论文部分内容阅读
传统的信息技术课程教学只是将学生作为信息技术的被动“消费者”，而不是主动的“创新者”。基于创客教育的小学信息技术课程重构，构建出具有时代性和基础性的信息技术课程内容，能够为加快我国建设创新型国家建设提供人才保障。本文以《听话的小车》一课为例，阐述了基于创客教育的小学信息技术课程如何促进学生创新意识、创新思维和创新能力等创新素养的形成。
基于创客教育的小学信息技术课程学习环节设计
如图1所示，以《听话的小车》一课为例，我们在传统信息技术课程的基础上，融入了机器人教育，以机器人活动任务为主题，设计了“我们会发现”“我们想探索”“我们这样想”“我们去实践”“我们爱挑战”和“我们乐分享”等环节，在发现与探索、流程图设计、实践与挑战、交流与分享的过程中，学生的创新素养得到了全面提升。
小学信息技术课程促进学生创新素养形成
1.引入智能机器人，为培养学生创新素养提供适宜的土壤
将智能机器人引入到传统的编程学习中，设计以智能机器人活动任务为主题的课程内容，塑造多学科知识交叉的综合运用环境，不仅内容有趣能吸引学生，而且任务具有挑战性，能够激发学生的好奇心和求知欲，培养学生的想象力、创造力，助力学生创新思维的培养。
以《听话的小车》一课为例，在传统信息技术课程中，这节课主要介绍了声音的响度，借助电脑的麦克风，通过编程实现外部声音与舞台角色之间的互动，将编程与生活有机结合。而在《听话的小车》这节课中，除了传统信息技术课程知识以外，还结合智能机器人小车，设计了“听话的小车”这一环节，带领学生认识声音传感器，并通过编程用声音控制智能机器人小车，让机器人“听”话，探究声音传感器的创新应用。经过这样的设计，课程内容更加丰富有趣，学习任务更具挑战性，在丰富学生学习内容的同时，激发了学生的好奇心和求知欲，为培养学生的创新素养提供了适宜的土壤。
2.发现与探索，助力学生创新意识的生成
创新是科技发展、社会进步的重要力量，创新意识的培养是学校教育实践中的重要工作内容，而创新意识的培养是一个长期的过程，应该从小学教育阶段就开始。
以《听话的小车》一课为例，在“我们会发现”环节，除了传统信息技术课程中带领学生认识音量、利用响度指令进行互动外，还带领学生认识了声音传感器的原理及其在生活、工业等领域中的各类创新应用，认识了创新给人类生活和社会发展带来的意义，给学生树立了积极向上的价值追求，同时也激发了学生进行创造发明的强烈愿望，培养了学生的创新意识。
如图2所示，在“我们想探索”环节，引导学生对问题进行自主探究，激发学生的好奇心，进而形成他们改变这些未知世界的坚定意志和强烈愿望，对学生独特新颖的想法和见解给予表扬和鼓励，促进学生创新意识的生成。
3.程序流程图助力学生创新思维的培养
创客教育是指把青少年培养成具有创新意识、创新思维和创新能力的创新人才，其中最核心的素质是创新思维，它是指突破原有的思维范式，提出新的方案或程序并创造出新的思维成果的思维方式。程序流程图是指通过对输入输出数据和处理过程的详细分析，将计算机的主要运行步骤和内容标识出来。直观清晰的流程图能够帮助学生的设计语言逐步从自然语言向抽象的程序设计语言转换，能够帮助学生理清任务的每一个环节，以及这些环节搭建脚本时各个控件之间的关系，并逐步形成整体的图示概念。
在“我们这样想”环节中，给出“当音量传感器的值小于500时，机器人小车前进，否则机器人小车停止”的任务。出示任务后，给学生充分的时间思考解决方案，在学生能用语言陈述解决问题的逻辑思路后，引导学生将逻辑思路用流程图表达出来，同时鼓励学生发散思维，可以持有不同的、创新的解决方案与思路，编写不同的流程图。如图3所示，这个环节中的任务就可以通过两种流程图呈现的方案来解决问题。
通过流程图的方式，引导学生将一个任务的解决方法和思路用图框的形式表达出来，便于学生理解程序过程，以及程序中的各个逻辑关系。对于有多种解决方案的任务，留给学生足够的思考空间，引导学生从多角度思考问题，打破常规，敢于创新，在解决问题的同时，提升发散思维能力，避免思维定势。
