关键词:
信息科技
计算思维
问题支架
问题解决
摘要:
随着信息技术的快速发展,信息科技教学内容不断更新和完善,其中计算思维作为信息技术学科核心素养的重要构成要素,对学生数字素养与技能的提升具有重要作用,已成为时代的迫切需求。然而,小学阶段信息技术课程在计算思维培养方面仍面临着一系列问题,包括教学设计“套公式”、教学模式固化、教学活动单一等方面。而问题支架能够丰富教学设计,贯穿于学生的计算实践活动,帮助学生解决问题,引导学生利用外部支持获取知识和技能,发展计算思维。基于此,本研究在信息科技教学中,以建构主义学习理论、乔纳森问题解决理论、最近发展区理论为指导,运用文献研究法、访谈法、观察法和行动研究法等,展开计算思维导向的信息科技学习活动问题支架设计与实践研究。
首先,探讨问题支架应用于计算思维培养的价值。一方面梳理国内外计算思维以及问题支架的相关研究探讨本研究理论意义;另一方面运用调查问卷、教师访谈和课堂观察方法了解小学生计算思维培养和教学现状,发现目前存在的问题,如忽视学生问题求解过程、教学设计环节固化、支架过于单一等,由此表明本研究具有一定的探讨价值。
其次,设计计算思维导向的信息科技学习活动问题支架。基于“三维框架”和乔纳森的问题解决活动理论,围绕学生计算实践中的问题求解活动阐释并设计对应类型的问题支架,计算思维导向的问题支架包含情境表征类、算法设计类、方案决策类、故障排除类、迁移类和活动反思类六种类型,协同助力于学生六个问题解决活动环节,包括确定诊断问题和采集分析数据、生成和规划解决方案、确定解决方案、实施和优化解决方案、迁移和反思以及评估和改进方案。
最后,检验计算思维导向的信息科技学习活动问题支架的有效性。以义务教育信息科技课程标准为依托,以R市Q小学六年级学生为对象,设计以问题支架为主要学习工具的教与学活动,开展三轮面向计算思维培养的教学实践,并不断反思与修正问题支架维度与内容,通过学生产出、课堂观察、学生访谈分析等方式对计算思维导向的信息科技学习活动问题支架的应用效果进行验证。
研究结果表明,计算思维导向的信息科技学习活动问题支架有助于促进计算思维水平的整体提升。学生对于计算思维课程的兴趣逐渐浓厚,对于项目和课堂的疑惑逐渐减少,学习表现渐入佳境,学生运用信息科技知识与技能解决问题的能力逐渐提升。研究将六类问题支架贯穿于问题解决活动的全过程,向学生提供源源不断的支持,整体促进计算思维的发展,为小学信息科技课程中计算思维的教学提供了一定经验借鉴。