指向高階思維的信息技術云平臺應用研究初探

夏宇

【摘 要】2017年以來，揚州邗江實驗學校開展了《初中信息技術課堂云平臺應用與云資源開發(fā)研究》課題研究。本文介紹了課題組以學生信息技術云平臺應用為抓手，培養(yǎng)學生的高階思維，構建中學幸福課堂模式的研究。

【關鍵詞】高階思維;云平臺;信息技術

【中圖分類號】G633.67? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1671-8437（2020）28-0178-02

信息技術讓教學從封閉走向開放，使得人人創(chuàng)造知識、共享知識、獲取和使用知識成為可能。揚州邗江實驗學校部署了“云平臺”，讓相關人士都能進入該平臺，扮演不同的角色，在這個平臺上融入教學、管理、學習、娛樂、交流等各類應用工具，讓教育真正實現(xiàn)“信息化”。

1? ?基于“云平臺”構建中學幸福課堂模式的研究

揚州邗江實驗學校幸福課堂概念源于朱永新教授于2000年提出的新教育實驗。其核心理念為讓師生過一種幸福完整的教育生活。在初中信息技術學科的具體行動中就是構建學科幸福課堂模式，具體包括構建理想課堂、建設數(shù)碼社區(qū)、締造完美教室、研發(fā)卓越課程等行

動[1]。美國著名教育學家本杰明·布魯姆指出，學生的數(shù)學思維可以分為記憶、理解和運用及分析、評價和創(chuàng)造。前者是學生在已知狀態(tài)下的學習，屬于低階思維;后者是學生在未知狀態(tài)下的學習，屬于高階思維[2]。

當前培養(yǎng)學生的學習能力、實踐能力、創(chuàng)新能力已成為教育教學的主要任務之一。為了不斷滿足經(jīng)濟社會發(fā)展對人才的需求和全面提高國民素質(zhì)的要求，必須培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，培養(yǎng)學生的高階思維。為此，自2017年以來，揚州邗江實驗學校開展了《初中信息技術課堂云平臺應用與云資源開發(fā)研究》課題研究。

1.1? 基于“云平臺”的合作學習平臺部署研究

“云平臺”協(xié)同課堂旨在設計“接受中學”“聯(lián)系中學”“重構中學”“比較中學”“反思中學”“交流中學”“情境中學”“創(chuàng)造中學”等不同層次的學習活動，促進學生從接受到參與再到貢獻，實現(xiàn)深層次的學習

投入。平臺采用江蘇電信的私密云數(shù)據(jù)服務，采用魔燈平臺（Moodle）作為課程管理平臺，采用天聞數(shù)碼傳媒公司的Aischool云課堂作為班級授課平臺，采用翰博爾全自動錄播教室作為錄播平臺，采用V2 Conference視頻會議系統(tǒng)作為遠程協(xié)同會議平臺。

1.2? 基于“云平臺”的初中信息技術幸福課堂范式研究

基于“云平臺”的初中信息技術幸福課堂范式是以任務為主線、教師為主導、學生為主體;組內(nèi)協(xié)作與組內(nèi)討論圍繞任務的開展螺旋上升，不斷修正和完善;任務完成后，所有小組開展成果評價，通過評價讓學生付出的努力得到肯定，并使學生認識到不足，在下一次任務中積極參與。當前，課堂類型一般分為講授課、習題課、復習課、討論課、實驗課、考核課、綜合課。根據(jù)信息技術課堂的特點，筆者總結出了四種基于“云平臺”的中學幸福課堂范式：整體感知課堂、解決問題課堂、數(shù)據(jù)支持下的學習診斷與矯正課堂、信息技術活動課堂。

2? ?指向高階思維的信息技術幸福課堂構建案例研究

“算法的概念及其描述”是蘇科版8年級初中信息技術教材第4章“程序設計”的第2節(jié)“算法”的內(nèi)容。本節(jié)課是學生了解計算機程序及程序與軟件的相互關系、體驗程序設計后，進一步學習程序設計的關鍵——算法，算法是程序的靈魂，算法的優(yōu)劣直接影響所編程序的質(zhì)量。算法是程序設計的關鍵，是這一章的重要知識點，起著承前啟后的作用。這堂課屬于整體感知課堂范式。

2.1? 創(chuàng)設情境，發(fā)現(xiàn)問題

云平臺推送問題：怎樣將三個數(shù)從小到大排列？請你設計一個方法。

學生：首先，將第一個數(shù)和第二個數(shù)比較，找出較小的數(shù)，再將較小的數(shù)和第三個數(shù)比較，得到三個數(shù)中最小的數(shù);其次，將剩下的兩個數(shù)比較，得到次大的數(shù)和最大的數(shù);最后，將三個數(shù)輸出。

學生：三個數(shù)比大小，用眼睛看看就知道了！

教師（展示A4紙上打印的1000個數(shù)）：你能一眼看出哪個數(shù)最大嗎？

通過云平臺展示微課：50個數(shù)字的排序方法，如果隨機生成一個序列的全排列，再比對是否恰好符合從小到大排序的要求，就算花費宇宙年齡的10的9次方倍時間也算不出答案。

