基于高中信息技術學科核心素養的學習活動設計

陳明選　張寧

關鍵詞：高中信息技術;核心素養;數字化學習與創新;學習活動

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

在科技革命日新月異、社會變革步伐加快的信息時代，培養學生的核心素養，促進深度學習，使學生具有可持續的發展能力是教育的重要目標。新的高中信息技術課程標準提出后，如何正確理解高中信息技術學科核心素養的內涵，如何使教師轉變觀念從教知識，訓練能力走向培育學生的核心素養，怎樣設計學習活動，使學生通過自主學習、探究體驗形成核心素養。這些均是當前教學改革值得研究的重大問題，具有重要的理論與實踐價值。

一、信息技術學科核心素養

核心素養是人應具備的素養中最關鍵、最必要的共同素養，是一種跨學科素養，是知識、技能和態度等的綜合表現[1]。張華教授提出核心素養是知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀“三維目標”的綜合表現，是人適應信息時代和知識社會所必需的“21世紀素養”[2]。李潤洲教授認為核心素養是培養一個全面發展的人，是學生將知識內化為個人的核心素養[3]。可見，核心素養在注重學生基礎知識、基本技能的掌握的基礎上，還強調學生文化基礎、自我管理、勇于探究、協作交流、創新創造等能力的養成，從而能夠適應未來社會發展。核心素養的提出成為了新一輪教學改革中圍繞的重點問題，是深化課程改革的關鍵因素。鐘啟泉教授認為“核心素養是學生借助學校教育所形成的解決問題的素養與能力”[4]，核心素養與學科核心素養是抽象與具象的關系[5]。學生通過學科知識形成學科思維，學科思維中則蘊含學科知識素養，進而轉換為學生個人素養，“具象”成學生的核心素養。

教育部頒布的《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》提出：高中信息技術學科核心素養由信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任四個核心要素組成[6]。信息意識是指學生能夠根據需求感知獲取信息，并對信息作出合理判斷，在問題解決中發揮信息的最大價值。計算思維主要培養學生采取策略方法解決問題的思維過程，并能夠將系統思維遷移解決其他相關問題。數字化學習與創新是指學生能夠在數字化學習環境下，充分利用數字化學習資源和工具解決問題、學會自主學習和創新創造。信息社會責任素養則是要求學生在信息社會時代能具有信息安全意識和能力，遵守信息法律法規，維護個人和社會信息安全。高中信息技術學科核心素養四個核心要素之間互相聯系，互相依存。學生對信息的感知、信息價值的判斷，運用計算思維識別分析、抽象建模、設計系統性解決方案，理解信息社會特征，自覺遵循信息社會規范都離不開技術多樣、資源豐富的數字化環境，都是在數字化學習環境下以數字化學習方式進行的。數字化學習與創新素養貫穿于整個高中信息技術學科核心素養培養體系中，是信息意識、計算思維和信息社會責任素養的依托，學生數字化創新創造的能力也是其他三個核心要素的直接能力體現。所以，抓住了“數字化學習與創新”就把握住了高中信息技術學科核心素養的關鍵。

二、數字化學習與創新素養的內涵解讀

依據數字化學習與創新素養的要求，將其劃分為三個方面：學生數字化學習環境的適應、數字化學習資源的收集與管理以及數字化學習資源的應用與創新。學生對數字化學習環境的適應是指學生能夠從傳統學習環境下的學習方式轉變成適應數字化學習環境下的學習方式，養成利用數字化學習系統、數字化學習資源與學習工具學習的習慣，形，成數字化學習的意識。數字化學習資源的收集與管理是在數字化學習意識層面的基礎上從能力層對學生提出的數字化整合能力，即學生對數字化學習資源、工具的獲取、管理、對比、評價和抉擇。數字化學習資源的應用與創新則是在數字化學習意識和數字化學習資源收集與管理的基礎上培養學生將資源工具有效應用到實踐活動中，創造性地解決問題，有效“輸出”數字化作品。這三個維度分別對應了學生數字化學習的意識、能力和應用，三個層面相互關聯、相互依存，從意識走向能力，進而走向數字化學習與創新素養。

