王西凱

摘要：倡導(dǎo)真實(shí)性學(xué)習(xí)是《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》五大課程理念之一，真實(shí)性學(xué)習(xí)也是計(jì)算思維培養(yǎng)的重要過程，而真實(shí)問題的設(shè)計(jì)是真實(shí)性學(xué)習(xí)的起始和重要載體。本文基于真實(shí)性問題設(shè)計(jì)的意義和現(xiàn)實(shí)困境，以《幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤》一課為例，梳理出真實(shí)性問題的設(shè)計(jì)原則及教學(xué)實(shí)施策略與技巧，以此促進(jìn)真實(shí)性學(xué)習(xí)的落地與實(shí)施。

關(guān)鍵詞：真實(shí)問題；真實(shí)性學(xué)習(xí)；計(jì)算思維；信息科技

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2023）14-0039-03

真實(shí)問題與計(jì)算思維

《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)”）中提出，在學(xué)習(xí)層面，信息科技課程要倡導(dǎo)真實(shí)性學(xué)習(xí)，包括：創(chuàng)新教學(xué)方式，以真實(shí)問題或項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷原理運(yùn)用過程、計(jì)算思維過程和數(shù)字化工具應(yīng)用過程，建構(gòu)知識(shí)，提升問題解決能力；注重創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，引入多元化數(shù)字資源，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度；支持學(xué)生在數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境下進(jìn)行自我規(guī)劃、自我管理和自我評(píng)價(jià)，鼓勵(lì)“做中學(xué)”“用中學(xué)”“創(chuàng)中學(xué)”，凸顯學(xué)生的主體性。計(jì)算思維是中小學(xué)信息科技學(xué)科核心素養(yǎng)中最關(guān)鍵和核心的部分。具備計(jì)算思維的學(xué)生，能對(duì)問題進(jìn)行抽象、分解、建模，并通過設(shè)計(jì)算法形成解決方案；能嘗試模擬、仿真、驗(yàn)證解決問題的過程，反思、優(yōu)化解決問題的方案，并將其遷移運(yùn)用于解決其他問題。因此，問題的設(shè)計(jì)和解決，是中小學(xué)信息科技學(xué)科課程落地實(shí)施的難點(diǎn)，是落實(shí)真實(shí)性學(xué)習(xí)的關(guān)鍵要素，而問題的真實(shí)性是問題設(shè)計(jì)的重要原則之一。所以，真實(shí)問題的科學(xué)設(shè)計(jì)與有效的針對(duì)性教學(xué)實(shí)施，直接決定了學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成，決定了計(jì)算思維提升的質(zhì)量。

現(xiàn)實(shí)困境及成因

1.重情境設(shè)計(jì)，輕問題真實(shí)性

在信息科技課程的教學(xué)中，教師普遍采用情境內(nèi)容和任務(wù)式教學(xué)方法。但在進(jìn)行問題（情境）設(shè)計(jì)時(shí)，教師更注重其中的趣味性、游戲化和故事化，重視對(duì)知識(shí)點(diǎn)與技能點(diǎn)的覆蓋與體現(xiàn)，而忽視問題的真實(shí)性和開放性，對(duì)利用編程等信息技術(shù)解決生活中的真實(shí)問題沒有引起足夠的重視，甚至為了達(dá)成知識(shí)與技能目標(biāo)，設(shè)計(jì)的教學(xué)情境偏離了生活實(shí)際。

2.真實(shí)性問題設(shè)計(jì)能力較弱

中小學(xué)信息科技教師年齡整體年輕，缺少足夠的生活閱歷和體驗(yàn)。因此，在設(shè)計(jì)問題或情境時(shí)，缺少相關(guān)的生活背景知識(shí)和工業(yè)產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)，缺少對(duì)復(fù)雜真實(shí)問題的切身體驗(yàn)與研究操控能力，也缺少基于復(fù)雜問題的課程內(nèi)容開發(fā)能力，所以，設(shè)計(jì)的問題或情境與實(shí)際的工作過程相差較遠(yuǎn)，制作出的作品（產(chǎn)品）與生活中的真實(shí)應(yīng)用差距較大。

3.“教-學(xué)-評(píng)”分離，教學(xué)方法傳統(tǒng)，真實(shí)性學(xué)習(xí)無法貫徹

部分信息科技教師還停留在“以知識(shí)技能為中心，以教師為中心，以教為中心”的階段，加上課時(shí)較少且不連續(xù)，大單元教學(xué)和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)沒有得到有效落實(shí)，教學(xué)過程主要以完成零散的操作任務(wù)為主，忽視學(xué)習(xí)過程中的生成性問題，也缺少對(duì)學(xué)生的探究精神和計(jì)算思維的培養(yǎng)。在“教-學(xué)-評(píng)”一體化方面，教學(xué)內(nèi)容的探究性不強(qiáng)，也缺少相應(yīng)的評(píng)價(jià)，對(duì)計(jì)算思維等核心素養(yǎng)的評(píng)價(jià)處于摸索階段，還沒有有效的量表與工具。

