儿童创造：开启素养导向的信息科技课堂教学

《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》以学生发展核心素养为导向，提出培养学生“乐于提问，敢于质疑，学会在真实情境中发现问题、解决问题，具有探究能力和创新精神”的目标。这一新的课程理念对信息科技教师是一个不小的挑战。本期对话，福建师范大学教育学院杨宁教授和福建省福州市台江区教师进修学校信息科技教研员邱伟松老师将共同对此话题展开深入探讨，以期给广大一线教师实施素养导向教学提供参考。

》 杨  宁

福建师范大学教育学院博士、教授、硕士生导师。

》 邱伟松

福州市台江区教师进修学校信息科技教研员，福建省学科教学带头人。

儿童创造课堂构筑信息科技课程新理念

邱伟松：杨教授，这几年您带领团队进行“互联

网+”环境下适应儿童创造的课堂新生态研究，“儿童创造”和《义务教育课程方案（2022年版）》提出的培养目标特别契合。基于“儿童创造”的培养目标及义务教育信息科技课程标准的要求，您认为信息科技教师应该具备怎样的理念？可以从哪些路径来逐步形成这样的理念？

杨宁：“儿童创造”是知识建构理论在小学教育阶段的一种表现形态，同时也是落实《义务教育课程方案（2022年版）》倡导的“像专家一样学习”的具体承载。如果要在信息科技课程中践行儿童创造课堂教学，信息科技教师首先需要明白的是，儿童创造并非要求小学阶段的孩子要像计算机科学家一样发明“无中生有”的人类制品，或者像工程师一样创造性地解决前所未有的困境。儿童创造是一种学习路径，让儿童回到计算机科学家和工程师当初求解问题的情境中，经历他们经历过的思考过程、实践过程和反复迭代优化制品的过程，让儿童在体验中感知计算概念、计算实践，逐渐形成计算思维。我们团队提出“儿童创造”课堂的概念主要是基于西蒙·帕佩特（Seymour Papert）的建造主义思想（Constructionism）。建造主义与建构主义一字之差，以帕佩特自己的话说，“是借用了建构主义关于学习是通过渐进地内化行动来搭建知识结构的观点，但添加了一些新的想法，即这种行动是学习者有意识地参与构造公共制品的行动”。建造主义更加强调儿童在创造（Making）制品的过程中学习，无论创造的是看得见的、有形的实体，还是看不见的、无形的规则和方法。儿童创造课堂关注的是儿童将头脑中的感受、想法外化为对个体和他人有意义的产品。产品是儿童表达想法的中介，而创造产品的过程反过来强化了这些想法，逐渐形成超越零散知识的、具有网状结构的观念——反映《义务教育课程方案（2022年版）》中学科大概念教学的目标。

无论是建构主义还是建造主义，其哲学根源都是知识的建构论。儿童创造是知识建构论在课堂教学观层面的反映，为此，信息科技教师还需要理解什么是知识建构。简单来说，知识建构就是人类如何认识客观世界的一种观念。传统上普遍接受的观念是，知识是先于人类经验而客观存在的真理，等待人们去发现和接受它。如果从这种观念出发组织教学，那么教师将人类已经客观存在的知识一代代传递下去是非常合理的，而且也是再合适不过的方法。然而，自20世纪八九十年代开始，人类的知识观发生了改变，认为知识是人类个体与环境互动过程中人类主动构建的结果。这也就意味着，教师不可能直接将方法、规则、价值等传递给儿童，只能通过为儿童创造动手实践的机会，让儿童在创造的活动中，主动建构对概念、规则、方法和程序的认识。不仅如此，知识的建构观还强调儿童在社会交往中逐渐改善对这些认识的建构，发展自己的认知结构。由此，信息科技教师所做的一切努力都应是让儿童能够“重走”科学发现与工程实践之路。

如果教师已经具备了这种知识的建构观，那么也就为儿童创造的课堂设计做好了理论上的准备。但只有理论，没有方法，也是徒劳。因此，教师应该就儿童创造的课堂进行持续的实践，并在“实践—反思”的迭代循环中建构与内化这种理念，形成具有独特风格的教学思想。事实上，经历了“填鸭式”或“灌输式”学习的教师在观念上是很难改变的，尽管很多教师嘴上说着“知识建构”，但他们在课堂中仍然是在进行“知识传递”，我们看到更多的是教师在向儿童直接讲授和示范一步一步的操作进程。因此，教师也需要经历“知识建构”的过程，通过亲身实践儿童创造的课堂，才能够在儿童创造课堂的设计、实施、评价的迭代优化进程中转变传统观念，构建新的知识观、学生观和教学观。

