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小学信息科技实验教学的设计策略
文章字数:2904
摘要:在“科”“技”融合的小学信息科技课程改革背景下,本文以《二维码伴我生活》一课为例,构建“问题式导入—任务链设计—探究性实验建构—生活化实践应用—多元化评价反馈”的实验教学策略。通过真实情境创设、结构化实验支架设计、数据驱动探究及信息伦理渗透,探索符合小学生认知特点的实验教学模式,助力学生理解技术原理、掌握实践技能、强化安全意识,为小学信息科技实验教学提供可复制的实践范式。
关键词:小学信息科技;实验教学;设计策略;信息素养
引言
《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》明确要求倡导真实性学习,创新教学方式,以真实问题或项目驱动,引导学生经历原理运用过程、计算思维过程和数字化工具应用过程,建构知识,提升问题解决能力。小学阶段作为信息素养培养的奠基期,需通过实验教学帮助学生理解技术背后的科学原理,形成“提问—猜想—验证—应用”的探究思维。基于此,本文以《二维码伴我生活》一课为例,探讨如何通过实验教学实现“知识传授”向“素养发展”的转化。
一、基于核心素养的实验教学策略框架
(一)策略设计理念
以“真实性学习”要求为导向,构建“问题式导入—任务链设计—探究性实验建构—生活化实践应用—多元化评价反馈”的教学路径,聚焦信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四大核心素养,通过实验教学培养学生解决实际问题的能力。
(二)教学要素整合
维度:科学原理、技术应用、素养目标。
实施要点:二维码编码规则、容错机制、定位图形原理、二维码生成与识别、个性化设计、安全使用、信息安全意识、问题解决能力、创新实践能力。
课程关联:数据存储与编码、信息技术基础、数字化工具操作、生活场景迁移、信息社会责任、计算思维培养。
二、《二维码伴我生活》实验教学实施策略
(一)问题式导入,建立探究起点
在导入环节,探究问题的提出由谁来提?老师还是学生?在传统教学中,一般由老师提出问题,学生被动地思考问题并解决问题,这显然不能很好地激发学生的探究欲望。只有学生发现了问题或困难,想通过学习来解决时才能激发学生的求知欲,从而支撑整个以学生为主体的教学环节。因此,由学生提出问题显得尤为重要。“问题导入,揭示课题”作为《二维码伴我生活》课程的起始环节,问题设计紧扣信息科技实验教学“基于真实情境提出问题”“链接先验认知构建知识链”的核心原则,为后续实验探究奠定了认知基础与动机铺垫。
真实的生活问题,核心是让学生感知使用旧事物处理事情时的困难。因此,本环节设计以“一维码的局限性”为切入点——一维码(条形码)虽扫码便捷,但存储量少,常用于存储商品信息。基于此,教师可设计“用一维码存储网址”的模拟游戏环节,而一维码有限的存储能力会让学生自然提出疑问:“能不能升级一维码,让它的存储量更大、存储类型更多?”由此引出本节课的核心内容——二维码。随后,教师引导学生思考条形码存储量少的原因,逐步形成“发现缺陷—分析原因—寻求方案”的问题链。
在揭示课题阶段,教师可聚焦学生的生活经验,引导其列举扫码支付、图书借阅、扫码点餐等场景。学生在梳理场景的过程中,会逐渐意识到二维码是“解决一维码局限”的现实方案,进而将“技术学习”转化为“解决生活问题”的主动探索。同时,顺势提出“二维码为什么那么便利”“二维码有什么特点”等问题,为后续探究二维码容错性、信息存储类型等实验操作,注入内在动机。
从核心素养培养视角看,该环节通过“分析一维码缺陷”锻炼学生的逻辑推理能力(计算思维),通过“关联生活场景”强化学生对技术应用的现实感知(信息意识)。
(二)任务链设计,明确实验方向
信息科技实验课是一个操作性强的课程类型,为避免学生有畏难情绪,让学生明晰实验内容和课程目标,课程设计应设有配套的《学习任务单》。《学习任务单》通过“观察记录—猜想假设—实验验证”三级任务,引导学生聚焦“数据类型”“容错性能”“定位功能”三大核心问题,形成“问题—任务—目标”的探究逻辑。任务一:扫描不同二维码,记录存储数据类型。核心问题:二维码能存储哪些形式的信息?任务二:扫描角度倾斜、部分破损的二维码。核心问题:二维码为何能多角度识别?破损后为何仍能读取?
