jìn)而思考“學(xué)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(jīng)過哪些訓(xùn)練？”根據(jù)這些問題的答案，考慮“采用哪種方式？設(shè)計(jì)哪些活動？需要哪些資源？”從而確定初步的教學(xué)活動;第四，對教學(xué)活動進(jìn)行再審查：“這些活動是否指向了教學(xué)目標(biāo)？是否適合當(dāng)前的學(xué)情？結(jié)合學(xué)科核心素養(yǎng)及中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，考慮能否滲透其他素養(yǎng)？”從而對教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行再優(yōu)化。經(jīng)過多次迭代優(yōu)化，最終形成以國家教育目標(biāo)、學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向且符合學(xué)情要求的教學(xué)設(shè)計(jì)（圖1）。筆者以青島版小學(xué)信息技術(shù)五年級上冊“走進(jìn)Scratch編程”單元中的“體感游戲初體驗(yàn)”教學(xué)為例，展示教學(xué)設(shè)計(jì)過程。確定教學(xué)目標(biāo)根據(jù)國家教育目標(biāo)，結(jié)合學(xué)科核心素養(yǎng)，考慮“我們最終要培養(yǎng)什么樣的人，要培養(yǎng)學(xué)生哪些關(guān)鍵能力和必備品格”，這是信息技術(shù)學(xué)科的終極培養(yǎng)目標(biāo)。同時(shí)，根據(jù)維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)理論”：教學(xué)要幫助學(xué)生“跳一跳，摘桃子”。在設(shè)置“桃子”的時(shí)候，必須思考“桃子應(yīng)該設(shè)置在哪里”，這取決于學(xué)生現(xiàn)在“在哪里”，即學(xué)情。因此，學(xué)情是決定教學(xué)目標(biāo)設(shè)置的重要因素。在基礎(chǔ)教育階段，信息技術(shù)學(xué)科當(dāng)中所有編程教學(xué)對應(yīng)的最主要的學(xué)科核心素養(yǎng)都是計(jì)算思維，所以本課的首要教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。而計(jì)算思維的培養(yǎng)需要載體，具體到本單元，就是Scratch編程。在基礎(chǔ)教育階段，尤其是小學(xué)階段，編程模塊的掌握和計(jì)算思維的形成，是相輔相成的關(guān)系，它們同樣重要。因此，編程基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)也是重要的教學(xué)目標(biāo)。具體到本課，知識目標(biāo)為“相對于角色的視頻運(yùn)動”模塊的掌握。除此以外，其他的學(xué)科核心素養(yǎng)以及中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)中的所有素養(yǎng)，也都是教育教學(xué)始終的追求。因此，它們將作為一個常態(tài)的教學(xué)目標(biāo)，依據(jù)后續(xù)的活動設(shè)計(jì)，適時(shí)進(jìn)行優(yōu)化補(bǔ)充與調(diào)整。確定評估證據(jù)對應(yīng)已明確的教學(xué)目標(biāo)，要思考“哪些證據(jù)能夠表明學(xué)生達(dá)成了這種教學(xué)目標(biāo)”。在計(jì)算思維方面，結(jié)合計(jì)算思維的內(nèi)涵，如果學(xué)生能夠進(jìn)行問題分析，抽象轉(zhuǎn)化，算法設(shè)計(jì)，將實(shí)際生活中的問題解決步驟轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)解決問題的步驟，就表明學(xué)生具備了一定的計(jì)算思維。因此，本課的活動需要能夠體現(xiàn)學(xué)生的上述能力。在基礎(chǔ)知識方面，即“相對于角色的視頻運(yùn)動”模塊的掌握。如果學(xué)生能夠解釋該模塊的含義，并合理運(yùn)用到程序設(shè)計(jì)當(dāng)中，就表明學(xué)生能夠掌握該模塊的使用。因此，本課的活動設(shè)計(jì)需要將該模塊作為一個教學(xué)重點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)教學(xué)活動考慮“如果學(xué)生能夠通過評估，應(yīng)該知道哪些知識？掌握哪些技能？經(jīng)過哪些訓(xùn)練？”結(jié)合本課的實(shí)際教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生的興趣、學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)，再考慮活動中能否滲透其他素養(yǎng)，將本課的主題活動設(shè)計(jì)為“體感水果忍者”游戲。筆者將編程教學(xué)的過程主要分為以下五個部分：明確目標(biāo)、分析需求、設(shè)計(jì)算法、編寫程序、總結(jié)拓展。對教學(xué)活動進(jìn)行初步規(guī)劃：首先，設(shè)計(jì)合適的情境進(jìn)行課題導(dǎo)入，明確本課的目標(biāo);然后通過合理的任務(wù)設(shè)置，引導(dǎo)學(xué)生分析需求、設(shè)計(jì)算法，完成程序的編寫并進(jìn)行分享交流;最后梳理本課收獲，進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐卣寡由?。