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教学论文

在信息技术与探月文化共鸣中实现自主建构
——基于“鹊桥”中继卫星通信教学难点与亮点突破的思考

来源: 作者: 发布时间:2020-10-12 09:13:26 点击数: 【字体:

无锡市洛社中心小学 秦琦

摘要:《探月工程中的信息技术》是2019年江苏省小学信息技术优质课评比活动的课题。通过对中国探月工程的解读、《江苏省义务教育信息技术课程纲要(2017年修订)》的把握和教学对象的了解,把教学目标确定为中国探月工程中信息的一般处理过程;把教学难点确定为信息传输即“鹊桥”中继卫星通信技术。怎样来突破这个难点,把看似遥不可及的探月工程,用最合适的情境展现给学生,最优化地处理这个环节,经历了二次“失败”、一次“成功”和最后“深思”共四轮教学经历,并就使学生真正落实自主建构进行深入思考。

关键词:探月工程 信息技术 自主建构

基于对课题的理解,落脚点是中国的探月工程,关键词是探月工程和信息技术。怎样来寻找两者的共通点呢?信息技术学科的课程目标是培养学生的信息素养,对于信息技术创新所产生的新观念和新事物,具有积极的学习态度和理性判断。信息技术课程纲要指出:初步感悟信息技术在人类生活和生产中的重要价值;理解信息技术中信息的一般处理过程。由于施教对象是小学四年级学生,已经学习过第一课《信息与信息技术》,对信息技术一般处理过程已有初步了解,并具有基础的操作技能。从而确立了中国探月工程中信息处理的一般过程为主要教学目标,即信息获取、信息传输、信息加工等各方面在探月工程中的典型应用。并围绕“绕”、“落”两阶段探月任务,挖掘其中的信息技术应用。

从探月工程中找到信息技术的关联后,将学生的思维突破确立为教学重点,继而把教学难点的抓手确定为:“鹊桥”中继卫星通信技术(即信息如何传输)。因为通信技术是贯穿整个探月工程的关键,而嫦娥四号探测器在月球背面登陆,导致无法和地球直接进行通信传输,这也是至今为止,世界各国无法解决的技术难题,而中国是第一个提出,使用“鹊桥”中继卫星来实现地空通信。在学习的过程中,也让学生油然而生了自豪感和民族自信心。但大多数学生对探月工程的理解还较为片面,只停留在对新闻事件的一个“听说、知道”的阶段,并未形成对整个知识体系的系统认知。怎样来突破这个难点,正是这堂课的亮点和难点。把看似遥不可及的探月工程,用最符合学情的情境展现给学生,最优化地处理这个环节,为此,本人分别经历了二次“失败”、一次“成功”和最后“深思”四次教学过程,并就使学生真正落实自主建构进行深入思考。

一、寻求生活中的相关模型,迁移认知

通过课堂调查发现,学生对探月工程的了解并不多,再加上探月工程本身的复杂性,怎样向学生阐述这其中的技术呢?第一次教学中,课堂中抛出:“四号探测器在月球背面着陆,还能和地球直接进行通信传输吗?”这一问题,学生先进行了讨论,由于讨论流程比较形式化,学生还没来得及深思下去,就被教师的课件——月球中间出现了一堵墙的效果,告之学生,信息被月球本身阻挡,无法直接和地面进行通信。在这个过程中,学生确实知道了月球的阻隔无法实现通,但本质是月球的自转和公转速度基本一致,导致在地球上永远看不到月球背面的知识点,学生还是知其然而不知其所以然。

其次,引发学生思考,怎么办?教师引导学生联系生活,家里的无线网络信号会有强弱的情形。学生显然知道,离路由器远些的房间,信号被一堵堵墙壁阻挡了,就相对弱些。接着教师演示实验,通过wifi信号增强器使用前后,信号强弱的对比,学生也很快得出结论,是使用了这个设备,来增强信号。与此同时,迁移到嫦娥四号探测器,也是需要一个设备,来进行信息传输的,最后引出中继卫星,架起了一座桥梁,让通信能畅通。但整个实验,学生只是通过教师一系列的讲解和演示,从教师角度来寻找生活中相关的通信模型,看到了实验的结果,也就是信号强弱的变化,并没有实质性的亲身体验、或是参与到活动中。包括用生活中常见的信号问题进行迁移,教师自认为符合了学生解决问题的一般过程,但实际教学中,并没有达到理想的效果。所以,在这个以教师为主体的过程中,学生对知识的接收倾向于灌输型的,较为牵强。

二、自主体验模拟活动,在参与中思考,产生共鸣

第一次教学,学生的参与度不够,是以教师的讲解为主,学生只是处于一个被动接受状态。所以在第二次教学中,设计了模拟活动,学生真正的参与到活动中,在活动中遇到了问题,引导学生主动去思考,自主寻找解决问题的办法。

