關注學科素養，設計有思考的學習活動課例分析

林昉

《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》提出信息技術學科核心素養包含信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任四個方面。學科核心素養是學科本質和學科教育價值的反映，它明確了學生在學習信息技術課程后應形成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力，目的是引導師生在學科教與學的過程中，關注學科習慣、思維方式、學科文化等方向。學習活動是連接學習的重要途徑，它能引發學習者的認知和思維。一位學科專家曾說過，“信息技術學科價值不能僅僅停在信息素養、簡單任務完成上，更應該關注學生思維的培養”。因此，教師在設計學習活動時，應基于學科本質，關注學生思維的啟發，促進學生在思考中學習，在思考中實踐、反思，通過學習活動體現學科價值，形成學科素養。筆者將通過兩個典型課例的分析，呈現如何以有思考的學習活動來激活學生思維，提升學習深度。

● 課例一：在學習活動中認知技術價值

教育科學出版社出版的初中信息技術八年級上冊第一單元《電子表格》第七課的主題為“高級篩選——選出參加國旗班的同學”。學生之前已完成電子表格基本概念、常用函數、圖表制作、排序和自動篩選等內容的學習，高級篩選是這個單元教學的難點。本課涉及的技能操作的教學點較多，包括高級篩選的基本步驟（分析篩選條件、輸入篩選條件、選擇篩選結果存放方式、選擇篩選條件、選擇篩選結果存放），以及進行高級篩選操作時應注意的問題（篩選條件的邏輯表達方式、數據區域的選擇）等。課例一執教教師（福州第十九中學王則瀚老師）在本課教學實施中用五個學習活動幫助學生掌握技能、認識技術價值。

1.連接經驗，形成問題

教師以“國旗班”成員選拔為情境，設計第一個學習活動：利用已掌握的技能，在體檢表中找出“男生身高大于162厘米、女生身高大于150厘米”的同學。學生們首先嘗試使用已學習過的自動篩選功能，卻發現不能直接找到符合要求的數據，必須經過多個步驟（兩次自動篩選+兩次復制、粘貼）才能得到需要的結果。在這個學習活動中，學生利用已掌握的知識技能來解決問題，連接了前面的學習經驗，同時產生了是否有辦法“一次性找到需要的數據”的新學習問題。基于新的學習問題，教師適時提出了高級篩選的概念，指出其能實現比自動篩選更復雜的篩選操作的優勢，并引導學生思考、感悟技術的可選擇性和適用性。

2.分析要求，分解任務

教師在指導學生進行新技能學習之前，設計第二個學習活動：分析學習任務中的篩選條件。教師引導學生逐層分解，明確各個篩選條件之間的關系。學生首先找出問題中包含的四個篩選條件——性別=男、身高>162cm、性別=女、身高>150cm。然后明確四個條件之間的關系：性別=男、身高>162cm是“與”關系;性別=女、身高? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?150cm是“與”關系;而性別=男、身高>162cm與性別=女、身高>150cm之間是“或”關系。通過分析活動，幫助學生養成在信息技術課中有效思考的習慣。

3.分步實踐，解決困惑

在操作實踐之前，教師引導學生從計算機解決問題的角度，了解高級篩選的基本操作要點，即確定篩選條件、在指定位置輸入篩選條件、選擇好三個區域（對何數據、用何條件、篩選結果呈現位置）。操作實踐時先從一個條件出發，解決基本的篩選條件輸入時條件項目和條件表達式的問題，再逐步擴大條件項目，這是一種學習指導，也是將復雜問題進行分解的學科思維的滲透。引入高級篩選功能選擇“條件區域”時，教師向學生說明若條件表達式在Excel表格中處于同行表示條件之間是同時成立的“與”關系，不同行表示條件之間只一個成立即可的“或”關系，合理降低認知難度后讓學生自主嘗試感悟。

4.突出重點，提升遷移

在小結環節教師通過引導學生回顧完成任務的三個階段，讓學生思考對篩選結果起關鍵作用的是什么（列表區、條件區、結果區），幫助學生明確條件設計的重要性，掌握教學重點，并通過布置包含多樣化篩選條件的提升作業，促進學生對所學內容的鞏固和遷移。

5.互動思考，了解價值

在問題互動過程中，學生認識從自動篩選到高級篩選的需求和技術解決方法。在教師示范學生身高變化后，已定義的高級篩選并沒有輸出變化后的篩選數據的實例，直觀呈現高級篩選也有其局限性，讓學生在實際例子中知曉信息技術的手段是可選并不斷有進階的。教師由此適時提出了新的解決技術——視圖，有效激發學生進一步學習的欲望，并了解技術發展的本質。