（一）意識層：數字化學習環境的適應性

尼古拉斯●尼葛洛龐帝教授提到計算不再只和計算機有關，它決定我們的生存[7]。數字化時代，信息技術應用到教育過程中后，引起了學習環境、學習資源和學習方式的一系列變革[8]，同時也對學生的數字化學習能力提出了要求。學生數字化學習能力的培養應從數字化學習意識的樹立開始，從心理學的角度來看，強調的是自覺性和有意識性。

高中生對數字化學習環境的適應主要體現在：一方面，學生能夠認識到數字化學習環境的優勢和局限，根據自身問題解決的需要，合理利用多媒體網絡獲取學習資源，掌握數字化學習工具的操作方法，合理利用數字化學習環境，主動參與協作學習與協同創作，適應數字化學習的環境;另一方面，針對特定的學習任務，學生能夠自主地建構數字化學習的環境，利用網絡技術實現學習資源的數字化，有效選取并評估多樣化的數字化學習工具，主動運用數字化學習的方式解決問題，養成數字化環境下學習的選擇傾向性。從認知的維度看，技術環境的適應不僅要求學生具備相應的技術操作能力及技術應用知識，還要求學生能有意識、自覺、主動地采用數字化學習的方式解決問題，適應數字化時代的生存。

（二）能力層：數字化學習資源的收集與管理

數字化學習資源的收集與管理分為收集與管理兩個維度。解月光教授認為數字化學習資源的收集與管理是指學習者根據解決問題的需要，通過各種方式收集各種類型的數字化學習資源，并對所收集的資源進行對比、評價、抉擇、管理，以將雜亂、零散、劣構的數字化學習資源組織成具有一定主題、目標、功能、秩序、良構的資源庫，為資源的應用做準備”[9]。對于數字化學習資源的收集，應選擇合適的工具、途徑進行正確的查找。多樣化的數字化學習工具在呈現、交互、整合等方面各有特色，應合理選擇獲取資源的工具，利用數字化工具有效提煉關鍵詞查詢，從初階搜索到進階搜索，直至獲取到有效的數字化學習資源。數字化資源的管理體現在將獲取的數字化學習資源進行評估篩選，加工處理成滿足需求的資源?！肮芾怼边€體現在運用一定的數字化學習策略管理學習過程及對自我的管理。數字化學習資源的收集與管理是高中學生從適應數字化學習環境的基礎上培養的整合數字化資源能力，同時也是數字化學習應用與創新的能力基礎，是高中生數字化學習與創新素養的進一步深化。

（三）輸出層：數字化學習資源的應用與創新

數字化學習資源的應用與創新是學生能在混合的數字化學習環境中，利用數字化學習工具搜索、獲取、管理、評價數字化學習資源，用于開展自主學習、協同工作、知識分享與創新創造。數字化學習工具與數字化學習資源的有效結合，能促使學生創造性地解決問題，實現知識的創新，不斷提升創新整合的能力。數字化學習資源的應用與創新是基于學生對數字化學習環境的適應和具備數字化學習資源的收集與管理能力的基礎上體現的，是兩者的總結與升華。培養數字化學習與創新素養須從意識、能力和輸出三個螺旋式上升的維度著手，在對學習資源加工管理甄別的過程中，逐步培養自身的自主學習能力及應用創新能力，處理好人與技術的關系，善用技術促進學習。

三、數字化學習與創新學習活動設計策略

“學科知識只是形成學科素養的載體，學科活動才是形成學科素養的渠道”[10]。學生核心素養的培養離不開一系列的學習活動，學生在學習實踐活動中參與實踐、合作探究、評價反思、創新創造，將學科知識不斷內化為個人能力，進而將能力轉化為個人素養，因此學習活動對學生學科核心素養的培養有獨特的價值。