(三)探究性实验建构:分层设计支架,突破教学难点
1.可视化实验支架:降低探究难度。图形化原理拆解:通过动态课件演示二维码码眼“回”字形定位图形,借助拼图游戏让学生动手拼合“完整定位图形”与“缺失定位图形”的二维码,直观理解“定位图形确保扫码方向识别”的原理。
结构化数据记录:设计“猜想—操作—结果”三栏式记录表,引导学生在扫描破损二维码时,记录破损位置(左上/右下)、破损面积(10%/20%/30%/40%)与识别结果,从而发现“二维码容错率最高为30%”的规律。
2.阶梯式实验活动:发展计算思维。验证性实验:通过“扫描不同类型二维码→分类汇总数据类型”,归纳二维码“多类型信息存储”的特点,培养观察与分类能力。
探究性实验:采用控制变量法测试二维码容错性——保持数据区域不变,逐步遮挡定位图形或纠错区域,观察识别结果,帮助学生理解“定位图形决定扫码定位,纠错码保障信息恢复”的技术逻辑。
(四)生活化实践应用:强化技术体验,促进迁移创新
1.工具操作与创意设计。生成个性化二维码:使用在线工具(如草料二维码生成器)将个人信息、学习成果(如绘画作品照片、读书心得文本)转化为二维码,体验“信息编码—图形生成—扫码验证”的完整流程。
美化与功能性设计:引导学生调整二维码颜色、添加LOGO,探索“容错率与美化程度的平衡”,理解技术应用中的工程思维(如容错率设为15%以兼顾美观与识别)。
2.安全意识与社会责任渗透。风险辨析实验:展示“扫码送红包”“不明链接二维码”等案例,组织小组讨论“如何辨别安全二维码”,总结“三不原则”——不扫来源不明码、不扫索要隐私码、不扫诱导下载码。
情境化决策训练:通过问卷星设计选择题(如“是否扫描班级群陌生二维码”),实时统计答题结果并解析,强化学生“技术应用需兼顾安全”的信息社会责任。
(五)多元化评价反馈:聚焦过程性表现,深化素养发展
1.三维度评价体系。评价维度:知识掌握、实践能力、情感态度。
评价方式:课堂问答、任务单填写、二维码生成与识别操作、小组实验报告、安全风险讨论参与度、问卷星安全题得分。
素养指向:信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任
2.动态化反馈机制。通过班级优化大师记录实验过程中的合作表现(如分工合理性、数据记录完整性),结合问卷星课后测试,针对性改进教学:对“容错率原理”理解薄弱的学生,增加虚拟仿真实验演示;对安全意识不足的学生,补充“隐私泄露”微案例分析。
结论
《二维码伴我生活》的教学实践表明,小学信息科技实验教学需遵循“从生活问题出发—用实验探究明理—在实践应用中创新”的逻辑,通过情境化、结构化、生活化的策略设计,实现科学原理与技术应用的深度融合。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.义务教育信息科技课程标准(2022年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2022.
[2]周乐明.科学原理与技术应用并重的小学信息科技实验教学模式探索[J].中国电化教育,2024(3):84-87.
[3]孙瑞义.基于真实情境的信息科技实验教学——以《养护花草记流程——用流程图描述算法》的教学为例[J].小学教学参考,2025(18):81-83.
作者单位:广州市南沙区明珠湾小学
关键词:小学信息科技;实验教学;设计策略;信息素养
引言
《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》明确要求倡导真实性学习,创新教学方式,以真实问题或项目驱动,引导学生经历原理运用过程、计算思维过程和数字化工具应用过程,建构知识,提升问题解决能力。小学阶段作为信息素养培养的奠基期,需通过实验教学帮助学生理解技术背后的科学原理,形成“提问—猜想—验证—应用”的探究思维。基于此,本文以《二维码伴我生活》一课为例,探讨如何通过实验教学实现“知识传授”向“素养发展”的转化。
一、基于核心素养的实验教学策略框架
(一)策略设计理念
以“真实性学习”要求为导向,构建“问题式导入—任务链设计—探究性实验建构—生活化实践应用—多元化评价反馈”的教学路径,聚焦信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四大核心素养,通过实验教学培养学生解决实际问题的能力。
(二)教学要素整合
维度:科学原理、技术应用、素养目标。
实施要点:二维码编码规则、容错机制、定位图形原理、二维码生成与识别、个性化设计、安全使用、信息安全意识、问题解决能力、创新实践能力。
课程关联:数据存储与编码、信息技术基础、数字化工具操作、生活场景迁移、信息社会责任、计算思维培养。
二、《二维码伴我生活》实验教学实施策略
(一)问题式导入,建立探究起点
在导入环节,探究问题的提出由谁来提?老师还是学生?在传统教学中,一般由老师提出问题,学生被动地思考问题并解决问题,这显然不能很好地激发学生的探究欲望。只有学生发现了问题或困难,想通过学习来解决时才能激发学生的求知欲,从而支撑整个以学生为主体的教学环节。因此,由学生提出问题显得尤为重要。“问题导入,揭示课题”作为《二维码伴我生活》课程的起始环节,问题设计紧扣信息科技实验教学“基于真实情境提出问题”“链接先验认知构建知识链”的核心原则,为后续实验探究奠定了认知基础与动机铺垫。
