學(xué)歷案在高中信息技術(shù)課堂教學(xué)中的應(yīng)用探索
——以《視頻編碼》為例

路寧寧 北京景山學(xué)校遠(yuǎn)洋分校

《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》指出，學(xué)生通過信息技術(shù)課程的學(xué)習(xí)，能掌握學(xué)科大概念，在問題解決中提升學(xué)科核心素養(yǎng)。但是筆者通過對(duì)高中學(xué)生的觀察及問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確，水平差異很大，很難建立知識(shí)體系，難以形成解決問題的能力。而華東師范大學(xué)課程與教學(xué)研究所崔允教授提出來(lái)的學(xué)歷案，是一種促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)，并且能提升學(xué)生核心素養(yǎng)的輔助工具。因此，筆者認(rèn)為將學(xué)歷案運(yùn)用到高中信息技術(shù)課堂教學(xué)中，可促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的落地。

●學(xué)歷案的內(nèi)涵

學(xué)歷案是指教師在班級(jí)教學(xué)的背景下，為了便于學(xué)生自主或社會(huì)建構(gòu)經(jīng)驗(yàn)，圍繞某一相對(duì)獨(dú)立的學(xué)習(xí)單位，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)行專業(yè)化預(yù)設(shè)的方案。學(xué)歷案的基本要素包括：①學(xué)習(xí)主題/課時(shí)；②學(xué)習(xí)目標(biāo)；③評(píng)價(jià)任務(wù)；④學(xué)習(xí)過程（學(xué)法建議、課前預(yù)習(xí)、課中學(xué)習(xí)）；⑤檢測(cè)與練習(xí)；⑥學(xué)后反思。[1]

學(xué)歷案是對(duì)實(shí)踐中的教案、學(xué)案、導(dǎo)學(xué)案的總結(jié)與提升，既吸收了這三者的優(yōu)點(diǎn)，又有自身的特點(diǎn)。它不僅是從學(xué)生立場(chǎng)出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，更側(cè)重于展示“學(xué)生何以學(xué)會(huì)”的過程。因此，學(xué)歷案提出的宗旨是幫助學(xué)生更好地“在學(xué)習(xí)”，經(jīng)歷“真學(xué)習(xí)”，以實(shí)現(xiàn)“何以學(xué)會(huì)”[2]，在此基礎(chǔ)上促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

●學(xué)歷案在高中信息技術(shù)課上的應(yīng)用

要發(fā)揮學(xué)歷案在理論上的價(jià)值訴求，在實(shí)踐層面落實(shí)就是非常值得研究的問題。筆者對(duì)高中信息技術(shù)必修1的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了學(xué)歷案的設(shè)計(jì)并進(jìn)行了實(shí)踐，也引發(fā)了一些新的思考。下面，筆者以人教-中圖版高中信息技術(shù)必修1第一章第2節(jié)數(shù)據(jù)編碼中的《視頻編碼》一課為例，設(shè)計(jì)學(xué)歷案，并結(jié)合學(xué)歷案中的六個(gè)組成要素，闡述用學(xué)歷案優(yōu)化課堂教學(xué)，提升學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的過程。

1.學(xué)歷案引導(dǎo)學(xué)生“在學(xué)習(xí)”

“在學(xué)習(xí)”是指學(xué)生能夠進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，投入學(xué)習(xí)。這就需要讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，把握清晰的學(xué)習(xí)路徑。學(xué)生學(xué)習(xí)之前可以通過瀏覽學(xué)歷案，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和在學(xué)習(xí)中要完成的活動(dòng)及會(huì)發(fā)生的變化的結(jié)果，并且這些學(xué)習(xí)結(jié)果是可以觀測(cè)和評(píng)價(jià)的。學(xué)歷案中的每一個(gè)組成部分都會(huì)促使學(xué)生進(jìn)入“在學(xué)習(xí)”，下面主要用學(xué)歷案中的學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)法建議這兩個(gè)組成要素進(jìn)行分析。