迭代?yōu)化主題活動確定后，考慮“這些活動是否指向了教學(xué)目標(biāo)？是否適合當(dāng)前的學(xué)情？結(jié)合學(xué)科核心素養(yǎng)及中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，考慮還能否滲透其他素養(yǎng)”，并對教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行迭代優(yōu)化。1.教學(xué)目標(biāo)優(yōu)化游戲化教學(xué)是一把雙刃劍。一方面，小學(xué)生對游戲具有極高的興趣，使用游戲作為教學(xué)資源能夠有效提高學(xué)生的課堂積極性;另一方面，過度使用游戲資源可能會導(dǎo)致學(xué)生過度關(guān)注游戲本身，引起學(xué)生的游戲沉迷。因此，在使用游戲作為教學(xué)資源時(shí)，應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生正確的游戲觀。本課設(shè)計(jì)為體感游戲，相較于傳統(tǒng)的游戲模式，更加符合學(xué)生身心健康發(fā)展的需求。因此，培養(yǎng)正確的游戲觀，倡導(dǎo)健康游戲，促進(jìn)健康生活，將作為本課的情感目標(biāo)進(jìn)行目標(biāo)優(yōu)化。為發(fā)揮群體的積極互助作用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和能力，在整個游戲設(shè)計(jì)過程中，筆者將大任務(wù)分解成小任務(wù)，交由各個小組合作完成，從而培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力。游戲項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)，可以激勵學(xué)生采用不同的方案進(jìn)行個性化設(shè)計(jì)，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。因此，合作能力和創(chuàng)新精神也將作為素養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行目標(biāo)優(yōu)化。2.評估證據(jù)優(yōu)化在健康生活方面，如果學(xué)生能夠說出游戲的危害，闡述正確的游戲價(jià)值觀，就表明學(xué)生能夠認(rèn)識到健康游戲的意義。因此，教學(xué)活動中要設(shè)計(jì)相應(yīng)的活動環(huán)節(jié)。在合作能力方面，如果學(xué)生能夠交流合作，完成任務(wù)，就表明學(xué)生具備一定的合作能力。因此，教學(xué)活動將采用小組合作學(xué)習(xí)的模式，并在教學(xué)活動中注重在此方面的引導(dǎo)和激勵。在創(chuàng)新精神方面，如果學(xué)生能夠個性化自己的程序設(shè)計(jì)，采用不同的方法和模塊實(shí)現(xiàn)程序功能，就表明學(xué)生具有一定的創(chuàng)新精神。因此，在教學(xué)活動中，要注重在此方面的引導(dǎo)和激勵。3.教學(xué)活動細(xì)化優(yōu)化依據(jù)上述的評估證據(jù)，進(jìn)一步思考并完善主題活動。在進(jìn)行活動設(shè)計(jì)與教學(xué)資源選擇時(shí)，要時(shí)刻考慮到教學(xué)目標(biāo)的指向性。結(jié)合本課中的主題任務(wù)，即“體感水果忍者”游戲，教學(xué)活動主要從實(shí)際游戲經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，進(jìn)行情境導(dǎo)入、活動設(shè)計(jì)、總結(jié)拓展等步驟的設(shè)計(jì)。（1）情境導(dǎo)入。情境導(dǎo)入的目的是引起學(xué)生的注意，激發(fā)學(xué)生的興趣、揭示本課的主題。本課的情境導(dǎo)入設(shè)計(jì)為：通過對比“體感游戲”與傳統(tǒng)游戲的區(qū)別，滲透健康游戲理念，制造認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。（2）活動設(shè)計(jì)。考慮到任務(wù)設(shè)計(jì)要逐步提升、層層遞進(jìn)，筆者將大任務(wù)分解成小任務(wù)：第一部分先使用學(xué)生已經(jīng)掌握的編程模塊，完成“水果忍者”游戲的程序設(shè)計(jì);第二部分引入“相對于角色的視頻運(yùn)動”模塊，使用新的編程模塊來更新游戲。通過這種設(shè)計(jì)，學(xué)生在第一部分無需學(xué)習(xí)新知識，程序的實(shí)現(xiàn)都是基于已學(xué)過的模塊，學(xué)生能夠?qū)Ｗ⒂谟?jì)算思維的強(qiáng)化。第二部分任務(wù)的提出也會非常自然流暢：“如何體現(xiàn)健康游戲？”學(xué)生也能夠?qū)Ｗ⒂谛履K的學(xué)習(xí)并加以應(yīng)用。（3）總結(jié)拓展。梳理總結(jié)是為了鞏固新知，教師需要進(jìn)行適時(shí)點(diǎn)評激勵，幫助學(xué)生建構(gòu)新知。拓展環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)是為了拓展學(xué)生的視野，發(fā)展學(xué)生的思維，“見多”才能“識廣”，然后才能創(chuàng)新創(chuàng)造。因此，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生思考視頻偵測功能的應(yīng)用場景還有哪些，同時(shí)，視頻偵測是人工智能領(lǐng)域下圖像識別的一個應(yīng)用，教師可以