本研究結合數字化學習與創新素養的內涵及表現，為將核心素養的培養有效落實，提出了數字化學習與創新學習活動框架，如圖1所示。數字化學習與創新學習活動策略包括：活動主題的設定、活動目標的制定、活動方式、活動評價及數字化學習支持服務環境的構建。

（一）活動主題：從圍繞知識點到創設數字化主題活動

高中生的數字化學習與創新素養是由樹立數字化學習意識、掌握數字化學習基本能力和數字化學習的應用創新三個階段逐級深入發展的。楊曉哲認為數字化學習與創新需要學生充分利用數字化資源、數字化工具和數字化平臺，開展自主學習和協作探究[11]。將數字化資源、工具和平臺融合到自主學習和協作探究中，就需要設計數字化的主題活動，學生在數字化的主題活動中能夠通過一系列收集信息、加工信息、應用信息的子活動，更好地提升個人的數字化學習意識、技術、行為。

學生核心素養的培養不是依賴單元課程學習知識點的累加，而是教師基于數字化學習與創新素養的培養要求選取主題活動，依據主題活動需求綜合若干個單元的知識點，打破教材的線性結構，基于學科核心素養來安排設計實施課堂教學。學生在數字化學習主題活動中利用數字化學習工具搜尋所需的數字化資源，并對數字化資源進行有效管理，最終運用數字化技術創造數字化作品。從單元課程的線性教學到課程融合構成的數字化主題活動，使得學生對學習任務所需的信息進行進一步的梳理內化，產生新的認知，在創造數字化作品的體驗中不斷形成數字化學習的意識。

（二）活動目標：從知識技能到數字化學習素養

目前教師所制定的活動目標是圍繞三維目標進行的，由知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀三維構成。部分教師注重學生對知識點的掌握程度，對學生的評價往往也從知識技能的層面出發。雖然掌握知識技能是學生不可或缺的學習內容，但忽略了對學生解決問題能力、應用創新能力、適應社會發展能力的培養。核心素養的提出既傳承了三維目標又超越了三維目標，三維目標是知識維度、方法維度與情感價值維度的融合，核心素養的落腳點是服務人的終身發展，從三維目標到核心素養，是從學科本位到以人為本的轉變。因此制定學科核心素養活動目標時應結合三維目標且從人的全面發展和適應社會的角度出發。

從學生發展的角度來看，數字化學習與創新最終培養的是學生的數字化學習素養。數字化學習素養的培養要借助于學科核心知識和基本技能，在一系列數字化學習活動的實踐中逐步形成數字化學習素養。即在此目標的驅動下，培養學生數字化學習工具及數字化學習資源的管理整合能力，數字化學習工具及數字化學習資源的管理整合能力又離不開學科基礎知識的掌握。因此，從知識技能基本知識點的掌握到數字化學習工具及數字化學習資源的獲取、管理、協同分享及評價等整合能力，最后到學生形成數字化學習素養，構成了數字化學習與創新素養活動目標的三層次：知識技能、數字化信息整合能力和數字化學習素養。

（三）活動方式：從強化訓練到創新作品的體驗探究

通過對教材內容的分析與總結，結合數字化學習與創新素養的培養要求，歸納出落實數字化學習與創新素養的三種活動方式，即信息收集的學習活動、信息管理的學習活動和創新數字化作品的學習活動。信息收集的學習活動是信息管理和創新作品學習活動的基礎，它與信息管理的學習活動組合到一起培養學生的數字化信息整合能力，創新數字化作品的學習活動注重培養學生的數字化應用創新能力。依據不同的活動類型，活動目標對應著相應的意義建構層次（理解記憶）和能力生成層次（創新運用）[12]。三種學習活動相互聯系，依次遞進，從知識技能的活動目標走向學生的數字化學習素養目標。