（1）學(xué)習(xí)目標(biāo)為學(xué)生的“在學(xué)習(xí)”指引方向

本課的課標(biāo)要求是知道數(shù)據(jù)編碼的基本方式，知道、了解等行為動(dòng)詞屬于內(nèi)隱體驗(yàn)動(dòng)詞，這對(duì)于學(xué)生來(lái)說不具體、不明確，也很難進(jìn)行測(cè)量。因此，學(xué)歷案中的學(xué)習(xí)目標(biāo)需要用記住、說出、描述外顯性的動(dòng)詞，既方便學(xué)生理解又便于測(cè)量和檢測(cè)，并且學(xué)習(xí)目標(biāo)要呈現(xiàn)任務(wù)情景，體現(xiàn)學(xué)習(xí)路徑和過程。所以，筆者制訂了如下學(xué)習(xí)目標(biāo)：

①通過類比圖像和聲音數(shù)字化的過程，歸納出視頻數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)過程。（計(jì)算思維）

②通過計(jì)算未壓縮視頻文件的大小和分析視頻文件的特點(diǎn)，能解釋視頻壓縮編碼對(duì)數(shù)據(jù)高效處理與傳遞的必要性。（計(jì)算思維）

③通過教師引導(dǎo)、小組合作、動(dòng)手操作，能描述視頻編碼的發(fā)展，列舉常見的視頻文件格式及初步計(jì)算視頻文件的大小。（計(jì)算思維）

④通過合理利用一種視頻文件格式轉(zhuǎn)換工具，根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)視頻文件格式的轉(zhuǎn)換。（數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新）

⑤通過對(duì)生活中視頻應(yīng)用的討論，感受視頻數(shù)字化在信息社會(huì)中的重要作用。（信息社會(huì)責(zé)任）

（2）學(xué)法建議為學(xué)生的“在學(xué)習(xí)”提供方法和路徑

在學(xué)歷案中，學(xué)法建議是由“資源與建議”發(fā)展而來(lái)，能讓學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)之前，明確本課內(nèi)容在本書中所處的位置和作用，了解本節(jié)課的重難點(diǎn)和突破重難點(diǎn)的方法和策略，并從整體上把握本節(jié)課的學(xué)習(xí)路徑。[3]《視頻編碼》一課的學(xué)法建議如下：

①本課內(nèi)容是在學(xué)習(xí)了數(shù)字化及其作用，學(xué)會(huì)二進(jìn)制轉(zhuǎn)換，知道文字、聲音和圖像編碼的基本方式的基礎(chǔ)上，對(duì)視頻編碼基本方式的學(xué)習(xí)。通過對(duì)視頻編碼方式的學(xué)習(xí)，有利于建立對(duì)數(shù)據(jù)編碼基本方式的全面認(rèn)識(shí)，初步把握不同數(shù)據(jù)編碼方式的區(qū)別和聯(lián)系。

②本課內(nèi)容的學(xué)習(xí)重點(diǎn)是視頻數(shù)字化過程，通過類比聲音和圖像的數(shù)字化過程，推斷視頻數(shù)字化過程。學(xué)習(xí)難點(diǎn)是知道視頻編碼的方式，通過教師引導(dǎo)、小組討論，能解釋視頻壓縮的必要性，簡(jiǎn)述視頻編碼的發(fā)展，說出常用的視頻文件格式。

③本課的學(xué)習(xí)路徑如下：預(yù)習(xí)新知（閱讀學(xué)習(xí)資源）→聯(lián)系舊知（復(fù)習(xí)聲音、圖像數(shù)字化過程）→學(xué)習(xí)新知(四個(gè)主要探究活動(dòng)：視頻數(shù)字化過程、視頻壓縮編碼的必要性、視頻文件大小的計(jì)算方法、視頻格式轉(zhuǎn)換)→總結(jié)所學(xué)并畫出思維導(dǎo)圖（建立視頻編碼的知識(shí)結(jié)構(gòu)）→課堂檢測(cè)和評(píng)價(jià)（自我反思學(xué)習(xí)效果）。

