以核心素养为导向的编程教学逆向设计策略

【摘要】青少年的信息素养在当今时代越来越重要，我国在2017年颁布的普通高中信息技术课程标准中明确了信息技术学科核心素养。为了保障核心素养的落实，本文以图形化编程课为例，阐述了一种“以终为始”的“逆向设计”方法：由学科核心素养入手，依次确定“教学目标→评估证据→教学活动”，并经过多次迭代优化，从而形成以核心素养为导向的教学设计。【关键词】核心素养;编程教学;逆向设计;信息技术在人类进入信息时代与数字化生存逐渐成为常态的今天，一个国家的国民特别是青少年的信息素养将影响整个国家创新与发展的能力，也直接影响个体在社会中的生存机会和发展空间。2017年，我国发布了普通高中信息技术课程标准，提出了要落实信息技术四大核心素养：信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。在基础教育阶段，核心素养的培养主要依托信息技术课程，课程实施的主阵地是课堂教学，而教学设计的好坏将直接影响课堂教学的质量，进而影响核心素养的落实。所以，“以核心素养为导向”的教学设计，是核心素养落实的重要保障，是当前信息技术教育的迫切需求。为了保障核心素养的落实，本文阐述了一种“以终为始”的逆向教学设计方法：由学科核心素养入手，依次确定“教学目标→评估证据→教学活动”，并经过多次迭代优化，从而形成以核心素养为导向的教学设计。该方法的操作步骤主要包括以下四步：第一，教师依据国家教育目标、学科核心素养，结合学情分析，确定教学目标;第二，教师通过考虑“哪些证据能够表明学生达成了教学目标”，从而确定评估证据;第三，明确了这些“证据”，进而思考“学生如果能够通过评估，他们需要知道哪些知识？掌握哪些技能？经过哪些训练？”根据这些问题的答案，考虑“采用哪种方式？设计哪些活动？需要哪些资源？”从而确定初步的教学活动;第四，对教学活动进行再审查：“这些活动是否指向了教学目标？是否适合当前的学情？结合学科核心素养及中国学生发展核心素养，考虑能否渗透其他素养？”从而对教学目标进行再优化。经过多次迭代优化，最终形成以国家教育目标、学科核心素养为导向且符合学情要求的教学设计（图1）。笔者以青岛版小学信息技术五年级上册“走进Scratch编程”单元中的“体感游戏初体验”教学为例，展示教学设计过程。确定教学目标根据国家教育目标，结合学科核心素养，考虑“我们最终要培养什么样的人，要培养学生哪些关键能力和必备品格”，这是信息技术学科的终极培养目标。同时，根据维果斯基的“最近发展区理论”：教学要帮助学生“跳一跳，摘桃子”。在设置“桃子”的时候，必须思考“桃子应该设置在哪里”，这取决于学生现在“在哪里”，即学情。因此，学情是决定教学目标设置的重要因素。在基础教育阶段，信息技术学科当中所有编程教学对应的最主要的学科核心素养都是计算思维，所以本课的首要教学目标是培养学生的计算思维。而计算思维的培养需要载体，具体到本单元，就是Scratch编程。在基础教育阶段，尤其是小学阶段，编程模块的掌握和计算思维的形成，是相辅相成的关系，它们同样重要。因此，编程基础知识的学习也是重要的教学目标。具体到本课，知识目标为“相对于角色的视频运动”模块的掌握。除此以外，其他的学科核心素养以及中国学生发展核心素养中的所有素养，也都是教育教学始终的追求。因此，它们将作为一个常态的教学目标，依据后续的活动设计，适时进行优化补充与调整。确定评估证据对应已明确的教学目标，要思考“哪些证据能够表明学生达成了这种教学目标”。在计算思维方面，结合计算思维的内涵，如果学生能够进行问题分析，抽象转化，算法设计，将实际生活中的问题解决步骤转化成计算机解决问题的步骤，就表明学生具备了一定的计算思维。因此，本课的活动需要能够体现学生的上述能力。