真實(shí)問題設(shè)計(jì)原則與策略

大部分教師能夠設(shè)計(jì)完整的教學(xué)問題（情境或者任務(wù)），但對(duì)于設(shè)計(jì)真實(shí)性問題，還需要掌握一些方法和策略，需要基于以下維度進(jìn)行考量。

1.真實(shí)問題設(shè)計(jì)原則

（1）問題要真實(shí)且典型：來源于生活，但高于生活，還要回歸生活。在設(shè)計(jì)問題或者情境時(shí)，要了解生活中的真實(shí)需求，在高年段，還要了解項(xiàng)目產(chǎn)品的技術(shù)與市場(chǎng)。因此，來源于生活的典型和真實(shí)的問題一定是復(fù)雜的、開放性的、有代表性的、可以產(chǎn)生多種可能的，而且能夠體現(xiàn)或者涵蓋該產(chǎn)品或者技術(shù)的關(guān)鍵能力和必備品格等目標(biāo)。

（2）興趣與就近發(fā)展區(qū)：與學(xué)生的認(rèn)知水平和習(xí)慣相適應(yīng)。在新課標(biāo)中，除了強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)以外，還在每個(gè)學(xué)段設(shè)計(jì)了跨學(xué)科主題內(nèi)容。從主題來看，前三個(gè)學(xué)段雖然也是真實(shí)性問題，但從內(nèi)容上更側(cè)重實(shí)驗(yàn)或者游戲，從方法上更側(cè)重理解或描述。第四學(xué)段設(shè)計(jì)了“無人機(jī)互聯(lián)表演”“在線數(shù)字氣象站”“人工智能預(yù)測(cè)出行”等主題，已經(jīng)是基于真實(shí)問題的復(fù)雜項(xiàng)目，與計(jì)算思維的高階培養(yǎng)目標(biāo)相匹配。

因此，在設(shè)計(jì)真實(shí)問題時(shí)，不能過度強(qiáng)調(diào)問題的復(fù)雜性，而是要根據(jù)新課標(biāo)的要求，在低年段以簡(jiǎn)單問題為主，在高年段以復(fù)雜問題為主，這就需要設(shè)計(jì)者在做好學(xué)情分析的基礎(chǔ)上，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，師生共同參加教學(xué)的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生從教學(xué)內(nèi)容的被動(dòng)者變成問題（情境）的參與者。

（3）開放且有層次。在整體設(shè)計(jì)時(shí)，需要綜合考量問題復(fù)雜度的進(jìn)階性，但在具體的問題設(shè)計(jì)時(shí)，需要重構(gòu)典型的真實(shí)性問題，為學(xué)生學(xué)習(xí)提供探究空間，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

（4）問題可分解并可行：?jiǎn)栴}可以解決并有產(chǎn)品或者解決方案。計(jì)算思維是在問題解決過程中，通過對(duì)問題進(jìn)行抽象、分解、建模，設(shè)計(jì)算法形成解決方案，并將其遷移運(yùn)用于解決其他問題。雖然在不同的學(xué)習(xí)階段，有不同的要求，但好的真實(shí)性問題，應(yīng)該是開放和劣構(gòu)的，也應(yīng)該是能分解和可解決的。

2.真實(shí)問題設(shè)計(jì)策略與技巧

目前正處于新課標(biāo)和舊教材的過渡階段，因此在實(shí)際教學(xué)中，要以新課標(biāo)為依據(jù)，以核心素養(yǎng)提升為目標(biāo)，結(jié)合學(xué)情和學(xué)習(xí)環(huán)境，對(duì)原有的教學(xué)情境按照以上真實(shí)性問題的設(shè)計(jì)原則，基于現(xiàn)有內(nèi)容，進(jìn)行改造、重構(gòu)、優(yōu)化與升華。

以《幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤》一課為例，本課原有的教學(xué)情境主要是通過隨機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度與固定的旋轉(zhuǎn)次數(shù)的結(jié)合，達(dá)到“幸運(yùn)（隨機(jī)）”的效果，但原有教學(xué)設(shè)計(jì)中只有一種玩法—指針正轉(zhuǎn)，學(xué)生并不能真正理解旋轉(zhuǎn)角度與旋轉(zhuǎn)次數(shù)及最終結(jié)果的關(guān)系。受學(xué)生的生成性問題啟發(fā)，結(jié)合真實(shí)的轉(zhuǎn)盤體驗(yàn)，筆者對(duì)原有的問題進(jìn)行解構(gòu)再組織，增加了學(xué)習(xí)任務(wù)的真實(shí)性和趣味性。將任務(wù)分成四個(gè)，并將“廣播”功能從“控制開始與結(jié)束”改為“四種玩法按鈕”。情境的重構(gòu)和優(yōu)化，既體現(xiàn)了問題的真實(shí)性和復(fù)雜性，也體現(xiàn)了教與學(xué)過程的進(jìn)階性，從而極大地提升學(xué)生的問題解決能力與遷移能力。具體設(shè)計(jì)如下：①基本任務(wù)?？刂浦羔樀恼D(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤效果，完成基本教學(xué)任務(wù)。