2.學(xué)歷案引導(dǎo)學(xué)生“真學(xué)習(xí)”

“真學(xué)習(xí)”是指學(xué)生不是流于淺層的被動(dòng)接受學(xué)習(xí)，而是在思考中主動(dòng)積極地學(xué)習(xí)，真正達(dá)到學(xué)會(huì)的結(jié)果，是深度學(xué)習(xí)。這就需要以學(xué)生為主體，關(guān)注學(xué)生完整的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，讓學(xué)生以主動(dòng)的方式，自我調(diào)控，自我監(jiān)測(cè)進(jìn)行的學(xué)習(xí)。

（1）問題設(shè)計(jì)為學(xué)生的“深度學(xué)習(xí)”提供支持

學(xué)歷案的一個(gè)重要指導(dǎo)思想是深度學(xué)習(xí)理論。深度學(xué)習(xí)在課堂教學(xué)中不是自然發(fā)生的，需要教師有計(jì)劃有目的地精心設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化教學(xué)材料，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷有指導(dǎo)、有挑戰(zhàn)、高投入、高認(rèn)知的學(xué)習(xí)過程。[4]

《視頻編碼》一課以真實(shí)的問題導(dǎo)入，從學(xué)生使用視頻時(shí)遇到的問題出發(fā)，師生共同對(duì)問題進(jìn)行歸類，如視頻播放卡頓、視頻不清晰、視頻無(wú)法播放、視頻無(wú)法編輯等，學(xué)生在實(shí)際生活中并沒有完全解決這些問題，所以就會(huì)帶著對(duì)真實(shí)問題探究的興趣進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)。

然后，通過設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)問題及問題鏈，引導(dǎo)學(xué)生多角度思考、分析、體驗(yàn)解決問題的過程。以“視頻壓縮必要性”的教學(xué)活動(dòng)為例，首先讓學(xué)生計(jì)算一張未壓縮的圖片（圖像尺寸1920×1080像素，顏色深度是24位）的大小約為5.9MB，如果按照計(jì)算圖片的方式（忽略聲音的大小）來(lái)計(jì)算未壓縮視頻文件的大小，學(xué)生發(fā)現(xiàn)一個(gè)90分鐘的未壓縮的視頻文件（分辨率1080P，幀頻24幀/秒）大小約需要750.8G。歸納總結(jié)出未壓縮的視頻文件數(shù)據(jù)量大，這與從生活經(jīng)驗(yàn)中得知的視頻文件大小是不同的。由此引發(fā)學(xué)生思考，在追問中得出數(shù)據(jù)需要壓縮的結(jié)論。接著，教師提出問題：視頻文件中的所有數(shù)據(jù)都需要存儲(chǔ)嗎？怎樣對(duì)視頻文件壓縮才能保障文件質(zhì)量？通過給出的視頻文件，學(xué)生在合作探究中進(jìn)一步分析視頻文件的特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)視頻文件是存在數(shù)據(jù)冗余的，如空間冗余和時(shí)間冗余等，因此得出結(jié)論：視頻文件有必要壓縮，并且壓縮的目的是使文件占用更少的存儲(chǔ)空間和縮短傳輸時(shí)間，提高數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)男省？v觀整個(gè)學(xué)習(xí)過程，學(xué)生在問題鏈的引導(dǎo)下，經(jīng)歷了知其然到知其所以然的過程，逐步加深了對(duì)視頻壓縮編碼對(duì)數(shù)據(jù)高效處理及傳遞的重要意義的理解，提升了學(xué)生的計(jì)算思維能力。

（2）探究活動(dòng)引發(fā)學(xué)生的“主動(dòng)學(xué)習(xí)”