真实的生活问题,核心是让学生感知使用旧事物处理事情时的困难。因此,本环节设计以“一维码的局限性”为切入点——一维码(条形码)虽扫码便捷,但存储量少,常用于存储商品信息。基于此,教师可设计“用一维码存储网址”的模拟游戏环节,而一维码有限的存储能力会让学生自然提出疑问:“能不能升级一维码,让它的存储量更大、存储类型更多?”由此引出本节课的核心内容——二维码。随后,教师引导学生思考条形码存储量少的原因,逐步形成“发现缺陷—分析原因—寻求方案”的问题链。
在揭示课题阶段,教师可聚焦学生的生活经验,引导其列举扫码支付、图书借阅、扫码点餐等场景。学生在梳理场景的过程中,会逐渐意识到二维码是“解决一维码局限”的现实方案,进而将“技术学习”转化为“解决生活问题”的主动探索。同时,顺势提出“二维码为什么那么便利”“二维码有什么特点”等问题,为后续探究二维码容错性、信息存储类型等实验操作,注入内在动机。
从核心素养培养视角看,该环节通过“分析一维码缺陷”锻炼学生的逻辑推理能力(计算思维),通过“关联生活场景”强化学生对技术应用的现实感知(信息意识)。
(二)任务链设计,明确实验方向
信息科技实验课是一个操作性强的课程类型,为避免学生有畏难情绪,让学生明晰实验内容和课程目标,课程设计应设有配套的《学习任务单》。《学习任务单》通过“观察记录—猜想假设—实验验证”三级任务,引导学生聚焦“数据类型”“容错性能”“定位功能”三大核心问题,形成“问题—任务—目标”的探究逻辑。任务一:扫描不同二维码,记录存储数据类型。核心问题:二维码能存储哪些形式的信息?任务二:扫描角度倾斜、部分破损的二维码。核心问题:二维码为何能多角度识别?破损后为何仍能读取?
(三)探究性实验建构:分层设计支架,突破教学难点
1.可视化实验支架:降低探究难度。图形化原理拆解:通过动态课件演示二维码码眼“回”字形定位图形,借助拼图游戏让学生动手拼合“完整定位图形”与“缺失定位图形”的二维码,直观理解“定位图形确保扫码方向识别”的原理。
结构化数据记录:设计“猜想—操作—结果”三栏式记录表,引导学生在扫描破损二维码时,记录破损位置(左上/右下)、破损面积(10%/20%/30%/40%)与识别结果,从而发现“二维码容错率最高为30%”的规律。
2.阶梯式实验活动:发展计算思维。验证性实验:通过“扫描不同类型二维码→分类汇总数据类型”,归纳二维码“多类型信息存储”的特点,培养观察与分类能力。
探究性实验:采用控制变量法测试二维码容错性——保持数据区域不变,逐步遮挡定位图形或纠错区域,观察识别结果,帮助学生理解“定位图形决定扫码定位,纠错码保障信息恢复”的技术逻辑。
(四)生活化实践应用:强化技术体验,促进迁移创新
1.工具操作与创意设计。生成个性化二维码:使用在线工具(如草料二维码生成器)将个人信息、学习成果(如绘画作品照片、读书心得文本)转化为二维码,体验“信息编码—图形生成—扫码验证”的完整流程。
美化与功能性设计:引导学生调整二维码颜色、添加LOGO,探索“容错率与美化程度的平衡”,理解技术应用中的工程思维(如容错率设为15%以兼顾美观与识别)。
2.安全意识与社会责任渗透。风险辨析实验:展示“扫码送红包”“不明链接二维码”等案例,组织小组讨论“如何辨别安全二维码”,总结“三不原则”——不扫来源不明码、不扫索要隐私码、不扫诱导下载码。
情境化决策训练:通过问卷星设计选择题(如“是否扫描班级群陌生二维码”),实时统计答题结果并解析,强化学生“技术应用需兼顾安全”的信息社会责任。
(五)多元化评价反馈:聚焦过程性表现,深化素养发展
1.三维度评价体系。评价维度:知识掌握、实践能力、情感态度。
评价方式:课堂问答、任务单填写、二维码生成与识别操作、小组实验报告、安全风险讨论参与度、问卷星安全题得分。
素养指向:信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任
2.动态化反馈机制。通过班级优化大师记录实验过程中的合作表现(如分工合理性、数据记录完整性),结合问卷星课后测试,针对性改进教学:对“容错率原理”理解薄弱的学生,增加虚拟仿真实验演示;对安全意识不足的学生,补充“隐私泄露”微案例分析。
结论
《二维码伴我生活》的教学实践表明,小学信息科技实验教学需遵循“从生活问题出发—用实验探究明理—在实践应用中创新”的逻辑,通过情境化、结构化、生活化的策略设计,实现科学原理与技术应用的深度融合。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.义务教育信息科技课程标准(2022年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2022.
[2]周乐明.科学原理与技术应用并重的小学信息科技实验教学模式探索[J].中国电化教育,2024(3):84-87.
[3]孙瑞义.基于真实情境的信息科技实验教学——以《养护花草记流程——用流程图描述算法》的教学为例[J].小学教学参考,2025(18):81-83.
作者单位:广州市南沙区明珠湾小学