收集所需信息是學習者必備的能力。面對互聯網上眾多的信息資源，學習者應對信息有敏銳的感知力，掌握一定獲取信息的方法，對搜索到的信息進行篩選、關聯、價值判斷，對信息進行編排梳理、以便加工處理。學生在信息管理的學習活動中，交互、熟練地使用數字化學習工具，并將獲取到的信息判斷鑒別，綜合利用所獲信息進行信息表達[13]。信息管理的學習活動使得學習者掌握學習工具的操作技能，選取合適的數字化學習工具對資源進行有效處理，不僅鍛煉了學習者搜索資源的能力，還提升了學習者對資源的管理整合能力。創新數字化作品的學習活動充分體現了學習者對數字化資源應用能力的高低。為創造數字化作品，學習者需確定作品主題，以作品主題為主線，收集信息，對收集到的信息加以處理，最終運用數字化技術進行創造。學習者在創新數字化作品的過程中，掌握了圖像、音視頻、動畫的基礎處理操作技能，掌握了創新數字化作品的一般方法，培養了學習者利用多媒體資源加工與表達作品主題的能力。創新作品的學習活動融合了信息收集和信息管理的學習活動，使學生適應了數字化學習環境，樹立了數字化學習的意識，形成了信息加工和信息表達的能力，在解決問題的過程中實現了作品的創新創造。

（四）活動評價：從標準化考試到劃分學生數字化學習與創新素養水平

現有評價大多局限于學生的認知領域，且偏向于學科知識的考察，難以充分評價學生復雜思維、問題解決的能力以及隱形知識和態度層面的要素[14]。高中信息技術學科核心素養提出的背景下，對學生的評價應基于信息技術學科核心素養展開。

活動目標是決定活動行為取向的規范和準則，是統籌學習活動的關鍵。評價是對教學績效的評估，對學生數字化學習與創新素養的評價應從活動目標的三層次出發，以活動目標為依據，由此能夠明確活動目標的達成度。知識技能的目標主要考察學生對基礎知識點的掌握情況，對數字化工具操作的熟練程度。評價學生的數字化信息整合能力應評價學生的數字化學習管理和數字化信息加工力，即學生對學習資源與工具的管理、對信息有效加工處理的能力，它是數字化學習與創新素養培養的關鍵;數字化學習素養目標的評價則應從學生的數字化學習態度、意識，學生對學習過程的反思，對在數字化環境下學習方式的轉變和學生解決問題創新創造的能力出發，是數字化學習與創新素養較高階的表現。

《普通高中信息技術學科課程標準（2017年版）》中對數字化學習與創新素養進行了四個水平層次的劃分，從預備級、水平1到水平3分別對應著具體的素養水平說明。對學生數字化學習與創新素養的評價應整合多種評價方式，形成性評價與總結性評價相結合，以數字化學習與創新素養內涵及其表現水平為中心，以質量標準為確定水平層級的參照依據，在學習活動結束后，為每個學生確定所在的素養水平”5，將評價貫穿于學生的整個學習過程。數字化學習與創新素養的培養是連續且漫長的過程，教師通過明確學生所處的素養水平，能夠及時調整教學計劃，最終促進學生數字化學習與創新素養水平的發展。

四、數字化學習與創新素養學習活動設計案例

基于上述的學習活動設計策略，選取江蘇某高中高一年級一個班級，共32名學生，設計并開展了培養高中生數字化學習與創新素養的學習活動。整個教學均在學校多媒體教室進行，以“信息技術園地”網絡學習平臺為依托，學生可以進行學習資源的查詢、課堂的交互協作、個人資源的存儲以及開展自評互評?，F以“制作個人主題網站”為案例進行學習活動設計，主要從活動主題設計、活動目標設計、學生評價設計幾個方面展開。

