基于体验式学习理论，培养学生信息科技学科核心素养的教学实践
——以“数据与编码”为例

江苏省南京市雨花台区实验小学 王国庆

《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）是首个在全国义务教育层面明确的信息科技课程标准，全面确立了课程在义务教育阶段的育人价值与定位，突出了“素养为先、科技并重”的特征。学科核心素养高度凝聚了学科育人的价值，不仅为教师的学科教学指明了方向，还为全面育人提供了依据。

以往的信息技术教育的聚焦点是学生操作技能的培养，有些忽视学生核心素养的发展。基于此，新课标颁布以后，在信息科技教学过程中，教师要关注学生经验、学习逻辑与认知发展规律，遵循学习过程中的素养导向作用，切实提升学生的数字素养，在小学课程设计上不过分追求知识系统性，而应对学生学习的兴趣、体验与获得感重点关注和引导。笔者以苏科版小学信息科技“数据与编码”为例，通过教学实践，梳理培养信息科技学科学生核心素养的方法。

一、信息科技学科核心素养概述

新课标中明确定义了四大核心素养，分别是信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。

信息意识是指学生对信息的敏感度和对信息价值的判断力；计算思维是指学生运用计算机科学领域的思想方法，在解决问题过程中涉及的抽象、分解、建模、算法设计等思维活动；数字化学习与创新是指学生在日常学习和生活中通过选用合适的数字设备、平台和资源，有效地管理学习过程与学习资源，开展探究性学习，创造性地解决问题；信息社会责任是指学生在信息社会中的文化修养、道德规范和行为自律等方面应该承担的责任。

核心素养是学科教学目标的高度概括，四大核心素养从不同的角度系统性地为一线教师教学提出了具体要求。

二、理论依据——体验式学习理论

体验式学习理论是由库伯提出的，该理论认为，学生从他人建构的学习经验场中亲身体会，或者基于生活中的切身体验，在此基础上，学生对学习过程进行经验总结、反思、迁移和应用，最后产生新的认知与智慧。

库伯认为，学习是体验的转换并不断创造知识的过程，并将这个过程分成四个步骤：具体体验——从具体体验中获得感知；观察内化——多角度观察和思考具体体验；抽象概括——通过观察与思考，领悟获得相应的理论和概念；行动应用——将获得的理论运用到实际生活中，形成自己的处世风格和方式。

在教学中，笔者发现，观察内化和抽象概括都是对具体事物，也就是原型的模仿操作，所以，它们合称为“原型操作”。本研究体验式学习的过程可分为生活情境体验—原型操作与探究—行动应用。

三、教学实践研究

简单说，数据就是我们通过观察、实验或计算得出的结果，就是数值。数据的表示形式有很多，常见的就是数字。由于计算机要处理的数据繁杂，为了便于使用和记忆，我们要对数据进行编码。

本案例的教学对象是五年级学生，学生具有一定的计算机基础操作能力，大部分学生对计算机中的具体操作内容很感兴趣，如文档的编辑、收发电子邮件、简单的图形化编程等，但对计算机的工作原理整体感到陌生。基于体验式学习的四个步骤，笔者对“数据与编码”开展如下研究。

（一）生活情境体验

以“数据处理师”的任务驱动学生对数据的思考与探究。

1.明确概念，揭示“数据”的概念。

2.激发思考，生活中还有哪些数据，以什么形式呈现？

3.设疑思考，原始的数据是否能承载信息。

4.互动小结，数据可以进行加工处理。

5.出示任务，对教师出示的原始数据进行处理，使它可以表达出完整的信息。

6.学生操作。学生完成任务，并展示汇报。

7.教师小结。为了更好地表达信息，数据可以被加工、处理。

8.视频感悟。学生观看关于数据时代的视频，结合教师补充的资料，体会到信息社会数据量的庞大。

笔者通过列举现实生活中的数据，让学生理解数据是对现实世界客观事实的符号记录，感受数据的不同呈现方式，明确现实生活中的数据，除了数据这一种类型外，还有很多种类型，深入理解数据的内涵，明白在数据时代我们学习“数据”的价值。

（二）原型操作与探究

通过任务“车牌号中的秘密”，观察生活中编码的含义。

1.明确任务。对于一些数据所承载的信息，我们似乎不是那么容易读懂，比如车牌号，它是怎么编码的？

2.完成任务。学生讨论，感受生活中的编码方式，体会车牌号的编码规则。

3.对比思考。对比车牌号信息，初步理解编码的唯一性。

通过“车牌号中的秘密”这个小任务，激发学生学习编码的兴趣，同时在完成任务的过程中体会数据由一种类型转化为另一种类型的变化，进一步理解编码的含义，从游戏中感受数据编码的重要性和意义。

