周静 浙江省宁波市江北区慈城中心小学

当下，信息科技课程的内涵不断发展，正逐步向探究计算机原理、理解数据底层编码、发展学生学科核心素养等方向发展。从这一趋势不难发现，信息科技学科的教学正悄然变化，它不再局限于让学生习得技术操作，而是着眼于技术的内涵，让学生从数据、算法、信息系统等更宏观的概念体系中把握信息科技学科本质，感受信息科技学科魅力，激发学生探究意识。但概念是抽象的，且信息科技学科中的很多概念又离学生的生活经验较远，因此需要将这些概念通过有效的方法和学生已有的认知结合起来，使学生亲历技术实践活动，并亲历概念的生成、联结、透视、拓展，形成概念网络，培养学生的计算思维。

● 表述类比明概念

类比教学法的应用，能把抽象的概念特征和具体的、形象的事物特征加以联结，变抽象为具象，启发学生联想学习，即当学生碰到新知识、新概念时，调用自身原有的知识储备，以联想的方式去理解新知识，提升自主学习能力。

案例1：变量的秘密世界。

在浙摄版小学信息技术五年级下第8课《变量计数》中，出现了变量的概念，怎么能让学生更好地理解变量的概念呢？笔者把内存比作酒店，把内存中存放数据的空间——变量比作酒店的房间，只是这家酒店的每个房间在某时刻只能住一个人。很多学生都有入住酒店的经历，都知道每个房间必须有唯一的房号，才能让住户顺利找到自己的房间。因此，对于变量来说，也必须有一个变量名，而这个变量名则具有唯一性。变量中可以存放数据，随着酒店入住和退房，变量中的值在不断发生改变。如果有团队需要入住酒店（一组数据），那就需要多个变量，这个时候就可以用链表来存储数据（如下页图1）。经过这样的类比，学生消除了对“变量”概念的陌生感，开始主动探究变量的应用。

图1

● 技术实验析概念

类比教学法的应用，需要在抽象概念和具象事物中找到合适的特征点。但当概念内涵更加复杂，概念边界无比接近，在生活中无法找到合适的类比对象时，就需要从微观层面通过具象的实验来探寻其内在的本质，这样才能帮助学生有效把握特征点，形成概念，即利用小软件或工具，通过控制实验变量、记录实验数据、对比实验结论等方法，设计技术实验，理解相关概念。技术实验变概念的“理解”为“乐玩”，利用技术实验的可重复性原则，学生逐渐触摸到概念的内在本质，也在潜移默化中培养了技术探究精神和严谨的思维方式。

案例2：为什么我的文件无法上传？

下课前，教师要求学生通过极域电子教室的作业上传功能把作业上传到教师机，但课堂中学生会提出问题。学生：“老师，我的作品无法上传。”教师：“检查一下，需要上传的文件关闭了吗？”学生：“哦，没有关。”为什么学生总是记不住要关闭文件再上传呢？于是，在接下来的课堂里，教师通过技术实验，引导学生揭示文件无法上传的秘密（如图2）。

图2

实验①：打开桌面上的“慈城介绍.docx”文件，加入一句对家乡的感悟。

实验②：把修改好的文件（不保存），直接复制到“D:慈城介绍”文件夹。

实验③：打开慈城景点介绍文件夹，查看复制后的文件是不是最新版？

实验④：把桌面的这个文件，通过“剪切”的方式，移动到自己的文件夹中。

实验⑤：把这份未保存过的文件删除。

实验⑥：把这份未经保存的文件重命名，修改文件名为：慈城介绍-姓名。

学生边尝试，边记录结果（如图3中的表），最终得出结论：如果不关闭文件，涉及文件的很多操作并不能顺利完成。于是，笔者开始揭秘失败的原因：对于一个正在使用的文件，相当于计算机正在处理一个任务。如果执行这个任务的流程是打开文件—修改文件—保存文件—关闭文件，那么在这个任务尚未结束的时候，系统会给文件一把任务锁（如图3）。复制的操作，不会破坏正在修改的文件，系统允许用户复制前一个版本的数据信息。删除、重命名或者是移动的操作，也可以看作是一个新任务，当前一个任务A（如修改文件流程）在使用文件的时候，另一个任务B就必须排队等待，只有等任务A结束流程，释放文件，任务B才能开始。这样的设计在一定程度上对文件起到了保护作用。