同學們，解決例子中的問題的方法其實就是編制程序的基礎——算法。

這節(jié)課，我們一起學習算法的概念及其描述。（出示主題）

設計意圖：通過云平臺推送的趣味問題導入，引起學生的學習興趣，增強學生的學習動力，讓學生在“了解”中與美好相遇。

問題是促進學習者高階思維能力發(fā)展的重要組成部分，易操作，可行性高。好的信息技術問題能引發(fā)學生的探索意識，也能引發(fā)學生高智慧的思考。這樣的設計過程不僅能激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)和鍛煉學生的自主學習能力，而且能促進學生高階思維的發(fā)展。

2.2? 合作探究 沉浸體驗

2.2.1? 算法的概念

算法：通過云平臺導入，算法就是解決問題的方法和步驟。

平臺出示：求1+2+3+4+...+100的值。

學生：算法一

第1步 1+2=3

第2步 3+3=6

第3步 6+4=10……共計99步

學生：算法二

第1步 1+100=101

第2步 101×50=5050

同樣解決一個問題，可以用不同的算法，其效果和效率可能大不相同。以上兩種算法中，哪種算法更加方便快捷？算法的優(yōu)劣直接影響所編程序的質(zhì)量，算法是程序的靈魂。

2.2.2? 算法的描述

云平臺展示相關知識：算法描述的方式有自然語言和流程圖等。

請舉出日常生活中常見的事情，用自然語言描述其算法，提交到云平臺。

打電話：拿起聽筒→聽到允許拔號聲嗎？→聽到，拔號→有忙音嗎？若有，放下聽筒→稍等，再拿起聽筒→直到打通電話為止。

優(yōu)缺點：用自然語言描述算法，比較符合習慣和容易接受，但敘述較繁瑣和冗長，容易出現(xiàn)“歧義性”。如表示6加4除以2，可能被表示為6+4/2或（6+4）/2。

觀看云平臺微課資源：《用流程圖描述算法》。

流程圖：用圖形符號描述解決問題的過程。

流程圖常用的幾種符號。

處理框（矩形框）：表示一般的處理功能。

判斷框（菱形框）：表示對一個給定的條件進行判斷，根據(jù)給定的條件是否成立決定如何執(zhí)行其后的操作。它有一個入口，兩個出口。

輸入輸出框（平行四邊形框）。

起止框（圓弧形框）。

流程線（指向線）表示流程的路徑和方向。

引導學生看打電話的流程圖。

優(yōu)點：通常用流程圖描述算法比較清晰、直觀、簡潔、易懂，并且邏輯關系清晰，沒有“歧義性”。

設計意圖：通過云平臺的合作探究，使學生不僅能鞏固算法的概念，還能嘗試如何設計算法，提高信息素養(yǎng)。從互評的數(shù)據(jù)中幫助學生自主發(fā)現(xiàn)自身的問題，讓學生沉浸在“理解”的參與體驗、“求解”的問題解決中。

對于易錯的知識內(nèi)容，若學生未親身“犯錯”過，那么教師的講授未必能引起學生的重視，不妨讓學生體驗一次“失敗”，然后在問題的引導中培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力，促使學生完成高階學習。

2.3? 合作拓展 解決問題

2.3.1? 使用云平臺合作解決問題：判斷一個數(shù)是正數(shù)、負數(shù)還是零

自然語言：

第1步：將需輸入的數(shù)存入。

第2步：判斷n=0是否成立，若成立就顯示“零”，并結束程序。

第3步：否，則再判斷n>0是否成立，若成立就顯示“正”，并結束程序。

第4步：否，則顯示“負”，并結束程序。

使用畫程軟件畫出流程圖并解決。

分支結構：先進行條件判斷，再根據(jù)判斷結果選擇執(zhí)行。

2.3.2? 流程圖的三種結構

順序結構：計算機按照語句書寫順序依次執(zhí)行。

分支結構：先進行條件判斷，再根據(jù)判斷結果選擇執(zhí)行。

循環(huán)結構：進行條件判斷，條件成立就重復執(zhí)行指令組。

設計意圖：對所學的知識進行梳理，建構知識體系，將所學的知識運用到生活中。讓學生幸福在“見解”的高階思維生長里。課堂所學知識往往是從具體情境中提取出來的抽象的知識，只有將抽象的知識放在具體的情境中，才會給學生帶來真實感，帶來持久的學習效果，使其在以后面臨真實情境時，正確運用信息能力分析、解決問題。項目引導式的探究任務通常具有真實性、開放性、吸引性、復雜性等特點，適用于知識點綜合運用的教學活動。在完成任務的過程中，學習者需要運用“分析、評價、創(chuàng)造”等多種高階思維能力。

一堂好課，一定是學生喜歡的;一堂好課，一定是學生記得住的;一堂好課，一定是充滿問題的;一堂好課，一定是指向高階思維的;一堂好課，一定是“眼中有人”的。下一步，筆者將繼續(xù)積極探索如何依據(jù)“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的各項新技術，結合中學課程的特征，結合基于“云平臺”構建中學幸福課堂范式的研究，推動區(qū)域教學課程的改革與發(fā)展。

【參考文獻】

[1]讓師生過一種幸福完整的教育生活——北京市豐臺區(qū)第二中學[J].人民教育，2013（2）.