联系生活中,我们经常遇到过类似的活动。比如,在一个参与者的背面出示一个词语,然后,另一个参与者必须把这个词语在不说话

的情况下,演绎词语的意思,让第一个参与者猜一猜。课堂中,也设计了如下图的活动。

正是能和生活中的场景关联起来,学生非常乐意参与到模拟活动中,积极、主动地投入到情境中,对于模拟活动中遇到问题时,学生并没有出现一种等待老师来告之答案的心态,而是自主地进行讨论,有种绞尽脑汁地,非常渴望自己能解决问题的韧劲。在活动中学生的讨论是热烈的、学生的思维是活跃的、思考是深刻的,整个模拟活动相对来说是成功的。

在思考“‘地球’怎样才能知道?”这一问题时,学生刚开始沉默了一会,接着在教师多方的引导下,最终自主提出“找第三个同学上去看看‘探测器’的表情”这一关键点,正是和探月工程找到了共鸣之处,从而自然而然中引申到探月工程中,也需要一个“第三方”。那这个“第三方”又是谁?展示中继卫星后,由于该中继卫星以“鹊桥”命名,所以让学生来讲一讲鹊桥相会的故事,又进一步和学生已有的文学常识关联起来,加深了学生的认知。

整个环节中,学生设身处地的来思考自己遇到的问题,并积极地寻求解决方法,这种主动参与的学习氛围是学生自己创设出来的,这样的学习真实而深度,更是高效的。

三、加入古今的通信图,激发学生深刻思考,引发共鸣

为让模拟活动的开展更为符合认知,衔接更加顺利,在第三次教学中引入三张从古到今怎样解决通信中“失联”问题的图片。课堂中通过出示图片:烽火台、电话接线、信号增强器。

烽火台的作用,为了把消息传递地更远;电话接线员,当时打电话,不是直接打给对方,而是先要通过接线员接通对方线路,才能通话。家里使用无线信号增强器,把无线信号传递地更远。)这三张图的出示,清晰地解决了当无法直接进行通信传输时,该怎么办?也就是让学生潜意识地了解到,要使用“第三方”来帮忙传递。这三张图正是起到隐形的铺垫作用,为模拟活动中出现的问题打下了伏笔。为后续活动中出现问题,找到解决问题的切入点。

第三次教学的展开,学生的学习已经是较为深入,思考也是深刻的。但仔细想想,似乎逻辑上又有问题:有了三张图的铺垫,学生已经找到了解决问题的方法,那后续的游戏活动是否有必要呢?但活动学生很“嗨”且对整堂课的引领又有其实际价值!那又该如何处理?从认知规律出发,又深度思考并设计了第四次教学。

四、调整教学细节顺序,实现自主建构,真正形成共鸣

刚开始,让学生在模拟活动中,自主发现了问题,教师鼓励学生充分讨论,并没有给出正确答案。而是通过神话故事的讲述,来了解牛郎织女是通过鹊桥来相会或者说联系起来的。那现实中,是否也可以有“鹊桥”?从神话事故的支架找到解决问题的方法并迁移到现实生活中,紧接着让学生在模拟活动中引入扮演“鹊桥”的学生,正是引导学生从科学家专业技术的角度,和神话故事找到交汇点,真正形成共鸣,活动中的难题迎刃而解。并且在这里讲述“鹊桥”的神话故事还是有技术背景的,因为在现实阶段,科学家就是中继卫星命名为“鹊桥”,并搭建了地月之间的通信联系。继而从模拟活动中扮演“鹊桥”的同学过渡到科学家搭建的“鹊桥”中继卫星,这一过程是水到渠成的,学生自然而然建构起了知识结构体系。

从发现问题到问题解决的过程中,学生的思维在体验活动—讲述故事——发现方法——再次体验活动——知识迁移的过程也得到充分升华。第四次教学,调整了教学细节的顺序,是从认知的一般规律出发,充分尊重了学生的认知过程,真正符合学生探究知识的基本规律。而三张古今的通信图调整到了最后环节,让学生在掌握知识的基础上,拓展了学生的知识面,为学生的思维提供更广阔的空间。有利于学生在今后的学习或者生活中,学以致用。

纵观整个教学过程,为了让学生真正理解探月工程中“鹊桥”中继卫星的通信技术,进行四次教学的完善。第一次教学,是从教师角度出发而设计的活动,学生是处于被动接受状态的学习。到了第二次教学,设计了学生主动参与的模拟活动,学生的参与度提高了,会进行自主地思考问题。而在第三次教学中,加入了三张古今通信图,这样的认知更符合学生的实际,学生的体验更丰富了,在活动中的思考更深刻,更有深度了。最后第四次教学,对教学细节的微调,是从认知的一般规律出发,设计了符合学生探究知识的教学。让学生在活动中发现问题,并从技术角度,挖掘技术和神话故事间的共鸣,学生深入思考的同时,掌握了知识技能。这样的学习,才是真正有意义的。

(责任编辑:郑东红)

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