②進(jìn)階任務(wù)。至少滿足大轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)一圈以上，學(xué)生加深理解旋轉(zhuǎn)角度與旋轉(zhuǎn)次數(shù)的關(guān)系。③挑戰(zhàn)任務(wù)。減少指針壓線的幾率，進(jìn)一步加深理解，并解決生成的真實(shí)性問題。首先引導(dǎo)學(xué)生觀察指針壓線的幾率，然后引導(dǎo)學(xué)生探究可能的原因（30度的倍數(shù)），最終提出優(yōu)化的解決方案。④遷移任務(wù)。控制指針的反轉(zhuǎn)或者轉(zhuǎn)盤的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤的效果。通過這一環(huán)節(jié)，提升了學(xué)生的應(yīng)用能力，并有效提升了學(xué)生的知識(shí)與技能的遷移能力。

真實(shí)性學(xué)習(xí)實(shí)施技巧

有好的真實(shí)問題設(shè)計(jì)，還需要有對(duì)應(yīng)的教學(xué)策略、學(xué)習(xí)方法與評(píng)價(jià)機(jī)制，才能有效發(fā)揮真實(shí)問題的作用。

（1）讓學(xué)習(xí)真實(shí)發(fā)生。要以學(xué)生和學(xué)習(xí)為中心，以單元主題為整體，以項(xiàng)目為抓手，開展主題教學(xué)活動(dòng)。通過引入專家參與教學(xué)、組織學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)和建設(shè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室等，為學(xué)生提供更真實(shí)的具身體驗(yàn)。

（2）落實(shí)真實(shí)性學(xué)習(xí)，建立實(shí)例資源庫(kù)。根據(jù)學(xué)生實(shí)際，設(shè)計(jì)、收集和整理多層次和多樣化的真實(shí)性案例，并建立實(shí)例資源庫(kù)。以新課標(biāo)中的模塊8為例，除了自動(dòng)駕駛、智能家居、可穿戴設(shè)備等城市生活中常用的物聯(lián)應(yīng)用場(chǎng)景以外，還要設(shè)計(jì)適合鄉(xiāng)村學(xué)生的“智慧農(nóng)業(yè)”“弱勢(shì)群體關(guān)懷”等場(chǎng)景。

（3）虛實(shí)結(jié)合，化繁為簡(jiǎn)，變抽象為形象，創(chuàng)設(shè)真實(shí)性學(xué)習(xí)環(huán)境。以第四學(xué)段為例，無論是互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)還是人工智能，都是按照一定的原理，通過相關(guān)技術(shù)將虛擬世界和真實(shí)世界進(jìn)行了有效的連接和映射。因此，在教學(xué)中可以通過真實(shí)世界和虛擬世界進(jìn)行相關(guān)性類比，幫助學(xué)生理解虛擬技術(shù)及其背后的原理。虛實(shí)結(jié)合的另一個(gè)含義指的是虛擬實(shí)驗(yàn)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)與工程實(shí)踐相結(jié)合。可以通過多媒體資料，幫助學(xué)生感受萬物互聯(lián)的場(chǎng)景，了解萬物互聯(lián)背后的基本思想；通過虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，幫助學(xué)生理解和掌握物聯(lián)網(wǎng)的科學(xué)原理和知識(shí)；各地根據(jù)自有條件，結(jié)合綜合實(shí)踐、勞動(dòng)教育、科創(chuàng)教育等課程與內(nèi)容，搭建真實(shí)的物聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)易系統(tǒng)；開展微實(shí)驗(yàn)，每課時(shí)解決一個(gè)小問題，解決課時(shí)分散的問題。在項(xiàng)目中，既可以建設(shè)真實(shí)系統(tǒng)，也可以通過實(shí)驗(yàn)套件和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，還可以通過虛擬平臺(tái)進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)。這種結(jié)合，考慮了不同地域的教學(xué)條件差異，為學(xué)生學(xué)習(xí)提供了不斷提升的進(jìn)階實(shí)驗(yàn)環(huán)境，同時(shí)也加深了學(xué)生對(duì)真實(shí)問題的復(fù)雜性的理解，進(jìn)一步提升了學(xué)生“分解、抽象”及真實(shí)問題的解決能力，提升了計(jì)算思維。

（4）素養(yǎng)目標(biāo)落實(shí)到課時(shí)且可評(píng)測(cè)，開展真實(shí)性學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。根據(jù)課程目標(biāo)和學(xué)段目標(biāo)，把計(jì)算思維拆解和落實(shí)到單元和具體的課時(shí)，落實(shí)到具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容，并能夠進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪^程性及終結(jié)性的評(píng)價(jià)。在具體評(píng)價(jià)時(shí)，弱化考試和測(cè)驗(yàn)，增加學(xué)生展示和分享的機(jī)會(huì)，并進(jìn)行綜合的、真實(shí)性的學(xué)習(xí)系統(tǒng)評(píng)估。

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