图3

技术实验的应用，在解决问题的同时，也给学生打开了一条信息科技学习的新途径。教师在设计技术实验时，不仅要考虑实验材料、实验工具、实验记录，还应该选择有意义的实验点，利用技术手段，帮助学生辨析概念模糊点，突破思维盲点，促进素养的提升。

● 活动体验悟概念

概念的构建源于学生自身的“悟”，在教学中，应关联学生原有经验，充分挖掘相关概念的生长点，让概念中文字式的记忆“活起来”。或者，通过学生自身的“悟”，由“输出”推动“输入”，倒逼概念的形成，通过概念路演的方式，帮助概念“立”起来，使学生厘清它的内在结构。

案例3：计算机是如何输出文字的？

《走进计算机》是浙摄版小学信息技术五年级下册第一课的内容，学生在认识计算机硬件组成的基础上，还应了解计算机的工作原理。但计算机究竟是如何工作的呢？这对于五年级的学生来说存在着一定的认知模糊点。为了解决这个问题，笔者为每组学生准备了一块Microbit板来模拟计算机的运行。

师：计算机有输入、输出、存储、运算、控制五大设备，这块小小的Microbit板，虽然和我们使用的计算机长相不同，但它也集成了按钮、LED灯、扬声器、麦克风、微处理器等，也拥有冯·诺依曼结构，也是一台微型的计算机。我们用它来模拟计算机是如何输出文字的。

学生使用Microbit进行体验：按下按钮A，屏幕显示字母L；按下按钮B，屏幕显示字母E；摇一摇，屏幕显示“D”。体验后思考：微处理器是如何控制屏幕显示相应字符的。

经过体验，学生发现，屏幕上字符的变换是由LED灯的亮灭组合而成。由此推断出，计算机显示器上的文字显示，也是由处理器控制高低电平的开关来运行的，只是显示器还需要有颜色输出，设计更为复杂。在这个活动之后，再去理解计算机的工作原理，学生就豁然开朗了（如图4）。这样的体验学习，让学生经历概念的形成过程，化静态为动态，实现了对概念的理解和掌握。

图4

● 底层编码构概念

编码的本质是数据和算法，在用计算机解决问题的过程中，不能仅停留在问题的解决上，而应该拨开云雾，去思考它的底层编码，去探究其背后支撑的相关算法，从而理解整个信息系统的机理，这样才能帮助学生更好地理解学科大概念。

案例4：图像能变文字吗？

浙摄版小学信息技术六年级上册第三课《数据编码》中的计算机编码方式的理解是难点。对于“计算机以二进制形式来处理数据”学生已经有了一定的记忆，但二进制编码是隐藏的，和呈现在显示器上的数据信息有很大的出入，必须借助工具才能将其显示出来。为了让学生清晰地认识图像的本质，探究编码的秘密，笔者通过“图像编码工具”在线将BMP图片转换成了数字编码，改变其中的几个数据后将其转换成图片形式展示给学生（如图5）。学生不仅能看到图片背后的数字编码，还能发现修改数字之后相应位置的图片颜色的变化。

图5

在概念教学中，教师应该引导学生向着“可编码”“可计算”的方向展开思考，不断反思、迭代，为学生开启一个概念理解的新世界，带领学生走进计算机科学的微观世界。从宏观到微观，对学生来说，不仅仅是一种概念的理解，更是一种思维的迸发，以此推动学生计算思维的形成，促进学科核心素养的落实。