三循环体:构建信息科技课的师生思维共生体

作者: 俞丹女

三循环体:构建信息科技课的师生思维共生体0

摘要:《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》视域下的信息科技课堂教学应是师生沟通、理解和创新的共生过程,教师与学生互为施教者与受教者,也均为评价者与思考者——在“教学评思”中共同培育深度计算思维。本文作者结合日常课堂教学实例,探求“学生学习循环体”“学思评循环体”和“教师学习循环体”,在师生思维共生的信息科技课堂层面做了积极的探索。

关键词:学习循环体;学教评一致性;计算思维;共生体

中图分类号:G434  文献标识码:A  论文编号:1674-2117(2024)06-0053-04

在高效的课堂中,师生之间会形成相互影响、相互促进、相互依赖、相互合作的学习共生体,在这个学习共生体中,教师既是共生体环境的构造者和设计者,也是配合学生自主完成学习活动的组织者和引导者,除此之外,教师还应成为学习的思考者和合作者。因此,在信息科技课堂教学过程中,笔者有意识地作为学习的参与者深入学生活动,与学生发生深度对话,初步探寻出了思维共生的信息科技课堂的“三循环体”。

学生学习循环体

在课堂中,学生的学习行为主要来源于教师引导(外部影响)与学生思考(内部组织)。而真正进入学生学习循环体的是学生思考。那么,学生思考在学习循环体中应遵循怎样的路径?如何联系计算思维?通过对实际教学的观察、参与,笔者提炼出了“学生学习循环体”。

1.“生学—师评—生思”循环体

《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》(以下简称“新课标”)倡导针对学生的已有经验,创设真实情境,引入多元化数字资源与评价,提高学生的学习参与度。这里提到的作用主体都是学生,但每一句的主语其实都是教师。因此,一堂课的开展离不开教师的创、设、引、结。在本循环体外部,定会存在“师教”,引导学生进入学习循环体。

对学生来说,一堂课可分为三个环节:想要学会什么——学得怎么样——如何提升。这个环节分别对应“生学—师评—生思”(如下页图1)。学生在学习活动中表现出的活动行为与成果会引发教师的评价,“师评”会引发学生对“本环节学习是否到位”或“存在怎样的提升空间”产生思考,学生的思考又会指引新的学习方向,助推新的学习行为。

案例1:“正确理解支付”的校园点单系统

在新课标“物联网实践与探索”“人工智能与智慧社会”等内容模块中,学生需要“了解—理解—掌握”其实现的基本算法,因此,笔者将程序设计教学引入项目课程,旨在使学生联接“物联网”“人工智能”概念,设计并实现具有简单功能的数字系统。

校园点单系统有两种优惠方式:第一种是满三件打七折,第二种是满25元减5元。如何用if语句来表述这两种优惠方式,最终输出更便宜的支付方案呢?(师教)学生将可能的代码进行记录(生思、生学)。在此期间,笔者巡视学生代码,发现如下问题类型并加以引导。

①格式不清型。如图2所示的代码反映该生对if语句的格式尚不清晰;缺乏冒号与缩进,说明该生在前期学习中有错漏。针对如此情形,笔者对其进行单独引导:“你的逻辑思维很清晰,但if语句有固定的格式,还记得‘如果…那么…’中的‘那么’用什么符号来表示吗?”(师评)这样的提问方式在评价的同时引导学生思考,学生随即发现问题,进行及时修正(生学),同时也引发了学生的主动迁移。

②输出混乱型。在如图3所示的代码中可以发现该类学生已掌握算法的“输入—计算—输出”三要素。但由于逻辑思路不清,代码可能产生多次输出或未输出的现象,而他们暂时无法检查出代码的问题,即输出内容与正确解是否一致。在此种情形下,教师的评价与引导将发挥积极作用。

师:同学们,我们“跑”一下代码,看能正确结算吗?(个别学生发现当菜品数量大于等于3且原始总价大于等于25时,程序会输出两个支付信息;个别学生只“点”了两个菜,价格也没达到25元,程序不显示任何信息;而点菜数量大于等于3、价格未超过25元,或者数量小于3、价格又超过25元时,程序可输出唯一但可能不相同的价格信息)

生:很显然,我们的代码出了点问题,需要修正这些BUG!

师:首先,我们确认支付金额输出几个?

生:一个。

师:那么,在p1与p2计算过程中需要输出吗?

生:不需要。

师:程序最后输出的是price、p1、p2中的哪一个价格呢?

