初中信息科技Excel單元深度學習的實踐探索

徐旸

當前，許多初中信息科技教學實踐停留在淺層學習層面，只強調知識的簡單記憶和操作技能的反復訓練，導致學生記住了操作步驟，卻沒有理解信息技術所涉及的科學原理、規則和社會意義，自然也不能實現知識的遷移和靈活應用。初中信息科技教學亟待突破淺層學習走向深度學習。深度學習是指學習者在深刻理解知識的基礎上，能夠把握知識之間的聯系，并能將知識遷移、應用到新的情境中，做出決策和解決問題。立足學生的長遠發展和全面提升學生的信息技術素養，初中信息科技課程呼喚深度學習與深度教學。

Excel單元是信息處理的重要組成部分，內容具有一定的衍生性，在信息科技課程體系中有著承前啟后的作用。筆者以Excel單元學習為例，從概念的深度理解、學科思維的培養、知識的遷移應用三個方面展開教學實踐研究。

● 概念深度理解：從技術操作到技術原理

“知道不等于理解”“會操作不等于理解”，學生雖然依靠模仿和訓練掌握了Excel的操作技能，但由于對概念沒有深度理解，往往在后期遷移和應用時束手無措。Excel單元中的重要概念，教師可以結合生活情境，調動、激活學生的已有知識經驗，使他們對學習內容加以解釋，重新建構知識的意義，促進知識從“表層符號學習”進入“知識內在的邏輯形式”，使學生以融會貫通的方式對學習內容進行組織，建構他們的知識結構。

例1：在《數據的分類匯總》教學中往往存在這樣的現象：學生進行分類匯總時經常忘記或者不能準確對“分類字段”進行排序分類，著重于技術操作，卻無法根據實際需求運用技術解決問題。可見學生對“分類匯總”這個概念的技術原理和實際應用意義并沒有理解，僅是模仿和套用教師的操作，并通過大量的操作訓練實現知識與技能的學習。

【分析】Excel中分類匯總的概念比較抽象，如何深入理解“分類”“匯總”的概念，并將它們聯系起來尤為重要。從技術思想方面，“分類匯總”分為兩步，第一步是利用數據排序功能進行數據分類，使數據條理化和明確化。第二步是利用Excel數據處理中的函數功能，完成數據匯總。“分類匯總”概念的深度學習可以結合生活中的事例，通過情境類比和多元化學習的方法幫助學生理解技術操作背后的技術原理。

【實踐】教學設計——《數據的分類匯總》。

1.創設生活化情境，將抽象的概念形象化

問題情境是啟學引思、導學引教的有效載體。筆者結合生活中的情境，在導入環節中向學生展示某快遞公司某天即將發往松江各地區的快遞，并告知此快遞公司共有松江新城、松江老城、松江九亭、松江佘山、松江泗涇五個網點（如下頁圖1），以問題為引導促進學生對概念的深度理解。

師：面對堆積如山的快遞物品，工作人員要做什么？

生：分類。

師：分類完成后，快遞公司需要做統計，明確發往各區域的快遞物品的數目是多少，這時候要怎么辦？

生：求和（求和是匯總的方式之一）。

上述情境創設和設計問題看似簡單，卻激發了學生的生活經驗和思考，實現了對“分類匯總”中“分類”和“匯總”的真實理解。

2.運用技術開展多元化學習，實現可持續性理解

在《數據的分類匯總》一課教學中，筆者采用了微視頻技術，以便學生能有選擇地學習，進而促進他們個性化的互助學習。整節課的教學流程如下：

環節一：教師通過上述情境類比的方式講解分類匯總的定義和方法，利用Excel分類匯總的方式求出各地區快遞物品的數量是多少。

環節二：自主學習。學生利用微視頻進行自主學習。

環節三：互助。由于每位學生的信息技術基礎和操作熟練度不一樣，導致他們的完成時間不同，這時候可以讓優生當小老師，學困生在同伴的幫助下及時跟上學習進度。

環節四：整體反饋。反饋共性問題，師生共同總結鞏固新知識。

學生通過自學、互助、交流等進行深度學習，教師也有了更多的時間關注每位學生的動態，及時發現并解決問題，幫助他們深入理解“分類字段”“匯總方式”“匯總項”等概念。

● 挖掘思維深度，培養學科思想

知識、能力與思想方法是學科學習的三大要素。學科知識是魚，學科思想是漁，真正對學生以后的學習、生活和工作長期起作用并使其終身受益的是學科思想。Excel單元的深度學習是要把握學科知識的本質聯系，特別是注重學科思想的培養，幫助學生形成解決相似問題的思維方法。