學(xué)歷案的另一個(gè)重要指導(dǎo)思想是學(xué)習(xí)金字塔理論，該理論將學(xué)習(xí)方式分為被動(dòng)學(xué)習(xí)和主動(dòng)學(xué)習(xí)。主動(dòng)學(xué)習(xí)的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于被動(dòng)學(xué)習(xí)。其中討論、實(shí)踐和教授給他人為主動(dòng)學(xué)習(xí)，也就是越是活動(dòng)的、交往的、實(shí)踐的、合作的學(xué)習(xí)方式，其學(xué)習(xí)效果就越好。因此，筆者在使用學(xué)歷案教學(xué)的過程中，以真實(shí)問題為引導(dǎo)，使用多種學(xué)習(xí)方式，如小組討論、動(dòng)手實(shí)踐等方式展開。以探究“視頻文件為什么無(wú)法播放”的探究活動(dòng)為例，小組成員在討論中首先分析問題，然后根據(jù)問題分類，嘗試不同解決問題的方法。例如，如果是視頻文件格式問題，利用格式轉(zhuǎn)換工具進(jìn)行轉(zhuǎn)換等。當(dāng)然，教師會(huì)提前準(zhǔn)備學(xué)習(xí)資源，提供學(xué)習(xí)支架。學(xué)生在小組合作、動(dòng)手實(shí)踐的過程中，經(jīng)歷了明確問題、分析問題和解決問題的過程，在探究中提升了計(jì)算思維和數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的能力，培養(yǎng)了學(xué)科核心素養(yǎng)。

3.學(xué)歷案促進(jìn)學(xué)生“何以學(xué)會(huì)”

學(xué)歷案幫助學(xué)生“在學(xué)習(xí)”，經(jīng)歷“真學(xué)習(xí)”，最終是為了實(shí)現(xiàn)“何以學(xué)會(huì)”。“何以學(xué)會(huì)”是評(píng)價(jià)一節(jié)課是否達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的重要標(biāo)志。那么，如何評(píng)價(jià)學(xué)生的“何以學(xué)會(huì)”呢？學(xué)歷案提供了讓學(xué)生自主評(píng)價(jià)、自主監(jiān)測(cè)的支架和方法。

（1）“教-學(xué)-評(píng)”的一致性監(jiān)測(cè)“何以學(xué)會(huì)”

學(xué)歷案的一個(gè)重要特征是“教-學(xué)-評(píng)”的一致性。設(shè)計(jì)學(xué)歷案要從整體去思考教和學(xué)的問題，將學(xué)生“為什么學(xué)”“學(xué)什么”“怎么學(xué)”“學(xué)得如何”和教師“為什么教”“教什么”“怎么教”“教得怎樣”兩部分內(nèi)容以學(xué)習(xí)目標(biāo)指引下的評(píng)價(jià)任務(wù)的方式融合起來(lái)，達(dá)到所學(xué)即所教、所教即所評(píng)、所評(píng)即所學(xué)的目的。

學(xué)歷案按照“學(xué)習(xí)目標(biāo)—評(píng)價(jià)任務(wù)—學(xué)習(xí)過程”的順序設(shè)計(jì)，將評(píng)價(jià)任務(wù)貫穿于教學(xué)的全過程。在日常的信息技術(shù)教案編寫中，多數(shù)教師不是每一節(jié)課都寫出具體的評(píng)價(jià)任務(wù)，而是一般根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，這樣就會(huì)有一定的隨意性。而學(xué)歷案要求教師在確定學(xué)習(xí)目標(biāo)后，就要設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)任務(wù)，然后再設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)過程。可以說，評(píng)價(jià)任務(wù)是學(xué)習(xí)目標(biāo)的具體化，每個(gè)評(píng)價(jià)任務(wù)都對(duì)應(yīng)著一個(gè)教學(xué)目標(biāo)，當(dāng)然也可以多個(gè)評(píng)價(jià)任務(wù)對(duì)應(yīng)一個(gè)教學(xué)目標(biāo)。評(píng)價(jià)任務(wù)也為學(xué)習(xí)過程的循序漸進(jìn)地展開提供依據(jù)，通過評(píng)價(jià)任務(wù)教師可在學(xué)習(xí)過程中監(jiān)測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成程度，明確學(xué)生學(xué)會(huì)了什么，學(xué)到什么水平，還有什么問題沒有解決，這就為適時(shí)調(diào)整教學(xué)及后續(xù)的教學(xué)提供了依據(jù)。下頁(yè)表為《視頻編碼》一課中的某評(píng)價(jià)任務(wù)的設(shè)計(jì)，學(xué)生在完成學(xué)習(xí)活動(dòng)后，對(duì)照評(píng)價(jià)任務(wù)能進(jìn)行自主監(jiān)測(cè)，教師也可以從學(xué)生的發(fā)言或活動(dòng)完成的狀況當(dāng)中把握學(xué)生學(xué)習(xí)的進(jìn)度。