4.实践与挑战，培养学生的创新能力
创新能力是指能够把创新的思想、理论、方法及创新设计转化为实际的精神产品或物质产品的能力素质。
在“我们去实践”环节，除了传统信息技术课程中的编程实践外，学生还需小组合作进行声音传感器模块的安装，并根据上一环节的程序流程图，进行编程和调试，完成给定任务，借助声音传感器实现机器人小车的创新功能，将理论转化为现实，提升学生的创新能力。
在“我们爱挑战”环节，出示以下任务：改进程序，使机器人小车实现声控灯的功能——当周围有声音响起，表示有人时，机器人小车的板载LED灯亮，否则熄灭。让学生通过编程，使机器人小车实现声控灯的功能，任务更贴近生活。相比“我们去实践”环节中的任务，本环节任务结合了LED灯操作，难度提高，更具挑战性，能够充分调动学生的思维，在挑战中激发学生进一步探究的热情，学生实践操作能力和创新编程能力得到了提升，同时也进一步锻炼学生的创新思维，培养学生的创新能力。
5.交流与分享
创客精神在于分享，在课堂上应尽量多给学生提供交流与分享的机会。在“我们乐分享”环节，学生通过声音控制自己编程实现的智能机器人小车进行比赛，比一比，谁的小车更快地到达终点。通过比赛，学生展示、分享自己编程实现的智能机器人小车，有些机器人小车用时长，有些用时短，学生在比赛过程中获得自我成就感和认同感，从而激发其再创造的热情，然后引导学生思考、讨论为什么机器人小车到达终点的时间有长有短。根据大家的反馈与建议，学生可以取长补短，并再次優化作品，提升创新能力。
结语
创新意识的培养是一个长期的、坚持不懈的过程;创新思维的培养高级而复杂，不是仅仅通过程序流程图就能解决的;创新能力的培养任重道远，学生创作需要有充足的时间、理想的创客空间和各类创客课程的支持。
基于创客教育的信息技术课程，在一定程度上培养了学生的创新意识、创新思维和创新能力等创新素养。但创新人才的培养艰难复杂，在课程中应尽量采取更多的方法与措施，并不断完善基于创客教育的信息技术课程。
本文为江苏省教育科学“十三五”规划重点自筹课题“面向创客普及教育的区域信息技术课程重构研究”（课题编号B-b/2018/02/14）研究成果。
基于创客教育的小学信息技术课程学习环节设计
如图1所示，以《听话的小车》一课为例，我们在传统信息技术课程的基础上，融入了机器人教育，以机器人活动任务为主题，设计了“我们会发现”“我们想探索”“我们这样想”“我们去实践”“我们爱挑战”和“我们乐分享”等环节，在发现与探索、流程图设计、实践与挑战、交流与分享的过程中，学生的创新素养得到了全面提升。
小学信息技术课程促进学生创新素养形成
1.引入智能机器人，为培养学生创新素养提供适宜的土壤
将智能机器人引入到传统的编程学习中，设计以智能机器人活动任务为主题的课程内容，塑造多学科知识交叉的综合运用环境，不仅内容有趣能吸引学生，而且任务具有挑战性，能够激发学生的好奇心和求知欲，培养学生的想象力、创造力，助力学生创新思维的培养。
以《听话的小车》一课为例，在传统信息技术课程中，这节课主要介绍了声音的响度，借助电脑的麦克风，通过编程实现外部声音与舞台角色之间的互动，将编程与生活有机结合。而在《听话的小车》这节课中，除了传统信息技术课程知识以外，还结合智能机器人小车，设计了“听话的小车”这一环节，带领学生认识声音传感器，并通过编程用声音控制智能机器人小车，让机器人“听”话，探究声音传感器的创新应用。经过这样的设计，课程内容更加丰富有趣，学习任务更具挑战性，在丰富学生学习内容的同时，激发了学生的好奇心和求知欲，为培养学生的创新素养提供了适宜的土壤。
2.发现与探索，助力学生创新意识的生成
创新是科技发展、社会进步的重要力量，创新意识的培养是学校教育实践中的重要工作内容，而创新意识的培养是一个长期的过程，应该从小学教育阶段就开始。
