指向核心素養的高中信息技術學習支架設計策略

王永偉 浙江省青田縣伯溫中學

曹建香 浙江省麗水市教育教學研究院

高中信息技術課程以培養學科核心素養為目標，以學科大概念組織課程內容，注重學生問題解決及遷移能力的提升。為實現學科核心素養的培養，《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》倡導在教學中實施項目學習，這就需要教師在確定學生的學習需求后，通過組織和創設支持性的教學資源和學習路徑，為學生開展項目化學習提供合適的學習支架，從而引導學生從被動學習轉為主動學習，支持學生的探究性學習，助力學生核心素養的提升。

●學習項目與學習支架

學習支架是指在項目化學習中為學生提供幫助和支持的各種學習資源，能有效引導學生形成自我探究與學習的能力。

為引導學生的思維能力實現螺旋式上升，教師要根據學生不同階段的特征設計由“內容項目”“挑戰項目”“拓展項目”組成的階梯式學習項目（如圖1）。其中，內容項目是為學生開展項目化學習提供支架或模板，適合學生課前自主學習；挑戰項目一般在單元教學完成后開展，可根據教學實際采用課內課后相結合的方式實施；拓展項目是讓學有余力的學生自己設計任務并實施。[1]教師根據三種不同形式的項目，在項目的實施環節提供不同類型或不同內容的學習支架（范例、建議、提示性問題、導圖、學習單等），以支持學生的自主學習，助力項目任務的完成。

圖1

●學習支架的設計原則

項目化學習支架的設計有四大原則，即多元性原則、層次性原則、適時性原則和引導性原則。

1.多元性原則

體現在提供支架的主體（教師、學生）“多元”以及學習支架的類型與呈現形式的“多元”。

2.層次性原則

由于學生認知和能力水平存在差異，因此，需要針對不同層次的學生設計不同的學習支架，以滿足他們的不同學習需求。

3.適時性原則

設計學習支架的根本目的是讓學生在完成項目的過程中遇到困難時能及時獲取有效的幫助，因此教師要選擇在合適的時間、合適的階段提供合適的支架。

4.引導性原則

在項目活動的逐步推進中，學習支架起著引導學生探究學習的作用。

●學習支架的設計案例

1.創設學習環境，搭建情境支架

項目化學習要求創設真實的情境，真實的項目情境可以激發學生的學習興趣，幫助學生快速融入到課堂學習中。

案例1：動動有獎。

學生通過分析運動APP與運動智能設備聯動的優勢，呈現每日、每周，甚至每月的步數排行榜。該情境通過引導學生觀察數據、討論數據、計算數據的方法來創設項目情境，促進學生主動投入項目學習。

運動APP需要采集運動者的哪些數據？步數排行榜的功能是如何實現的？它的運動卡幣是如何計算的？針對這些問題，首先，讓學生置身于情境中并進行合理的思考與分析（計步原理、卡幣計算等）；其次，教師使用手機投屏動態呈現某APP運動步數界面的實時數據以及福利社中的卡幣數據和獎品；最后，提出本節的項目主題并讓學生對運動步數或項目情況進行深入討論，逐步引導學生提煉核心要素，如步數、卡幣、天數等。

2.啟發學習思維，搭建問題支架

教師可以基于創設的真實情境啟發學生思考，從中引申并設計出與學生年齡層次相符的不同類型的一系列探究問題，通過引導學生對關鍵問題的分析，幫助學生逐步形成解決問題的方案。

案例2：出租車軌跡可視化分析。

為了分析人們的出行信息，優化交通環境，教師采集了出租車的大量行駛軌跡數據，借助如圖2所示的問題支架，引導學生圍繞下列問題進行思考、分析，并挖掘可視化軌跡背后的價值。

圖2

①出租車軌跡數據可通過什么方式獲取？一條軌跡數據應包含哪幾個屬性？軌跡數據與采集精度有無關系？（數據獲取）

②這些軌跡數據采用TXT格式文件組織和存儲，如何導入到對象？結合項目要求，有哪些數據是無關的？該怎樣快速清洗這些數據？（數據清洗）

③把每一輛出租車的軌跡作為一條出行線路進行可視化，怎樣計算出租車當日載客次數、停車時長、空載平均速度與載客平均速度？（數據計算）

④根據行駛軌跡數據的可視化分析，怎樣優化交通環境？有哪些具體措施？（數據分析應用）

3.著眼學習任務，搭建學習單支架

在項目化學習中，學習單是課堂教學中的一種重要的學習支架。巧妙設計學習單可將學習目標具體化、過程化、知識化，從而引導學生明確學習目標，積極主動地探究、學習、交流。

案例3：簡易五子棋游戲。

游戲雙方依據黑方先下、黑白交替輸入棋子位置的規則，分別使用黑白兩色的棋子，下在棋盤直線與橫線的交叉位置上，最先形成五子連線的一方獲勝。

教師根據項目情境與功能設計出如表1所示的本節課的課前預習單、課中導學單和課后學習單，為學生在不同的學習階段搭建不同內容的學習支架，使學生在預習、交流、探究學習的過程中深入理解項目背后的算法思想與數據結構知識。其中，課前預習單讓學生在課前通過對項目的預習，初步了解項目的實踐內容與實踐步驟，并對項目實施有一個整體的思路；課中導學單主要通過“抽象建模—設計數據結構與算法—編寫程序—調試運行”來學習和掌握二維數組；課后學習單可以讓學有余力的學生思考解決課堂中動態生成的疑難問題。

表1

4.聚焦學習難點，搭建圖表支架

對于項目學習中的重難點，學生可以通過觀察表格圖、思維導圖等，將教材中“看不見的”思維過程轉化為直觀清晰的圖表，為學習提供策略支持，以實現對知識的本質認知和結構化認知。[2]

案例4：答題卡填涂識別。

在答題卡填涂識別的項目中，需要對答題卡中準考證號填涂區的信息點逐一進行檢測（準考證號填涂區為9*10大小的區域，共90個填涂信息點）。答題卡中的每個信息點都有固定的坐標值并按一定的順序排列，依據這種規律可抽象出如圖3所示的信息點坐標示意圖。

圖3

借助示意圖可引導學生構建信息點起始位置水平方向與垂直方向坐標的計算模型：

①水平方向坐標值x可表示為：x=xs+(fw+sw)*col；col為列號。

②垂直方向坐標值y可表示為：y=ys+(fh+sh)*row；row為行號。

5.落實以評促學，搭建評價支架

在課堂教學中，教師要對學生的學習行為、結果做出及時有效的評價。因此，教師可以根據情境性評價的要求，制訂評價量化表，并通過評價量表引導項目實施，幫助學生完成課堂反思。

案例5：口算題批改。

在項目化學習中，可以圍繞核心素養的整體要求，結合具體的項目內容，設計評價量化表（如表2），突出評價的過程性、診斷性、激勵性，讓每位學生都有所學、有所思。

表2

●學習支架的設計路徑

項目化學習支架要以學生為中心，支持學生將已有的知識遷移到新知識的理解和問題解決中，并圍繞項目學習中所涉及的“項目背景”“項目指導”“項目設計”“項目實現”“項目評價”五個環節進行設計（針對每個環節設計若干個支架，支架間相互銜接、相互助力），具體設計路徑如圖4所示。

圖4

綜上所述，項目化學習支架的設計要以教師為主導、學生為主體、探究合作為手段，強調學習支架對領域知識學習和能力培養的輔助作用，并對學生對新知識和新方法的認知和運用加以引導。通過搭建多種類型的學習支架，幫助學生主動地解決問題，使學生在真實的項目活動中習得知識、獲得能力、提升素養。