生:这三个价格得比较一下,哪个便宜输出哪一个。(师评引发生思助推生学)

上述案例中,师评以师生问答的方式出现,以实际问题代入去分析并修正计算模型。在该过程中引发学生思考、质疑,从而促使学生推翻或纠正原本的思路,修正程序中的BUG。

在本循环体中,师评的作用不可忽视,它起到了从学生学习到学生思考的正向推动作用。在日常教学过程中,需要注意的是,师评要尽量避免与学生思路相斥,以防打压学生的积极性。同时,在一堂课中,除了师评引导学生学习外,还可融入“生评”——助推学习的真实发生。

2.“生学-生评-生思”循环体

在上一循环体中提到的“学得怎么样”是对学习效果的评估,可分为教师评估与自我评估。心理学家班杜拉曾说过,人对自身能否成功进行某一行为的主观判断会影响人们在困难面前的态度,决定对活动的选择。因此,学生自身对学习的渴求、对学习效果的判定往往决定了学生的课堂参与度与积极性。

案例2:校园点单系统再优化

教师提问:“price是原始总价,p1是打7折后的总价,p2是使用优惠券后的总价,它们三个怎样比较才能确认最优惠的价格呢?”在提出该问题后,笔者融入到学生讨论、修改、验证、优化的学习循环过程中,发现该过程经历了如下页表所示的2次学习循环。

在上述案例中,每一次对代码执行逻辑产生质疑都是学生对自我学习效果的一次评估,由自我评估引发内部思考,思考其产生缘由、改变路径,继而实践思考结论开展新的学习行为。在循环②时,学生首先尝试用变量p1、p2同时去指代原价或未知的折扣价,提出第一种可行代码,而后又跳出该框架转而提出给p1、p2进行初始化赋值——这两层循环并非所有学生都能够进入,它是对原先解法思路的衍生,是对分支结构语句的二层理解上出现的循环。

在程序成功运行的前提下,教师还可引入语音播报“支付金额”的程序模块,延伸出对人工智能相关领域的探究与学习。

鉴于“生评”在学生学习循环体中的重要地位,教师需在课中、课后根据学生反馈不断修正评价标准及学习活动,以促进学生更具自我效能感、更高效地参与课堂学习,同时促发教师在课堂中的自我提升学习,形成课堂师生学习共生体。

教师学习循环体

在课堂中,学生与教师都在不断地学习成长,不断地进行知识的建构与重塑。那么,教师在课堂中生成的教师学习循环体是怎样的路径?又会引发怎样的深度思考呢?

针对不同层次的学生、不同结构的班级,学习活动的设计与评价标准的设定都应随课堂环节的展开而发生变化。本循环体中“师教—生学(生思)—师评—师思”循环体所指的“师评”不同于学生学习循环体中的“师评”,该“师评”是教师针对学习活动是否顺利开展、能否检测学生目标达成情况、能否有效指引学生进入学习循环体的评估。从以上针对标准与活动的评估,引发教师对课堂中存在问题的思考,继而影响后续活动环节与目标核定。

案例3:双重循环之九九乘法表

围绕“打印乘法表”项目,从单循环进阶至双循环,从Python迁移至互联网项目,笔者做了如下探索。

先展示for—for循环体的九九乘法表,一同分析在Python中绘制该表需要弄清的一些问题,如“内外循环如何区分标识”“循环次数的递增形式”“如何在内循环结束后跳转至外循环”等。在厘清以上问题后,请学生模仿for—for循环,尝试使用while—while循环体绘制九九乘法表。在实际操作过程中,有学生率先写出了while—for循环体的乘法表(学习意外)。由此,笔者改变了教学路径,请该生向其他学生阐述循环体的执行逻辑、达到的效果及循环次数。(生学引发师评)在这位学生的指引下,该班学生不局限于while—while循环体的探索,逐步地打开了思路,一些能力较强的学生较快地掌握了双重循环体。(师教改变)

在基础的Python代码编写后,针对能力较强的学生,笔者还增加了额外实践课程——结合网页代码学习及AI程序生成,将九九乘法表“搬运”至网页(如图4)。

在上述案例中,改变学生活动环节的次序、分层进行学生活动的目的都在于多角度培育学生的计算思维,同时实现师生思维与学习的共生。当然,不同班级的学生在课堂中表现的学习行为有所不同,因此,教师需顺应课堂教学实际情形,结合学生实际操作反馈与最近发展区,对课堂开展进行动态调整。

师生学习共生体

依据对以上学习循环体的剖析可以发现,在课堂中,学生与教师之间彼此依存、相互学习、共同成长。因此,师生学习循环体会巧妙融合、互相影响,共同培育计算思维,形成师生学习共生的高效课堂(如图5)。

在信息科技教学过程中,师生学习共生体的教学模式能够实现课堂学习氛围的融洽与和谐,培养学生将创新理念融入自身学习、生活的意识,增强学生对问题进行抽象、分解、建模、反思、优化等能力,提升学习、创新、创造的活力。同时,构建信息科技师生学习共生体,要求信息科技教师拥有全新的教学理念、过硬的自身职业素养、灵活应变的教学能力。

参考文献:

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