创设意外情境生成精彩课堂优秀获奖科研论文

创设意外情境生成精彩课堂优秀获奖科研论文[关键词]意外情境；动态生成；STEM；创客教育

很多信息技术课堂对学生的吸引力在减弱，原因是多方面的。有教材知识陈旧滞后的原因，也有教学设计循规蹈矩的原因。一段已知沿途景物和终点风光的旅程，没有惊喜，必定无趣。信息技术课堂也是如此。如果教师每节课都按照预设的教案演绎，有“意外”发生时，立即制止或忽略，会让学生觉得沉闷老套，参与课堂的过程如同勉强“友情出演”，无法全身心地投入，何谈深入学习？进入信息智能文明的时代，学生学习的方式和途径发生了巨大变化。黎加厚教授通过调研发现，学生在信息技术课上兴趣不高的主要原因是他们已经自学并掌握了很多相关的知识技能。在这种情况下，教师有必要发现或制造一些“意外”，激发学生的好奇心，点燃他们参与学习的热情。

一、巧妙运用课堂节外生枝，

动态生成教学资源

在信息技术课堂的师生互动、学生创作环节常会有“节外生枝”的情况，教师应有所取舍，识别并激活其中有价值的动态生成资源，加以巧妙利用。

例如，在一次公開课上，一位教师要求学生完成以下任务：利用Arduino开源器件搭建智能小台灯，对程序的要求是：白天达到一定亮度时，台灯自动关闭；当台灯前无人时，台灯处于关闭状态；当环境亮度不够且座位上有人时，台灯开启并自动调节亮度。课堂伊始，一切按预设进行，教师引导学生使用Scratch编程工具，拖拽了几个“如果……那么……”语句并顺利完成调试，似乎预示了这一环节的完美结束，正要“转场”之际，有位学生突然提出：用“如果……那么……否则……”语句可以让程序进一步优化。这本来是一个求之不得的动态资源，如果展开运用得当，顺势让学生去试验比较，课堂将充满灵动之美。然而教师似乎没有事先准备，抑或怕占用时间完不成预设内容，于是说：你们可以课后试验一下，老师认为不可以使用此语句。一盆冷水浇灭了学生批判思维的火花，同时还传达了错误信息。

又如，在另一次公开课上，教学“整理文件”，要求学生将下载的素材文件复制到自己的文件夹内。许多学生按照教材的标准步骤：在文件上单击鼠标右键复制—打开自己的文件夹—鼠标右键粘贴。这时有位学生打“小报告”，说某同学“用鼠标瞎捣鼓”，教师不急不躁地走向“瞎捣鼓”的学生，弯下腰问道：“你是不是发现了什么？可以告诉大家吗？”学生于是演示了用鼠标右键点按文件直接移动到文件夹窗口的方法。但是问题出现了，原来位置上的源文件不见了。原来该生偶然发现了一种认为更为简便的复制文件的办法，但是重复操作时又无法成功。此时教师改变了原教学方案，发动全体学生一起寻找通过鼠标移动复制文件的办法。很快有学生通过百度找到了办法：在拖拽文件时应先按下CTRL键；还有学生发现了其他复制文件的方法。教师反思时说，虽然改变了原有的教学思路，但是感觉学生更投入，气氛更活跃，课堂更灵动。

教案是一种预先设计的思路，但教师不应被预设所束缚，应给予学生更多自主空间，使课堂从“他组织”转型为“自组织”，以引发学生的深入学习，培养学生的创造性思维。

二、STEM课程发散超越预设，

构建立体多维课堂

随着STEM与创客教育的兴起，信息技术教材显得相对滞后。因此，笔者编撰了面向STEM的小学信息技术课程群。STEM课程以项目为载体，需要融合多学科的知识技能以达成目标，路径是多维发散的，因此会造成许多“意外”，教师要更多地引导学生发挥小组协作的作用，必要时提供一些网上专家的“链接”，让旁生的枝节不会阻碍目标的达成。

在《面向STEM的Arduino机器人创新课程》中，有一课是“3D打印自闭症机器人”，要求搜索无用机器人视频，并用Makeblock设计制作一个“自闭症”机器人：当有人试图用开关打开盒子时，盒子的机械手会自动伸出，闭合开关并关上盒子。教师鼓励学生在此基础上融入各组的创意，使产品更加吸引“顾客”的眼球。学生一开始用了钮子开关作为机器人“自闭”行为的触发器，扭至ON状态时盖子打开，扭至OFF时盖子关闭。开关很简单，但是如何与Auriga主板连接成了问题。最后在教师的引导下，学生与淘宝店主进行了沟通，询问如何将外接开关控制信号输入Auriga主板。由于材料采用了开源器件，学生可以通过互联网搜索到许多相似案例作为参考，也有的学生在百度中输入问题直接搜索解决方案。最后综合了多方面信息，决定采用了图1所示的办法，用连接线与钮子开关箱连接，然后通过RJ25转接器连接到主板上的相应端口。