（2）學(xué)習(xí)反思輔助“何以學(xué)會(huì)”

學(xué)習(xí)反思的作用分為兩方面，一方面學(xué)生是對(duì)自己學(xué)習(xí)過程或?qū)W習(xí)結(jié)果的梳理與思考，另一方面是教師通過檢查學(xué)生的學(xué)后反思，了解學(xué)生存在的問題，便于更好地改進(jìn)教學(xué)。學(xué)歷案中的學(xué)后反思包括繪制思維導(dǎo)圖、反思學(xué)習(xí)的收獲及遇到的問題。在梳理思維導(dǎo)圖時(shí)，每位學(xué)生得出的思維導(dǎo)圖、學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)都是不同的。這樣的習(xí)慣養(yǎng)成，可以促使學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)行主動(dòng)調(diào)控，有效提升學(xué)習(xí)力，促進(jìn)主動(dòng)、深度的思考。

體現(xiàn)“教-學(xué)-評(píng)”的學(xué)歷案任務(wù)設(shè)計(jì)搜索

●成效與反思

在學(xué)歷案實(shí)施一段時(shí)間后，筆者對(duì)學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查和訪談，學(xué)生普遍表示使用學(xué)歷案后，對(duì)學(xué)歷案中的學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)法建議、學(xué)習(xí)過程、學(xué)后反思等組成要素非常認(rèn)可，更加明確了學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)任務(wù)及學(xué)習(xí)路徑，并且學(xué)歷案能更好地促使自己主動(dòng)思考和進(jìn)行小組合作，促使自己反思學(xué)習(xí)中遇到的問題，促使自己更好地進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)，主動(dòng)反思自己的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)行為。由此可知，學(xué)歷案的使用確實(shí)能在一定程度上促進(jìn)學(xué)生的真正學(xué)習(xí)，并能評(píng)測(cè)其學(xué)習(xí)情況。但同樣，學(xué)生在使用學(xué)歷案過程中也遇到一些問題，如：有的學(xué)歷案任務(wù)多，在課堂時(shí)間內(nèi)無(wú)法全部完成所有內(nèi)容，如思維導(dǎo)圖沒有時(shí)間完成；在學(xué)歷案的學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)習(xí)提示還不夠，希望有更多的學(xué)習(xí)資源等。

通過與教師的交流，教師認(rèn)為在設(shè)計(jì)使用學(xué)歷案后，授課過程不是圍繞課件或課本進(jìn)行教學(xué)，而是以學(xué)歷案為抓手，更加關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，更加關(guān)注學(xué)生的“何以學(xué)會(huì)”。但是要更好地設(shè)計(jì)并使用學(xué)歷案，還需要加強(qiáng)對(duì)核心素養(yǎng)、學(xué)科大概念及學(xué)歷案相關(guān)理論的學(xué)習(xí)，提高學(xué)歷案的“教-學(xué)-評(píng)”一致性的設(shè)計(jì)以及進(jìn)行更多的實(shí)踐和探索。

總之，學(xué)歷案是一個(gè)優(yōu)化信息技術(shù)課堂教學(xué)的工具，一種可以在課堂內(nèi)外師生、生生、師師交流的互動(dòng)載體，一種供師生雙方保障教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)測(cè)依據(jù)。[5]但要想真正用好學(xué)歷案，還需要對(duì)學(xué)歷案的各個(gè)組成要素進(jìn)行深入的思考和應(yīng)用，在課堂實(shí)踐中不斷完善，才能為提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)提供支持。