問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)法在高中信息技術(shù)新課程中的應(yīng)用

林江燕

摘要：本文借鑒“黃河清問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)法”這一典型形式，以《圖像編碼》為例，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行變通，借“問題設(shè)置”推進(jìn)課堂教學(xué)，借“問題引導(dǎo)”啟迪學(xué)生思維，借“問題探究”挖掘?qū)W科本質(zhì)，借“問題總結(jié)”延伸學(xué)習(xí)廣度，以期能夠有效提高教學(xué)效率，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：問題導(dǎo)學(xué);高中信息技術(shù);學(xué)科核心素養(yǎng);計(jì)算思維

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2021）18-0045-02

怎樣在高中信息技術(shù)新課程中實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)學(xué)生“學(xué)習(xí)學(xué)科知識(shí)，解決實(shí)際問題，形成學(xué)科思維”即養(yǎng)成學(xué)科核心素養(yǎng)，是一線教師研究和實(shí)踐的方向。《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》中提出了“在教學(xué)中，教師應(yīng)淡化知識(shí)的單一講解，鼓勵(lì)學(xué)生通過自主探究解決項(xiàng)目中的問題，在解決問題的過程中整合知識(shí)學(xué)習(xí)，促進(jìn)思維發(fā)展……在‘嘗試→驗(yàn)證→修正的試錯(cuò)過程中，發(fā)展學(xué)生的計(jì)算思維”的實(shí)施建議。課堂上，傳統(tǒng)的“知識(shí)為主，活動(dòng)為輔”的教學(xué)模式不再適用。問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)法是指教師在課堂教學(xué)中以問題為載體，通過啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生解決問題，從而達(dá)到讓學(xué)生自覺進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的教學(xué)方法和策略。[1]問題解決的過程，隱藏著學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展過程，這種教學(xué)方式值得借鑒。黃河清校長將“問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)法”分為“問題設(shè)置→提出問題→引導(dǎo)啟發(fā)→問題探究→問題解決”五個(gè)步驟，以問題為載體，以教師“導(dǎo)”為主線，以學(xué)生“學(xué)”為標(biāo)準(zhǔn)，是問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)法的三大核。[2]借鑒這個(gè)典型形式，根據(jù)高中信息技術(shù)新課程的具體情況，筆者在實(shí)施過程中對(duì)其進(jìn)行了變通，下面筆者以《圖像編碼》一課為例，通過五個(gè)問題，按照四個(gè)環(huán)節(jié)，開展教學(xué)。

● 設(shè)置問題情境，推進(jìn)課堂教學(xué)，認(rèn)識(shí)正確概念

新課引入是課堂的關(guān)鍵，“問題”是“問題導(dǎo)學(xué)”課堂的紐帶，強(qiáng)調(diào)教師要精心設(shè)置問題。因此，教師應(yīng)注意創(chuàng)設(shè)的問題情境要符合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，與其基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備相關(guān)聯(lián)。

例如，《圖像編碼》選自粵教版必修1第一章第二節(jié)《數(shù)據(jù)編碼》，學(xué)生對(duì)圖像媒體并不陌生，可是對(duì)圖像的存儲(chǔ)形式、文件計(jì)算方法一知半解，特別是對(duì)學(xué)科專業(yè)概念，如“位圖、圖像分辨率”等，似懂非懂，且原有的知識(shí)體系也缺乏相關(guān)內(nèi)容。筆者以“掃一掃”二維碼，引入問題1——怎么完成十字繡作品？學(xué)生通過觀察或回憶生活，明確要完成生活中的十字繡作品，就要先認(rèn)得圖上編號(hào)與顏色線編號(hào)的關(guān)系，然后運(yùn)用一定的針法完成縫繡作品。借鑒十字繡，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到給十字繡劃分十字格編碼的必要性。筆者將十字繡拍照上傳到計(jì)算機(jī)中，利用畫圖軟件的網(wǎng)絡(luò)線功能，放大圖像，可以看到，和十字繡類似，圖像是由若干個(gè)小方格組成的，此時(shí)講授學(xué)科概念：每個(gè)小方格稱為像素，所有的像素?cái)?shù)量稱為圖像分辨率，這樣的圖像叫做像素圖或位圖或點(diǎn)陣圖。從而，從計(jì)算機(jī)科學(xué)的角度，幫助學(xué)生建構(gòu)知識(shí)，理解標(biāo)準(zhǔn)的“像素、圖像分辨率、位圖”等概念形成的合理性，讓他們對(duì)所學(xué)知識(shí)“知其然，更知其所以然”。

