核心素养下促进小学信息科技深度学习的教学策略研究——以数据与编码教学为例

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王艺

广西玉林市玉州区东成小学

摘要

文章聚焦小学信息科技教育中深度学习的实施现状和发展策略,以数据与编码教学为具体案例,分析了制约学生信息科技深度学习的主要因素,包括知识深度建构的认知障碍、高阶思维培养的发展瓶颈、知识迁移应用的实践困境以及学习反思深化的机制缺陷。基于核心素养培养要求,从“做、想、用、评”四个维度构建了促进深度学习的教学策略体系:通过设计递进式深度任务和探究性实践活动构建深层知识理解;通过培养计算思维和批判性思维提升高阶思维品质;通过创设真实应用情境促进知识深度迁移;通过多元评价反馈深化学习体验。研究旨在为提升小学信息科技教育质量,培养学生核心素养提供实践参考。


关键词

小学信息科技;深度学习;核心素养;数据与编码;教学策略

正文


引言:在信息技术快速发展的时代背景下,培养学生的信息素养和计算思维能力已成为基础教育的重要目标。《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》明确指出,信息科技课程应注重培养学生的核心素养,促进学生深度学习。然而,当前小学信息科技教学中普遍存在学习停留在表层、思维深度不够、实践应用受限等问题。特别是在数据与编码教学中,如何突破传统的知识传授模式,实现深度学习,是亟待解决的现实问题。文章立足于核心素养培养要求,深入分析制约因素,构建促进深度学习的教学策略体系,以期为提升小学信息科技教育质量提供有益参考。

一、限制学生信息科技深度学习发展的核心因素

知识深度建构的认知障碍

从学科认知发展的角度来看,学生对数据结构、算法逻辑等核心概念的理解往往停留在表层认知阶段,未能深入把握概念的内涵与外延。这种理解的局限性直接影响了知识体系的建构质量,导致学生对信息科技知识的掌握呈现碎片化特征,难以形成系统化的认知框架。在学习过程中,学生往往将新旧知识割裂对待,未能建立起概念间的内在联系,知识间的关联性较弱。特别是在数据与编码学习中,学生对数据类型、程序结构等关键知识点的认知存在断层,难以实现知识的有机整合。这种认知结构的关联性不足,制约了学生深层思维能力的提升。

高阶思维培养的发展瓶颈

当前的教学实践表明,计算思维训练体系存在明显缺陷,教学活动往往停留在单一算法操作层面,缺乏对问题分解、模式识别、抽象概括等核心要素的系统培养。教师对批判性思维培养的重视程度不足,学生在数据分析、方案评估、逻辑推理等方面的能力培养机会有限。特别是在数据与编码教学中,创新思维的发展空间受到限制,学习活动多以模仿和复现为主,较少提供开放性思考和创造性解决问题的机会。这种局限性直接影响了学生解决复杂问题的能力提升,在面对跨学科综合性任务时,学生难以运用多维思维进行分析和解决。高阶思维培养的不足,已成为制约信息科技深度学习的重要瓶颈,影响了学生信息素养的整体发展。

知识迁移应用的实践困境

在具体的教学过程中教学情境的设计往往脱离学生的生活实际,缺乏真实性和应用价值。特别是在数据与编码等抽象概念的教学中,教师难以创设贴近学生认知水平的实践场景,导致学习内容与现实应用脱节。跨学科融合程度不足,信息科技知识与其他学科内容的整合流于表面,未能深入挖掘学科间的内在联系。学生在解决实践问题时,习惯于采用简单化的思维方式,未能深入分析问题本质,导致问题解决过程停留在表层。这种肤浅的实践体验直接影响了知识迁移的效果,学生难以将课堂所学知识灵活运用到新的情境中,知识应用能力的发展受到限制,制约了信息科技学习的深度和广度。

(四)学习反思深化的机制缺陷

现有的评价体系过分关注知识掌握和技能操作的表层效果,缺乏对学生深度学习过程和思维品质提升的系统性评估。学生元认知能力培养不足,对自身学习策略和方法的反思意识薄弱,难以形成有效的自主学习习惯。教师在教学反馈环节往往采用统一化的指导方式,未能根据学生个体差异提供针对性的改进建议,影响了教学反馈的实际效果。由于缺乏完整的学习诊断和改进机制,学生难以清晰认识自身学习中存在的问题,无法形成持续改进的学习态势。这种反思深化机制的缺陷,导致学生在信息科技学习过程中停留于知识的简单积累,未能实现认知能力和学习方法的持续优化,制约了深度学习的实现。

二、核心素养下促进小学信息科技深度学习教学策略

中学习:构建深层知识理解 

小学信息科技教育要立足学生的认知特点,通过实践活动构建知识体系。教师需要立足小学生的认知特点,设计递进式深度任务,引导学生经历从感知数据存在、理解数据表征到把握数据本质的认知过程。在数据探索中,培养学生的计算思维,引导其对数据进行分类、对比和抽象,形成系统的认知框架。通过设置适度的认知冲突,激发学生思考数据存储和表达的规律,促进对数据与编码关系的深入理解。在知识建构过程中,注重概念间的关联,培养学生运用数字化工具分析问题的能力。