综上所述，要让信息科技教师具备儿童创造课堂的信念，教师需经历知道、理解和应用的过程，并在持续应用的过程中反复体验、反思，反过来促进对儿童创造课堂的理解，进而真正转变观念。

让儿童经历计算问题解决的实践过程

邱伟松：素养导向的教学，提倡大单元教学或项目化学习。《义务教育信息科技教学指南》（以下简称《教学指南》）正是通过单元主题组织单元内容的，这为一线教师开展单元教学或项目教学提供了抓手。在具体实施中，我们发现仅执行《教学指南》的一个单元主题依然无法支撑其提及的相关逻辑主线。您认为在教学设计中，基于课程标准，可以从几种方式来组织、设计单元教学或项目式学习？它们的区别与联系是什么？哪一种方式更能满足素养导向的教学需求？

杨宁：对于这个问题，首先还是要从素养导向的教学谈起。那么，什么是素养？素养是一个人在其行动参与过程中的言谈举止，是知识的综合运用、思维的连续转换和态度的外在表现。一方面，素养表现在行动中，是行动中的素养；另一方面，素养依赖于知识、思维和态度的综合，是知识、思维和态度的外显化。既然素养表现在行动中，那么脱离行动的学习过程则很难真正落实素养的发展。同样，素养发展依赖于知识的提升、思维的发展和态度的转变，那么脱离知识的盲目行动也无法真正达成素养培养的目标。因此，素养导向的教学以行动为载体，以知识、思维和态度的综合提升为目标。

认识到这一点，我们再讨论行动是一种什么样的行动。在《义务教育课程方案（2022年版）》中，每个学科都承载着学生发展核心素养的一部分责任，如语文承载的是以文化人的责任，数学承载的是以数育思的责任，科学则承载着培养学生以科学眼光看世界的责任。可以说，每个学科都在以学科独特的方式育人，每个学科都有各自不同的学科实践。因此，素养培养落实在每个学科内，需以特定的学科实践活动为载体。以知识的建构观来看，学科实践活动具体指的是“像学科专家一样”的行动。对于信息科技课程来说，要落实信息科技学科的六条逻辑主线，就要让学生“像计算机科学家或工程师一样”从事计算问题解决的活动。一方面，学生在信息科技课程中要面对诸多计算问题；另一方面，学生在面对计算问题时，需要像计算机科学家一样理解数据特征、算法原理、网络通信基础，像计算机工程师一样设计、开发、调试运行计算系统。

从“儿童创造”课堂的视角，针对这样的计算问题解决活动，以项目式学习为承载，我们设计了REAL4Ps学习过程。REAL4Ps分别由Real-world Problems（现实世界的问题）、Evidence-based Perceptions（证据为本的概念）、Assumption-guided Products（假设引导的产品）和Lectured Presentations（讲演式的展示汇报）四个学习过程要素组成。在学习过程中，儿童以真实的计算问题（Problems）为驱动，通过探究获得证据、建立观念（Perceptions），并基于观念设计开发产品（Products），最后以教会他人的方式进行演讲（Presentations），并在演讲答辩中反思内化自己的学科观念。我们强调儿童的产品设计不是盲目地跟从教师或他人的作品，而是在真实的计算问题驱动下，通过分析已有产品的结构、功能、特性，从对特定产品的分析中建立一般性的学科概念，再基于学科概念创建自己的产品，最后基于对产品设计理念、技术与功能实现的逻辑表达，促进儿童对学科观念的内化。

依照REAL4Ps的学习过程要素，围绕信息科技学科的六条逻辑主线，儿童创造的课堂至少可以有两大类的计算问题。第一类计算问题带领儿童回到计算机发展的历史长河中，像计算机科学家一样，就计算问题的解决，建立对数据、算法、网络通信原理的深度理解；第二类计算问题驱动儿童基于现实需求，像计算机工程师一样，就计算问题的解决，设计与开发信息系统与人工智能应用，在产品的解构与重构中建立信息处理、人工智能和信息伦理等观念。