● 問題引導(dǎo)，形成對(duì)話環(huán)境，啟迪學(xué)生思維

問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)法的主線是教師的引導(dǎo)。教師引導(dǎo)要圍繞教學(xué)目標(biāo)，體現(xiàn)知識(shí)脈絡(luò)，外顯學(xué)生的思維過程，以問激思，以思激答，以答激學(xué)。教學(xué)中，筆者通過問題讓學(xué)生領(lǐng)悟?qū)W科特質(zhì)的思想方法。例如，筆者提出問題2——討論計(jì)算機(jī)中的位圖是怎么編碼的？仿照十字繡的編碼方案試一試。問題與學(xué)生剛剛獲得的十字繡編碼經(jīng)驗(yàn)相匹配，符合最近發(fā)展區(qū)。接著筆者設(shè)置梯度任務(wù)：黑白圖像→四色圖像→六色圖像→編碼、計(jì)算大小并總結(jié)規(guī)律。在建立編碼規(guī)則的活動(dòng)過程中，學(xué)生調(diào)用已學(xué)的文字編碼知識(shí)，經(jīng)過嘗試和討論很容易就得出了結(jié)果。

● 梯度問題探究，理解知識(shí)內(nèi)涵，挖掘?qū)W科本質(zhì)

“問題導(dǎo)學(xué)”的問題既可以來自教師的結(jié)構(gòu)化備課，也可以來自學(xué)生的結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)。

怎樣讓學(xué)生更好地理解“圖像編碼是在滿足一定保真度的條件下，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行變換、編碼和壓縮，以較少比特?cái)?shù)表示圖像或圖像信息的技術(shù)”這句話的含義？筆者提出問題3——不同的圖像格式，如JPG、PNG、BMP有什么作用呢？為了解決這個(gè)問題，筆者設(shè)計(jì)了探究活動(dòng)，即利用習(xí)得的圖像公式，完成兩項(xiàng)任務(wù)：一是查看十字繡JPG圖像和二維碼PNG圖像的屬性信息，獲取相關(guān)數(shù)值用于計(jì)算圖像大小，并與屬性大小的數(shù)值作對(duì)比;二是使用畫圖軟件打開其中任意一張圖，保留其他參數(shù)相同，只是另存為BMP格式，觀察圖像變化，對(duì)比計(jì)算數(shù)值和屬性數(shù)值的大小，描述觀察結(jié)論。學(xué)生通過探究活動(dòng)，很容易產(chǎn)生疑問，進(jìn)而提出問題4——圖像計(jì)算公式與其在計(jì)算機(jī)中的實(shí)際存儲(chǔ)大小不一致，為什么？學(xué)生通過探究活動(dòng)觀察到，最常見到的圖像格式PNG或JPG存儲(chǔ)空間小，這和以往的認(rèn)知相符合，但與新知識(shí)“圖像計(jì)算公式”相矛盾。相比之下，BMP格式圖像與公式計(jì)算值誤差最小，且圖像質(zhì)量與其原圖PNG或JPG相當(dāng)。怎么解釋這種現(xiàn)象？教師引導(dǎo)學(xué)生，展開探究。最終得出由于壓縮技術(shù)不同導(dǎo)致圖像格式的不同，而存儲(chǔ)空間小的文件有利于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳播，這與信息技術(shù)的發(fā)展分不開，凸顯了本課知識(shí)的學(xué)科本質(zhì)。

● 問題總結(jié)，重視生成性問題，延伸學(xué)習(xí)廣度

教師最后的總結(jié)能幫助學(xué)生構(gòu)建起知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而深入理解新知識(shí)的重點(diǎn)。同時(shí)，教師要指引方向，提供資源引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

在總結(jié)數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)時(shí)，學(xué)生提出了問題5——二維碼小文件中存儲(chǔ)了十字繡大文件，這是什么技術(shù)在支撐呢？筆者對(duì)問題表示肯定，表揚(yáng)學(xué)生意識(shí)到了圖像壓縮的意義，并提供了二維碼、Huffman Code等學(xué)習(xí)資源，引導(dǎo)學(xué)生課后查詢資料，獲得更多的圖像壓縮技術(shù)知識(shí)，為創(chuàng)新技術(shù)做準(zhǔn)備。

總之，應(yīng)用問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)法，需要教師不斷豐富自己的知識(shí)儲(chǔ)備，提高專業(yè)素質(zhì)，只有這樣才能更好地促進(jìn)學(xué)生終身學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃河清.“問題導(dǎo)學(xué)”教學(xué)法的理論與實(shí)踐[J].基礎(chǔ)教育研究，2015（01）：5-9+1.

[2]韓立福.“問題導(dǎo)學(xué)”：當(dāng)代課堂教學(xué)深度改革的新方向[J].江蘇教育研究，2013（01）：7-11.

基金項(xiàng)目：廈門市中小學(xué)學(xué)科帶頭人培養(yǎng)對(duì)象2020年度課題“指向數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新培養(yǎng)的微項(xiàng)目學(xué)習(xí)開發(fā)與應(yīng)用研究”（課題編號(hào)：XMZXXD202012054）。