以《听话的小车》一课为例，在“我们会发现”环节，除了传统信息技术课程中带领学生认识音量、利用响度指令进行互动外，还带领学生认识了声音传感器的原理及其在生活、工业等领域中的各类创新应用，认识了创新给人类生活和社会发展带来的意义，给学生树立了积极向上的价值追求，同时也激发了学生进行创造发明的强烈愿望，培养了学生的创新意识。
如图2所示，在“我们想探索”环节，引导学生对问题进行自主探究，激发学生的好奇心，进而形成他们改变这些未知世界的坚定意志和强烈愿望，对学生独特新颖的想法和见解给予表扬和鼓励，促进学生创新意识的生成。
3.程序流程图助力学生创新思维的培养
创客教育是指把青少年培养成具有创新意识、创新思维和创新能力的创新人才，其中最核心的素质是创新思维，它是指突破原有的思维范式，提出新的方案或程序并创造出新的思维成果的思维方式。程序流程图是指通过对输入输出数据和处理过程的详细分析，将计算机的主要运行步骤和内容标识出来。直观清晰的流程图能够帮助学生的设计语言逐步从自然语言向抽象的程序设计语言转换，能够帮助学生理清任务的每一个环节，以及这些环节搭建脚本时各个控件之间的关系，并逐步形成整体的图示概念。
在“我们这样想”环节中，给出“当音量传感器的值小于500时，机器人小车前进，否则机器人小车停止”的任务。出示任务后，给学生充分的时间思考解决方案，在学生能用语言陈述解决问题的逻辑思路后，引导学生将逻辑思路用流程图表达出来，同时鼓励学生发散思维，可以持有不同的、创新的解决方案与思路，编写不同的流程图。如图3所示，这个环节中的任务就可以通过两种流程图呈现的方案来解决问题。
通过流程图的方式，引导学生将一个任务的解决方法和思路用图框的形式表达出来，便于学生理解程序过程，以及程序中的各个逻辑关系。对于有多种解决方案的任务，留给学生足够的思考空间，引导学生从多角度思考问题，打破常规，敢于创新，在解决问题的同时，提升发散思维能力，避免思维定势。
4.实践与挑战，培养学生的创新能力
创新能力是指能够把创新的思想、理论、方法及创新设计转化为实际的精神产品或物质产品的能力素质。
在“我们去实践”环节，除了传统信息技术课程中的编程实践外，学生还需小组合作进行声音传感器模块的安装，并根据上一环节的程序流程图，进行编程和调试，完成给定任务，借助声音传感器实现机器人小车的创新功能，将理论转化为现实，提升学生的创新能力。
在“我们爱挑战”环节，出示以下任务：改进程序，使机器人小车实现声控灯的功能——当周围有声音响起，表示有人时，机器人小车的板载LED灯亮，否则熄灭。让学生通过编程，使机器人小车实现声控灯的功能，任务更贴近生活。相比“我们去实践”环节中的任务，本环节任务结合了LED灯操作，难度提高，更具挑战性，能够充分调动学生的思维，在挑战中激发学生进一步探究的热情，学生实践操作能力和创新编程能力得到了提升，同时也进一步锻炼学生的创新思维，培养学生的创新能力。
5.交流与分享
创客精神在于分享，在课堂上应尽量多给学生提供交流与分享的机会。在“我们乐分享”环节，学生通过声音控制自己编程实现的智能机器人小车进行比赛，比一比，谁的小车更快地到达终点。通过比赛，学生展示、分享自己编程实现的智能机器人小车，有些机器人小车用时长，有些用时短，学生在比赛过程中获得自我成就感和认同感，从而激发其再创造的热情，然后引导学生思考、讨论为什么机器人小车到达终点的时间有长有短。根据大家的反馈与建议，学生可以取长补短，并再次優化作品，提升创新能力。
结语
创新意识的培养是一个长期的、坚持不懈的过程;创新思维的培养高级而复杂，不是仅仅通过程序流程图就能解决的;创新能力的培养任重道远，学生创作需要有充足的时间、理想的创客空间和各类创客课程的支持。
基于创客教育的信息技术课程，在一定程度上培养了学生的创新意识、创新思维和创新能力等创新素养。但创新人才的培养艰难复杂，在课程中应尽量采取更多的方法与措施，并不断完善基于创客教育的信息技术课程。
本文为江苏省教育科学“十三五”规划重点自筹课题“面向创客普及教育的区域信息技术课程重构研究”（课题编号B-b/2018/02/14）研究成果。