以数据处理作为第一类计算问题的实例，从《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》）内容要求与学业要求出发，儿童需要对数据建立的学科观念包括：①可以理解如果要认识现实世界并解决现实世界的问题，就需要将现实世界中的人、事、物抽象成计算设备可以处理的数据，数据进入计算设备就需要编码；②能够理解对纷繁复杂的原始数据进行管理和运算处理，可以给人们带来一些信息，这些信息可以帮助解决问题；③可以理解采集原始数据的设备和方法多种多样，使用什么方法和设备主要取决于解决问题的需要，不同的问题需要不同的数据类型和采集方式；④能够认识到数据有可能涉及个人隐私，不能随意滥用。当教师可以认识到这些观念是儿童预期的学习结果时，就可以考虑将《教学指南》中的内容进行重构，以问题解决为线索，以数据采集、存储、管理、处理、加工、可视化表达为过程，为儿童组织问题定向活动（Real-world Problems）、问题探究活动（Evidence-based Perceptions）、制品开发活动（Assumption-guided Products）和演讲展示活动（Lectured Presentations），让儿童在REAL4Ps四要素活动中，经历计算机科学家为数据模拟器开发所做的前期准备工作，如确定模拟器的用途、收集和分析真实数据、确定数据存储方式等。例如，结合运动健康主题，可以设计“喵星人的健康数据预测”项目，儿童通过现实数据的采集和处理，发现营养膳食、规律作息、日常运动与健康体魄之间的数量关系，为设计数据预测模拟器做前期准备。在问题定向活动中，通过“如何设计数据模拟器预测喵星人的健康状况”这一核心问题驱使儿童去发现数量关系；在问题探究活动中，通过对权威数据的研究，建立数据是信息的基础、信息有利于解决问题的概念；在制品开发活动中，通过运用数据与信息关系的概念，设计与执行完整的数据采集、管理、处理、加工与可视化表达的计划，为问题提供基于数据证据的解决方案。项目中间会涉及儿童手动录入猫粮热量数据，运动手环自动跟踪运动轨迹、时长与热量消耗数据，为不同小猫编辑不同编号（编码），并利用Excel存储、管理和加工数据，以及数据可视化表达等多项数据技能。儿童在活动参与中学习技能，在技能熟练运用中理解数据、信息与问题解决之间的关系，为模拟器设计提供前期基础，并在数据实践中建立计算问题解决所需的数据大观念。

同样，第二类计算问题也是基于儿童预期达到的学科大观念，设计“像计算机工程师一样”的学科实践过程，依托REAL4Ps项目设计四要素，组织儿童开展真实问题解决活动。例如，以建立儿童关于信息处理（信息系统）的大观念为“锚”，重构《教学指南》中“过程与控制”部分的内容，组织儿童进入REAL4Ps四要素项目学习活动。可以考虑结合劳动教育的种植主题，设计“多肉的自动化养殖”项目，让儿童经历从开关量控制到阈值控制的迭代优化过程，像计算机工程师一样围绕多肉养殖需求（Real-world Problems），解构多肉养殖条件和竞品结构功能组成（Evidence-based Perceptions），再根据竞品解构活动建构的“反馈与控制”的观念，自行设计优化产品（Assumption-guided Products），最后基于产品展示与演讲答辩（Lectured Presentations），以教会他人的费曼学习策略内化“数据反馈与执行控制的关系”这一学科观念。

两类计算问题的解决都可以成为教师设计大单元项目教学的主题，围绕计算问题解决而展开的学习活动本身即是素养导向课程设计理念的体现。两类计算问题的解决，分别指向计算概念和计算实践，但计算概念和计算实践在现实问题解决中又是不可分割的，计算概念的形成与内化依赖于计算问题解决所需的计算实践与反思，计算实践是计算领域专家的生命体现，承载着计算领域专家的计算概念，计算实践所产出的人工制品是计算领域专家对计算概念深度理解的外化。要建立儿童的计算观念，就需要儿童像计算领域专家一样从事计算问题解决活动，经历计算实践过程，内化计算概念，既能够像计算机科学家一样研究数据、算法、网络，又能够像计算机工程师一样设计开发计算系统，二者缺一不可。

“儿童创造”信息科技课堂新生态的营造

邱伟松：我们知道，如果以自然生态系统的构成为原型分析课堂要素，可包括课堂生态主体和课堂生态环境，课堂生态主体包含学生和教师，而课堂生态环境又细分为如课堂教学环境的实物态要素和如教师教学理念的虚物态要素。从实物态教学环境方面看，《教学指南》中不少课时需要基于移动教学环境展开，而很多学校目前的教学环境，难以满足《教学指南》实施需求。为实现“儿童创造”的培养目标，落实“科”与“技”并重的教学，您认为信息科技课堂教学应该营造怎样的课堂新生态？可以怎么去营造？可否分别从生态主体和生态环境两方面阐述？