在基础知识方面，即“相对于角色的视频运动”模块的掌握。如果学生能够解释该模块的含义，并合理运用到程序设计当中，就表明学生能够掌握该模块的使用。因此，本课的活动设计需要将该模块作为一个教学重点进行设计。设计教学活动考虑“如果学生能够通过评估，应该知道哪些知识？掌握哪些技能？经过哪些训练？”结合本课的实际教学内容、学生的兴趣、学生的已有经验，再考虑活动中能否渗透其他素养，将本课的主题活动设计为“体感水果忍者”游戏。笔者将编程教学的过程主要分为以下五个部分：明确目标、分析需求、设计算法、编写程序、总结拓展。对教学活动进行初步规划：首先，设计合适的情境进行课题导入，明确本课的目标;然后通过合理的任务设置，引导学生分析需求、设计算法，完成程序的编写并进行分享交流;最后梳理本课收获，进行适当的拓展延伸。迭代优化主题活动确定后，考虑“这些活动是否指向了教学目标？是否适合当前的学情？结合学科核心素养及中国学生发展核心素养，考虑还能否渗透其他素养”，并对教学设计进行迭代优化。1.教学目标优化游戏化教学是一把双刃剑。一方面，小学生对游戏具有极高的兴趣，使用游戏作为教学资源能够有效提高学生的课堂积极性;另一方面，过度使用游戏资源可能会导致学生过度关注游戏本身，引起学生的游戏沉迷。因此，在使用游戏作为教学资源时，应注重引导学生正确的游戏观。本课设计为体感游戏，相较于传统的游戏模式，更加符合学生身心健康发展的需求。因此，培养正确的游戏观，倡导健康游戏，促进健康生活，将作为本课的情感目标进行目标优化。为发挥群体的积极互助作用，提高学生的学习动力和能力，在整个游戏设计过程中，笔者将大任务分解成小任务，交由各个小组合作完成，从而培养学生的合作学习能力。游戏项目的实现，可以激励学生采用不同的方案进行个性化设计，从而培养学生的创新精神。因此，合作能力和創新精神也将作为素养目标进行目标优化。2.评估证据优化在健康生活方面，如果学生能够说出游戏的危害，阐述正确的游戏价值观，就表明学生能够认识到健康游戏的意义。因此，教学活动中要设计相应的活动环节。在合作能力方面，如果学生能够交流合作，完成任务，就表明学生具备一定的合作能力。因此，教学活动将采用小组合作学习的模式，并在教学活动中注重在此方面的引导和激励。在创新精神方面，如果学生能够个性化自己的程序设计，采用不同的方法和模块实现程序功能，就表明学生具有一定的创新精神。因此，在教学活动中，要注重在此方面的引导和激励。3.教学活动细化优化依据上述的评估证据，进一步思考并完善主题活动。在进行活动设计与教学资源选择时，要时刻考虑到教学目标的指向性。结合本课中的主题任务，即“体感水果忍者”游戏，教学活动主要从实际游戏经验出发，进行情境导入、活动设计、总结拓展等步骤的设计。（1）情境导入。情境导入的目的是引起学生的注意，激发学生的兴趣、揭示本课的主题。本课的情境导入设计为：通过对比“体感游戏”与传统游戏的区别，渗透健康游戏理念，制造认知冲突，激发学习兴趣。（2）活动设计。考虑到任务设计要逐步提升、层层递进，笔者将大任务分解成小任务：第一部分先使用学生已经掌握的编程模块，完成“水果忍者”游戏的程序设计;第二部分引入“相对于角色的视频运动”模块，使用新的编程模块来更新游戏。通过这种设计，学生在第一部分无需学习新知识，程序的实现都是基于已学过的模块，学生能够专注于计算思维的强化。第二部分任务的提出也会非常自然流畅：“如何体现健康游戏？”学生也能够专注于新模块的学习并加以应用。（3）总结拓展。梳理总结是为了巩固新知，教师需要进行适时点评激励，帮助学生建构新知。拓展环节的设计是为了拓展学生的视野，发展学生的思维，“见多”才能“识广”，然后才能创新创造。因此，教师应引导学生思考视频侦测功能的应用场景还有哪些，同时，视频侦测是人工智能领域下图像识别的一个应用，教师可以