例2：在《Excel數據計算》的教學中，教師經常會遇到這樣的問題：使用單元格地址進行公式編輯，卻總有學生直接使用數值計算，混淆了不同情況下填充柄的使用功能。尤其是在學業考試數據計算量不大的情況下，只要結果正確，這個問題往往就被忽略了。

【分析】在Excel數據計算中，學生要掌握填充柄和相對引用的技術方法，其中“引用”“相對地址”的概念屬于新知識，對學生而言難度較大。其實“引用”這種高效解決問題的思想在初中信息科技課程不同的章節中屢見不鮮，但是學生卻總是會出錯。究其原因，主要是學生對其沒有真正地理解，因此必須對這類問題進行深度挖掘、透徹分析。

【實踐】教學設計——《Excel數據計算》。

1.以學科思想為主線，揭示技術規律

“引用”不是對對象本身的操作，而是對存儲對象的引用。學生理解和類比幾種“引用”思想的運用，深度挖掘“引用”的技術思維，能夠培養學科思想，實現信息的高效管理。以下筆者將結合具體教學內容進行闡述。

（1）“引用”思想在信息搜索方面的表現：優化存儲，提高閱讀效率。在《信息搜索》的教學設計中，教師提出相關問題，請學生觀察搜索引擎中的搜索結果。學生通過觀察和討論發現搜索結果的呈現方式是相關的地址鏈接，并沒有加載具體的內容，通過引用“超鏈接”這種常見的技術呈現出來，目的是快速提供多樣化的內容供搜索者進一步篩選。

（2）“引用”思想在信息管理方面的表現：使用簡單，提高打開效率。計算機中不僅可以存儲具體內容，還可以存儲內容存放的地址。在《文件與文件夾的管理》教學中，筆者設計了討論“‘快捷方式’高效管理程序的意義”的活動，加深了學生對快捷圖標也即“引用”思想體現的認識。

（3）“引用”思想在單元格地址引用中的表現：靈活智能，提高了使用效率。在《Excel數據計算》教學中，學生通過遷移和類比的方法，可以很好地理解“相對引用”的思想和意義，即單元格地址引用實際上是引用了單元格內容。“引用”方法是高效解決問題的思維方式，是學科思想的一種體現。

2.設置技術過渡區，深度理解學科思想

為了更好地理解“引用”思想在Excel單元的應用，在《家庭用水情況數據統計》教學中（上海市居民用水每立方米自來水價格為1.63元，排水費為1.30元，水費=自來水費+排水費×90%），筆者做了如下教學設計。

活動一：在C3單元格中輸入公式，計算該用戶本月家庭用水情況（B列表示本月用水量）。

在計算過程中，筆者發現有兩種不同的計算方法，有的學生輸入的是數值，有的學生輸入了引用單元格地址，如下所示：

①在C3單元格中輸入公式：=1.63*18+1.30*18*0.9（B3中的值為18）。

②在C3單元格中輸入公式：=1.63*B3+1.30*B3*0.9。

師：因B3單元格中的數據錄入有誤，現在重新輸入數據，觀察并討論上述兩種方法C3單元格中的數據有哪些變化？為什么？

生：第一種方法C3單元格不變，第二種方法C3單元格跟隨B3單元格值的變化而變化。

師：當在公式中引用某單元格數據時，你認為應該引用數值還是引用單元格的地址？為什么？

生：引用單元格地址，便于數據的后續管理。

活動二：設置技術過渡環節，使用相對引用的方法，計算出數據表內C3單元格后兩個用戶的水費。

在C4單元格中輸入公式：=1.63*B4+1.30*B4*0.9。

在C5單元格中輸入公式：=1.63*B5+1.30*B5*0.9。

設計意圖：鞏固地址和引用的概念，并讓學生意識到重復輸入公式很低效、繁瑣，思考是否有更加便捷的方法，為后面“填充柄”和“相對地址”學習做鋪墊。

活動三：以上三個用戶水費計算公式有什么不同？變化的區域有什么規律？能否推斷出Cn單元格中的公式是什么？

推測得出Cn單元格中的公式：=1.63*Cn+1.30*Cn*0.9。

設計意圖：借助層次遞進的問題，引導學生從現象入手探究規律。

活動四：學習新技術——填充柄。

學生通過上述實驗推測的方法，在了解技術原理的基礎上學習使用填充柄，鞏固了用“引用”來高效解決問題的學科思想，將學習從淺表的知識學習和技巧訓練提升到深層思想方法的學習。

● 從理解到實踐：實現知識的遷移應用

葉圣陶先生曾說過，“教是為了不教”。這句話既道出了教學的目的，又道出了學生掌握知識和方法后，應能遷移和應用原有知識，用以分析問題和解決問題。Excel單元深度學習的一個重要特點就是實現數據統計知識與技能的靈活應用。