“奇妙的数据世界”单元中,教师可围绕“数据探索之旅”设计系列学习任务。在感知层面,引导学生在校园环境中搜集多样化的数据,如课堂考勤记录、课间活动统计、图书借阅信息等,运用分类思维建立数据类型的初步认识。在理解层面,组织学生使用数字化工具记录和整理这些数据,通过对比不同记录方式的特点,分析数字化记录的优势。探究环节可设置“数据编码大发现”任务,引导学生观察文字、图片、声音等信息在电子设备中的存储形式,思考数据是如何转换为二进制编码的。在应用层面,设计“班级数据管理”项目,让学生尝试设计数据采集方案,运用电子表格记录和处理数据,体验数据分析的基本方法。通过建立概念图,帮助学生理清数据类型、来源、记录方式和应用价值之间的逻辑关系,形成系统的知识结构。

中探究:提升高阶思维品质 

编码学习不仅要培养学生的计算思维,更要发展其信息意识,帮助学生理解编码作为连接数据与现实世界的桥梁作用。通过设计层次化的思维训练任务,培养学生运用逻辑思维分析编码规律,发展其批判性思维能力。引导学生在解决实际问题中运用数字化工具,探索不同编码方式的特点,体验编码在信息社会中的价值。通过问题分解、模式识别和抽象概括等计算思维方法,培养学生分析问题和解决问题的能力。

用编码描绘世界单元中,教师可设计编码探秘系列任务。创设校园数字化场景,如电子学生证的秘密,引导学生思考学籍信息的编码规则,理解统一编码对信息管理的重要性。设计编码规律探究活动,让学生运用数字化工具分析ASCII编码,探索字符与数字的转换关系。可以设置递进式任务:基础环节分析常见编码的组成规则;提升环节尝试为班级活动设计编码方案,思考如何用编码管理活动信息;拓展环节探索多媒体信息的编码方式,理解图像、声音数据的编码特点。在探究过程中,引导学生运用计算思维,将编码问题分解为编码对象分析规则设计可行性验证等步骤。通过团队研讨,评估不同编码方案的效果,培养批判性思维。鼓励学生基于实际需求创新设计编码方案,体验编码在数据管理中的应用价值

中应用:促进知识深度迁移 

知识的真正内化需要通过实践应用来实现。面对信息技术的快速发展教师基于信息意识、计算思维和数字化学习能力等核心素养要求,设计层次化的学习任务。从数据表征的理解,到数据编码规律的探索,再到创新性应用,实现知识迁移的递进发展。在数据分析过程中,引导学生运用计算思维方法对问题进行分解,系统思考数据特征,探索数据编码方式,设计个性化的可视化方案。通过创设跨学科探究情境,将数学的统计方法、科学的规律分析等知识有机融入,培养学生的系统思维。

例如,数据表达我做主这一单元教学中,教师可以围绕探索家庭能源消耗规律设计系列深度任务。引导学生运用数字化工具采集家庭用能数据,探索数据编码存储的原理。在数据处理环节,指导学生使用电子表格进行多维分析:通过数据分类编码识别用能特征,利用数据透视表挖掘季节性变化规律,运用统计函数预测未来趋势。在可视化设计中,引导学生深入思考数据特征与图表映射关系:分析柱状图如何编码数值大小关系,探讨折线图展现时序变化的编码方式,思考饼图表达占比关系的视觉原理。随后,教师可以设置开放性问题如何创新图表设计更直观地展现节能效果”“能否设计新的数据编码方式预测用能趋势,激发学生的创造性思维。基于分析结果,学生能独立发现用能规律,创新性地提出节能方案。在方案优化过程中,教师应自然融入数学建模、能量转化等跨学科知识,深化对数据分析价值的理解。鼓励学生根据个人兴趣设计个性化的可视化作品,展现创新思维。

中反思:深化学习体验 

科学的评价机制是提升教学效果的重要保障。基于小学生的认知特点,教师需从信息意识、计算思维和数字化学习能力等核心素养要求出发,构建符合学生年龄特征的评价体系。运用数字化成长档案,记录学生在编码学习中的认知发展历程,设置符合儿童思维的反思任务,培养其初步的元认知能力。构建趣味性与评价性相结合的机制,通过生动有趣的活动,激发学生的学习兴趣和反思意识。建立清晰的评价指标,从编码基础概念理解、编码思维形成到简单应用创新,实现对学习过程的阶梯式评估。注重及时鼓励,给予具体的改进建议,培养学生持续学习的积极性。

例如,有趣的编码应用知识点教学中教师可设计编码小达人评价活动。创设解码历险记任务,引导学生通过动手实践,探索简单的二进制编码规律。评价指标可从认知理解、操作技能、创新思维三个维度设计:基础层次关注学生对01编码的理解;提升层次评估学生运用编码传递简单信息的能力;拓展层次鼓励学生创造个性化的编码方案。此外,教师可以设计直观的自评清单,让学生通过“笑脸”标记的方式,评估自己对知识的掌握程度。这种方式不仅帮助学生自我反思,也能提高他们的学习主动性。同时,教师可以开展“编码小创客”活动,让学生通过展示作品进行相互评价,进一步培养学生的初步评价能力。根据这些评价数据,教师能够为每个学生设计个性化的辅导方案,实现以评促教,以评促学

结束语

在信息技术快速迭代的时代背景下,促进小学信息科技教育的深度学习对培养学生核心素养具有重要意义。文章以数据与编码教学为切入点,系统分析了制约深度学习的主要因素,并从“做、想、用、评”四个维度构建了促进深度学习的教学策略体系。这些策略的实施,有助于学生突破知识认知障碍,提升高阶思维品质,实现知识迁移应用,深化学习体验。未来的教学实践中,教师应持续关注信息科技教育的创新发展,进一步优化教学策略,构建更加完善的深度学习机制,为培养具备信息素养和计算思维能力的新时代人才奠定坚实基础。

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