（一）活動主題設計

《信息技術基礎》是高中信息技術必修模塊，主要要求學生具備文字處理、表格信息處理、演示文稿制作等基本知識技能?！缎畔⒓夹g基礎》共分為七個章節，其中第二章信息的獲取，使學生體驗信息獲取的過程，分析信息需求，選擇適當的方法獲取并篩選信息，養成規范分析問題及對信息有效組織的信息素養。第五章多媒體信息的加工，要求學生熟習圖像、音頻視頻處理工具，并能使用處理軟件處理加工，表達意圖。第六章信息集成與交流，該章節以網站制作流程為主，要求學生掌握網站制作的步驟。為培養學生的數字化學習與創新素養，以數字化學習活動為主，將第二章信息的獲取、第五章多媒體信息的加工及第六章信息集成與交流教學內容整合為學生個人主題網站制作的數字化主題活動，從學生的興趣出發，制作個人感興趣的網站主題，綜合三個章節的知識，使學生在制作個人網站的學習活動中，借助信息獲取的知識，有效獲取個人網站的文本、圖像、音頻視頻等資料，將獲取的資料按照自己的意圖經過多媒體信息的加工軟件處理，最終將信息集成制作網站，在“信息技術園地”學習平臺上進行協作交流。

（二）活動目標設計

在學生制作個人主題網站的學習活動中，依據活動目標的三層次，分別列舉出了三層次活動目標的具體要求，如表1所示。知識技能目標要求學生熟練掌握網站制作的知識點和數字化處理軟件的具體操作等基礎知識;數字化信息整合能力目標則要求學生在網站制作過程中，能評估常用的圖片、音頻視頻及對網站素材進行加工處理的數字化工具，根據需要合理選擇，且能運用一定的數字化學習策略管理網站素材。數字化學習素養活動目標指的是在網站制作主題活動中，學生能夠逐漸適應數字化的學習環境，在技術豐富的環境中，與同學協作交流、創建制作個人網站。

（三）學生評價設計

制作個人主題網站活動結束后，對學生進行綜合評價。通過紙筆測驗的方式，檢驗學生對制作網站基礎知識的掌握。“信息技術園地”平臺中的學生檔案袋記錄了學生加工的網站素材，并且能夠顯示出學生對資源的管理情況。同時在教學過程中，教師也統計了學生檔案袋的動態變化，以此來對學生進行評價。采取評價量表對學生制作的網站進行評價，分為優秀、良、合格與不合格四個等級。依據普通高中信息技術課程標準（2017年版）中數字化學習與創新素養的水平描述，結合學生在網站制作過程中的綜合表現，劃分學生的數字化學習與創新素養水平。

五、實施的效果分析

依據數字化學習與創新素養學習活動框架，本研究共進行了3次數字化主題教學活動，分別是“制作個人網站”“數據庫資源管理”及“編程與智能加工”，持續時間為14周。首先，在學習活動前后對學生進行了數字化學習能力問卷調查。其次，對學生數字化學習與創新素養進行分析，主要從以下兩方面進行：以“制作個人網站”學習活動為例，將學生的個體學習報告進行了文本分析及在三次學習活動后對比學生的數字化學習與創新素養水平變化。

（一）數字化學習能力問卷調查分析

在三次學習活動前后對學生進行了數字化學習能力問卷調查，問卷主要考查學生數字化學習技術、數字化信息加工、數字化學習管理、數字化學習意識和數字化學習評價五個方面，共計20道題目。通過SPSS分析前測問卷的信度，得出該問卷的克隆巴赫系數α為0.933，說明量表的同質性相對很高，各因子間有較高的內部一致性。KMO值為0.724，P<0.05，表明問卷的結構良好，適合做因子分析。

經SPSS分析，數字化學習技術、數字化學習管理、數字化學習意識和數字化學習評價四個維度的數據為非正態分布，采用非參數檢驗的統計方法;數字化信息加工維度的數據服從正態分布，采用配對樣本t檢驗的統計方法。學生數字化學習能力的統計結果，如表2所示。

從表2中可以得出，數字化信息加工、數字化學習管理及數字化學習意識維度的p值均小于0.05，說明學生數字化學習能力在這三個維度是存在顯著性差異的。從數字化學習與創新素養的角度來看，學生在學習活動結束后逐漸適應了數字化的學習環境，數字化學習的意識增強，數字化信息加工和數字化學習管理兩個維度存在顯著性差異表明學生數字化信息整合能力得到提高，能夠對資源進行有效處理。