例3：在初中信息科技課堂上，學生跟隨教師的講解，不斷地演練著Excel中數據統計等基本操作。教師講學生練，經歷了大量的訓練，但學生卻不知道計算這些數據有什么實際作用，無法很好地讀數據、找不到規律或無法發現有用信息的現象層出不窮。任務中缺乏問題產生的土壤，容易導致學生的知識只是在某種情境下應用，而不能學以致用。

【分析】例3呈現的是初中信息科技課程教學現場經常出現的現象。機械技能僵化訓練看似方便學生操作，但課堂變得機械、枯燥、乏味，學生不知道為什么學，簡單的技能訓練并沒有提升學生綜合應用技術的能力。信息科技學習的本質是如何利用它分析和解決問題，為了把理論教學與實踐活動有機地結合起來，項目活動成為達成信息科技課程目標的有效途徑。

1.挖掘數據規律，深度理解技術意義

【實踐】教學設計——《慧眼讀數據——數據分析》。

在大數據時代，對數據進行統計和深入分析，發現其背后蘊含的規律，并加以開發利用是一項非常有價值的工作，這也是學習Excel的意義所在。數據統計是一種技術，也是解決問題的方法。理解數據統計的意義，是學生實現深度學習的動力之一。為提升學生“讀”數據的意識和能力，總結分析方法，并對實際生活產生指導作用，筆者本節課的教學設計如下：

環節一：故事激趣，概念導入。引入“數據挖掘技術在沃爾瑪的運用”的趣味故事，學生在故事中體會數據分析是有用的，激發學習興趣。

環節二：數據分析。學生觀看視頻《足球場上的神秘紙條》，思考數據分析的意義。說一說，數據分析在家庭生活中的應用。

環節三：熱身活動。筆者出示某旅游景點歷年接待游客的情況：2010年迎接游客約100萬人次，2011年迎接游客約200萬人次，2012年迎接游客約300萬人次，2013年迎接游客約350萬人次，2014年迎接游客約380萬人次，2015年迎接游客約400萬人次。

師：請同學們預測一下2016年的游覽人數是多少？得到的數據對人們有什么幫助？

生：可能是410萬人。經過數據分析，作為游客，可以判斷景區的游覽舒適度；作為景區的工作人員，可以做好迎接游客的準備。

以問題為引導培養學生“讀”數據的能力，體會數據分析的過程，嘗試總結數據分析的方法（如圖2）：

①整理數據——從各種數據源中選取和集成用于數據分析的數據；

②分析數據——用某種技術方法將數據中的規律找出來；

③推測結論——分析原因，給出建議或推測。

環節四：任務驅動，步步為營。筆者提供網購書籍的真實情境，根據各大電商的銷售數據選購本月熱門圖書，并整理和分析歷年的書籍銷售數據，用數據說話，結合物流等綜合因素，驗證“雙十一”購買書籍是否劃算。

教學以數據分析為切入點，學生鞏固了電子表格中數據統計的方法，學習從熟練操作技能逐漸轉向對數據的整理和分析，理解技術的意義。

2.開展項目活動，提升綜合應用能力

【實踐】項目活動——霧霾知多少。

美國國家研究理事會（NRC）研究概括出深度學習的本質，即個體能夠將其在一個情境中所學的知識運用于新情境的過程。為了讓學生能夠靈活運用知識，加強他們在實際生活中解決問題的能力，筆者在教學實踐中，設計并開展了主題為“霧霾知多少”的項目活動。

“霧霾”與學生生活息息相關，圍繞主題，學生通過自主探究、互相交流、選擇問題、解決問題等途徑展開深度學習。

在項目活動的初始階段，學生通過網絡搜索了解了霧霾的基本定義、危害物及主要成分、起因、危害物種類的等級等，形成對霧霾的基本認識。

為了更清晰地了解霧霾到底對我們生活有多大影響，還需要用數據來說話，這就需要學生遷移已有的數據統計知識和技能，運用數據計算、多角度分析數據表、制作圖表的方法，對數據進行分析，取得想要的結果并展開交流，總結活動經驗，提出切實可行的對策。

項目活動培養了學生的開放思維，促進了他們對信息處理、分析的理解。項目各小組之間的相互學習討論，讓學習從課堂延伸到了課外生活，實現了問題的批判性分析與原有知識的整合。把信息技術應用到解決日常學習和生活等實際問題中，學以致用，學有所用。

文惠君問庖丁為什么解牛的技藝這么高超。庖丁回答說：“臣之所好者，道也；進乎技矣。”與此類似，初中信息科技教學就是不斷地由“技”而“道”的過程。初中信息科技教學要抓住“道”，不能僅在操作技能上進行機械訓練，還要讓學生通過深度學習，理解學習內容，關注學科思想，掌握解決問題的方法和規律，建構出自己的知識結構，實現知識和技能的遷移和應用。