（三）行动应用

通过任务“设计图形”体会计算机编码的方法。

1.计算机世界的编码比我们生活中的要复杂得多，但规则是一样的。（观看视频，理解“二进制”）

2.出示任务。在5×5的栅格中将需要的格子打阴影呈现出文字，并用二进制进行编码，随后在小程序中验证（见图1）。

图1

3.学生完成练习并展示。笔者通过体验数据编码过程，进一步激发学生学习数据编码的兴趣，理解编码的含义，同时在编码体验中感受不同生活场景下选择合适的数据编码方式的重要性。

实践案例围绕“数据与编码”展开活动，第一，通过列举生活中的数据明确数据的含义；第二，通过车牌号编码的规则让学习者了解编码的含义；第三，体验莫尔斯密码的编码过程，体会数据编码的优势，再讲解现实生活中各种类型的数据在计算机中被转化成二进制的形式存储，初步感知与体验数据在计算机中编码的过程，为今后的学习打下基础；第四，讲解当今社会越来越多的数据，被加工存储、发掘，从这些数据中分析并提炼出有用的信息，将为人们的日常生活带来便利，对推进科技、生产和社会的发展有重大意义。

四、总结与思考

笔者以培养核心素养为目标，以知识技能为载体，使用任务驱动，开展了教学实践。案例最终的目的是让学生理解数据编码的基本方式，基于体验式学习理论，通过“生活情境体验—原型操作与探究—行动应用”教学实践，发现学生的核心素养有了不同的变化。

（一）真实的生活情境，能培养信息意识

具备信息意识的学生已有一定的信息识别能力，了解有价值信息的获取方法，愿意交流与分享感兴趣的信息。生活中有的数据太多，而且数据冗余现象严重，给学生搜集信息带来了客观挑战。笔者要求学生根据自身的需要来搜集、存储和处理信息，这些能力的发展对学生数字素养的提升起着基础性作用。计算机处理的数据都会按照一定的规则，也就是说要编码，虽然学生的生活中充斥着各种信息，但他们要对有价值的数据进行信息筛选与判断，而学生学习完“数据与编码”的规则之后，会有意识地选用信息技术工具处理数据，逐步形成崇尚科学的精神。因此，在信息科技教学实践中，教师要创设贴近学生生活的教学情境，设置符合学生能力的问题，普及科学的研究方法，这样既可以完善课堂教学环节，又能培养学生的信息意识。

（二）原型操作实践，能有效培养学生的计算思维

计算思维强的学生，会自觉尝试对生活中具体的问题先进行分析，再设计解决方案，最后使用科学方法进行验证；能尝试模拟、仿真、验证解决问题的过程，主动解决问题。在信息科技教学实践中，笔者引导学生结合车牌号的编码规则理解编码的意义，养成对问题分解的习惯，进而根据真实问题来设计解决方案，促使学生在掌握信息操作技能的基础上，借助信息系统处理问题，形成计算思维对相关问题的表征，从而培养学生从计算机科学家的角度思考和解决问题。由于课堂教学时间有限，教师在指导学生练习时，目标要明确，内容要富有趣味性，难度要适中，完成时要给学生具体的反馈，课例要尽量让学生使用计算原理来理解“数据”。学生在经历体验式原型操作后，计算思维得到了提升。

（三）原型探究时的辅助学习，能提升数字化学习与创新

当下，信息技术的变革推动着教学方式的变化，微课在信息化教学中的应用就是最好的例子。微课的特点就是讲解时间短、重难点突出、资源使用方便。在实践中，笔者根据教学内容的需要，课前录制了符合学生认知的教学微课；在课堂中，考虑到学生年龄小，教师带着学生一起观看微课视频，充分发挥了微课的优势，为学生突破教学重难点提供了独特的学习体验；课后将微课视频发给了需要再次学习的学生，满足了学生多样化的学习需求。在原型探究辅助学习时，笔者通过微课视频，促进学生养成了利用新技术开展个性化学习、交流和分享的习惯，为创造性地学习提供了技术与理念的可能。

（四）开展行动应用，能培养信息社会责任

信息社会责任要求学生认识到科技给人们带来便利的同时，也要增强信息的安全意识，具有保护自己数据安全的能力。数据编码也是为了数据安全，信息技术的发展给人们的日常生活带来便利的同时，也带来了一定的威胁，如计算机病毒、信息泄露或虚假信息等现象。对于那些有损社会利益的不良行为，教师在课堂教学中要强调信息科技领域正确的价值观念、道德责任和行为准则，让学生形成良好的信息道德品质，不断增强信息社会责任感。

小学信息科技课程在提升学生素质素养方面起着培根铸魂的作用。新课标的颁布为新时代的教育指明了方向，教师只有重视理论结合实践，才能促进信息科技课程理念的落实，全面贯彻党的教育方针，最终实现立德树人的根本任务。