当学生们信心满满，将所有主板、电池、舵机等安装到3D打印的机箱里，上传程序试验时，新的“意外”出现：舵机驱动的3D打印的机械臂由于扭矩不够碰到钮子开关后一滑而过，不能有效触发开关。此时教师建议学生上网搜索其他传感器开关，看哪个小组能提出最佳解决方案。最后学生们提议用磁感应器来自制一个开关（见图2）。当然问题并不会马上迎刃而解，接着还有寻找适合的磁铁、磁感应器的安装、机械臂的3D建模打印等一系列衍生的问题需要逐一攻克……

以上过程，虽然问题不断，但正是这种让学生经历诸多“意外”的曲折坎坷最终取得“真经”的体验，让学生经历像科学家和工程师一样思考、研究、制作的过程，才会让学生终身受益。面对“意外”，教师要给予学生充分探索的时间，不要急于完成教学任务。对于课后发生的“意外”也应有效利用并给予积极评价。如以上案例中，学生在课后把家里玩具小猫的头安装到打开盒子的机械臂上，于是在下一节课的回顾环节就出现这样的情景：当机械臂移动到磁感应开关的位置，盒子被打开，一只小猫探出盒子与你怒目而视，然后伸出机械臂关上了盒子。这个有趣的创意使学生获得了在产品设计中融入创意迭代升级的体验。endprint

三、借用课堂“意外”，让教学过渡无痕生成

学生高阶思维的产生需要沉浸式的情境体验，此时教学环节的过渡要尽量淡而无痕，因为生硬的过渡易使教学情境支架失效。教师要对课堂上的“意外”因势利导，并能回到预设的教学环节，甚至可以根据需要设计“意外”。

在《面向STEM的Scratch创新课程》中有一课是“PicoBoard互动之黄山日出”，要求学生在Scratch中创意编制“黄山日出”程序，由PicoBoard开发板控制太阳的升起、落下，随着太阳升高，周围背景亮度随之增加。在学生初步完成程序编制后发现，由于滑竿值的变化区间是“0～100”，而Scratch屏幕Y轴方向的变化区间是“-180～180”，造成太阳的上升高度不匹配。学生好不容易让太阳听了开发板的使唤，就遇到了这第一个“意外”。此时教师借势引导抛出问题“如何扩大开发板滑竿的控制范围”，这是与数学问题整合的一个很好的案例。有的学生设计了“150-滑竿传感器的值*2”或“180-滑竿传感器的值*3”的表达式，试验后基本符合要求，但与“-180～180”的区间范围仍然不能较好地吻合。在学生百思不得其解的時候，教师适时引导学生跳出思维定势，让大家思考如何利用中轴线。学生小组讨论后，提出了新的思路：先将滑竿传感器的值减50，这样太阳就在中轴线上下50的区间内，此时再乘一个系数，即将Y坐标设定为“（滑竿传感器的值-50）*3.6”，将区间精确扩大至“-180～180”。这时教师再抛出问题：如果想要用滑竿控制小猫在屏幕X轴方向的移动，活动区间是“-240～240”，如何修改表达式？学生举一反三，很快想到将表达式中的系数3.6改成4.8即可。这里利用了“意外”，使学生在跨学科解决实际问题时，知识结构也得到了更新。

以上的第一个意外是教师故意设置的，接下来的“意外”则是生成的。在完成了滑竿控制“黄山日出”的剧本后，教师按惯例给完成的各组加分。但此时有人指出，某个学生是用声音控制太阳升降的，且背景不是亮度的变化，而是颜色的变化。实际上，教师预设的拓展环节正是声音控制器及按钮的使用，这个“意外”使预设环节提前到来了。于是教师请这名学生演示程序，并试验能否利用按钮传感器控制太阳的升降。教师给这位“意外”地成为拓展环节“引路人”的学生加了分，不但使预设环节无痕过渡，也通过评价进一步鼓励了学生大胆创新。

叶澜教授指出：课堂应是向未知方向挺进的旅程，随时都有可能发现意外的通道和美丽的风景，而不是一切必须遵循固定的线路而没有激情的旅程[1]。未知方向的问题的发散，对教师提出了更高的要求，教师需要为超出预设“剧本”的状况做更充分的准备。而面向STEM和创客教育的小学信息技术课程，将会有层出不穷的“意外”，使课堂更加多维而立体，灵动而精彩。