在數字化學習技術和數字化學習評價兩個維度中，p值大于0.05，說明學生的數字化學習技術和數字化學習評價能力在前測和后測中不存在顯著性差異。通過對學生進行訪談，我們得知學生數字化技術能力不存在顯著性差異的主要原因是學生對數字化工具的使用能力在短時間內不能得到明顯的提升，學生對數字化學習工具的高效使用，利用數字化學習工具解決問題的能力培養是一個漫長的過程。數字化學習評價能力提升的局限在于在學習活動中未能提供給學生充分的對數字化學習工具、數字化學習資源的評價機會，學生對于數字化學習過程和學習結果的合理評價能力沒有得到較好的培養，這也是在培養學生數字化學習與創新素養中需要改進的地方。

（二）學生的數字化學習與創新素養

1.學生學習個體報告文本分析

為了進一步了解學生在學習活動中數字化學習與創新素養的變化，我們使用Nvivo軟件，針對學生網站主題學習結束后的個人學習報告進行文本分析。將全體學生學習報告文本導人到Nvivo軟件中，如圖2所示，共創建了16個開放節點，89個參考點。以活動目標的三個層次為要素框架，對以上節點和編碼內容進行二次編碼，進一步概括歸類相近的節點和編碼，形成有層次的樹狀結構，如圖3所示。各節點中對應的編碼內容關鍵詞、示例如表3所示。

在以上節點與編碼中，學生明確表示自己掌握了網站基礎知識、對加工軟件熟練操作、在數字化管理、數字化信息加工和數字化評價方面有很大的收獲。尤其在數字化學習評價方面，學生能夠對自己的網站、軟件技術等進行反思，能提出更好的改進意見，能夠公正地評價個人的學習體驗和學習收獲，正確認識自己，不斷取得進步。文本分析結果表明制作個人主題網站的學習活動使學生的數字化學習與創新素養有了一定的提升，學生能夠對資源有效管理并呈現出個性化的作品。

2.學生數字化學習與創新素養水平

在三次學習活動結束后，依據2017版高中信息技術課程標準中數字化學習與創新素養水平的具體描述對學生在學習過程中的表現進行綜合評價。在每一輪學習活動結束后，劃分學生目前的數字化學習與創新素養水平，如圖4所示。由圖可知，在三輪學習活動中，大部分的學生處于水平1和水平2，少部分的學生能夠達到數字化學習與創新素養水平3，且處于水平1以上的學生總人數在三輪學習活動后是遞增的。這些數據表明學生從數字化學習與創新素養的低水平向高水平轉變，數字化的學習活動能夠促進他們數字化學習與創新素養水平的提高。

六、結語

“從核心素養的本質出發分析，核心素養是知識、能力和態度等的綜合表現”[16]，而面向高中信息技術學科核心素養設計學習活動是培養落實高中生核心素養的基礎途徑。研究結果表明：在數字化學習環境中，學生主動參與主題活動，協作交流，運用相應的數字化學習資源與工具，創作數字化作品，在一系列學習活動中使數字化學習與創新素養有較大提升;學生在數字化學習意識、數字化信息加工和數字化學習管理方面的表現有了顯著的變化;從學生的個體學習報告中可以看出，學生技術操作能力和對資源工具的管理能力也有不同程度的提升，對數字化創新作品充滿興趣，對數字化學習持有積極的態度。在課程學習活動結束后，大部分學生能處于數字化學習與創新素養水平2和水平3，學生已不再滿足知識技能層面的掌握，而是提升了自身的數字化學習素養。基于高中信息技術學科核心素養設計學習活動只是做了初步的嘗試，由于信息技術學科核心素養的提升同時受到教學環境、教師教學能力、學生基礎等因素的制約，因此在后續的研究中尚需深入完善。