在信息技術學科教學中，操作類的內容是學科基本技能，教師在進行教學設計與實施時，往往把掌握具體的操作作為教學的重點，但若忽略了操作行為背后的技術應用價值，就會造成學生對學科基本能力的掌握停留在表面，影響技術應用能力水平。本課例教師通過五個活動層層遞進，學生在活動中思考操作的因由并掌握操作技能，感受技術的發展性和適用性，形成正確技術使用觀和價值觀。

● 課例二：在學習活動中理解概念原理

廣東教育出版社出版的2003課標版選修2“多媒體技術應用”4.1.2“圖形圖像文件的存儲”一課的教學內容有圖像分辨率、位深度等概念及其與圖像質量、大小的相互關系等，該課需要學生了解圖像編碼原理，掌握計算位圖圖像文件大小。課例二執教教師（鞍山一中全娛揚老師）設計的學習活動，能有效激發學生思維，促進學生理解本課概念和原理。

1.直觀感受，觀察思考

在進行本課內容教學伊始，教師提出兩個問題：什么是像素？見過像素嗎？而后用簡便的圖像處理工具ACDsee呈現出學校大門的圖片，通過放大鏡功能不斷增加放大倍數，讓學生逐漸看到“一個一個的正方形”即為“像素”。有了直觀感受后，教師引導學生觀察所見到的“像素”有什么特點，啟動學生思維，學生從每個正方形中的顏色、大小、相互之間的關系，進行思考，得出直觀“像素”的三個特點：形狀一致、大小相同、相互之間無聯系。

2.對比分析，知識驗證

在第二個環節，教師首先讓學生對圖像中添加文字與原始沒有文字的文件進行比較，思考在相同格式的圖像中添加內容對文件大小有沒有影響，學生經過對比、思考、討論后，反饋可能有三種情況——變大、變小或不變，并一一陳述各自觀點。教師并不急于給出結論，而是讓學生動手操作嘗試，驗證自己的想法，從而得出正確的答案：在圖像中增加信息不會影響文件大小。教師設計的先動腦思考再動手實踐的學習活動，對培養學生良好的學科學習行為來說是一種有益的方式。

3.分組實驗，觀點分享

基于前面的驗證活動，教師提出新的思考：影響圖像文件大小的因素有哪些？教師設計學案引導學生通過實踐來逐步解決問題，通過分組利用ACDsee嘗試改變圖像的尺寸及顏色模式來驗證其是否對文件大小有影響。在第一組學生代表匯報時，教師要求學生用學科專業規范來描述“尺寸”，即圖像水平、垂直方向的像素的數量，并利用放大鏡功能來檢驗，進而得出計算圖像尺寸即圖像分辨率的公式;在第二組學生代表闡述顏色變化后，圖像文件的大小也隨之變化，教師指導學生對比圖像文件的詳細信息，讓學生觀察發現相應文件中“位深度”的變化，同時初步建構新知識：位深度與顏色數的關系。學生在分享實踐結果的過程中，用自己的語言來表達思維過程。“出聲的思維”能較好地檢驗認知。

4.問題引導，深化概念

位深度是教學的難點，為了有效促進學生真正理解該概念，教師設計“探究表”思維支架，通過系列追問，讓學生進行深度思考后形成以下知識：“位深度與顏色數”的關系是有規律的，即n個位深度的顏色數是2n。但位深度到底是什么？學生此時還沒有真正理解，教師接著提出進階問題啟發學生進一步思考：位深度是作用于一個圖像文件，還是圖像文件中的每個像素點？問題直指概念本質，有效地幫助學生深入理解學科概念。此處對位深度參數的價值認識，建議可讓學生表達出理解后的內涵，以更好地突破難點，達成深度學習。

5.練習鞏固，歸納建構

經過對概念的認知學習活動，學生先獨立完成兩個練習，即黑白色與16色的4×4的圖像所需要的二進制數。通過基礎練習，學生歸納出計算圖像文件大小的一般公式：圖像文件大小=位深度×圖像分辨率（水平像素數×垂直像素數）。在進階練習中，教師進行了變式設計，用不同的數量單位和形式表述來促進學生知識遷移和靈活運用，有利于學生內化建構自己的知識體系。概念、原理類知識一般都蘊涵著學科關鍵思想，但經歷學習，這些內容常常不易進入學生認知的長時記憶區。本課例教師通過系列學習活動，引導學生以直觀表象的觀察為基礎，從淺層學習提升為有思考的深層認知，建構出學生自己的“有效”知識。

有思考的學習活動，本質上不只是為了讓學生記住一些概念和操作，通過引導學生思考，還可幫助他們發現技術表象與學科內在規律的聯系，促進學生將脆弱知識進行深化鞏固，而且通過思考也有利于學生把握學科知識線索，構建出自我的知識圖譜等。因而，在學習活動設計中關注學科素養，通過問題啟發和引導，能讓學生在學習過程中觸發學科思維，對所學習的內容有更深入的互動思考，有效提升學習深度和學科教學價值。