基于信息素養培養的問題情境教學探究

【摘 要】以發展高中生信息素養為目標導向的問題情境教學與課程改革要求的理念高度契合，為解決高中信息技術學習中學生難以學以致用的教學困境提供了可行的路徑。基于信息素養培養的問題情境教學需要以較大的主題或項目整合教學內容，以持久思考性的核心問題貫穿學習過程，以真實問題助力學生持久深入學習，以問題解決實現知識的遷移應用。文章以“編程計算”教學為例探討如何在問題情境教學中培養學生的信息素養。

【關鍵詞】信息素養 高中信息技術 問題情境 教學探究

【中圖分類號】G623.58? ? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1002-3275（2023）14-59-03

信息技術是一門源于生活、寓于生活、用于生活的學科。高中信息技術以數據為基礎，通過分析數據形成算法，構建或應用信息系統服務于信息社會。由于部分知識點邏輯性、專業性較強，與學生既有的學習、生活經驗聯系較小，學生不能清晰地感知所學知識能夠解決什么類型的問題，不能順利實現知識的遷移和應用，從而阻礙學生信息素養的提升。如何打破當前教學困境，切實提高育人成效，成為當前高中信息技術教學中亟待突破的問題。

《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱課程標準）提出高中信息技術課程旨在全面提升全體高中學生的信息素養。學生應“從解題走向解決問題”，通過問題解決提升學生的信息素養。建構主義認為，學習總是與一定的社會文化背景相聯系的。這“一定的社會文化背景”就是情境。情境即情況、環境，是由外界、景物、事件和人物關系等因素構成的某種具體的境地。［1］創設含有具體事件或具體問題的情境，使學生在探求事件或解決問題的過程中自發地學習知識、構建意義就是情境教學。這里的情境是基于現實世界的，是與現實世界一致或類似的。情境教學與課程改革要求的理念非常契合，將情境教學與問題解決結合起來，為解決上述教學困境提供了可行的路徑。

一、構建以發展高中生信息素養為目標的問題情境教學

以發展高中生信息素養為目標導向的問題情境教學緊緊圍繞著“通過問題解決助力學生掌握知識、提升素養”這一主旨，建立單元課程問題觀念，創設問題情境，設計核心問題，開展問題情境教學。具體而言，就是在課程標準指引下，圍繞一個較大的主題或項目整合相關教學內容，設計核心問題作為教學主線，并根據學生已有的知識、能力、思維水平，將難以解決的核心問題拆分成若干個小問題，這些問題環環相扣、層層深入，問題之間形成嚴密完整的邏輯。學生在解決小問題的同時激發思維，發展認知，最終形成解決核心問題的方法與策略，并從中體驗信息技術行業實踐者真實的工作模式和思考方式，感悟信息技術學科方法、思想與內涵，從而提升信息素養。以提升信息素養為目標的問題情境教學設計如圖1所示。

（一）以較大的主題或項目整合教學內容

在課程標準指引下，圍繞一個較大的主題或項目，教師解構、關聯和重組教材，將知識結構化、有機地組織在一起，使學習內容更具有廣度、深度和厚度，學生從中了解問題解決的全過程，提高發現問題、分析問題、解決問題的能力，最終形成對知識全面、完整的認識。［2］在問題情境教學中，教師要從整體上思考所創設的問題情境、所解決的問題，是否能持續地提高學生的學習力、思考力，是否能落實核心素養的培養。

（二）以持久思考性的核心問題貫穿學習過程

核心問題是能反映學科本質，能引導學生不斷思考和理解，能鼓勵學生超越思維、知識、狹隘經驗，進行更深刻的遷移和應用的問題。教師應將核心問題貫穿整個學習過程，幫助學生厘清解決問題的思路，形成解決問題的基本策略，在解決問題的過程中激發學生更多思考，產生疑問，引發高階思考，刺激思維生長，逐步抽象出學科的上位概念和思想。

（三）以真實問題助力學生持久深入學習

課程標準指出，在課程中融入真實問題情境，既要與信息技術內容相關，也要和學生的學習經驗、生活經歷關聯起來。真實問題是指問題具有真實性，強調情境與學生經驗的聯系、與學生好奇心的結合，它是學生溝通知識與思維、將知識轉化為素養的橋梁。真實問題讓學生有身臨其境的感覺，能激發學生積極主動地參與到解決實際問題的過程中，促進學生對問題的思考和探究，將學習引向深入。

（四）以問題解決實現知識的遷移應用

學生在解決問題的過程中，要查閱資料、提出假設、探究驗證，同時會遇到很多困難和問題，經過試錯、探索、領悟、合作、分享、反思，逐漸學會學習，提升綜合能力，得到成長。

二、問題情境教學實例剖析

能否合理設計程序解決生活中的實際問題，體現學生信息素養水平。“編程計算”是《信息技術必修1數據與計算》第二單元的教學內容，該單元內容專業性、邏輯性較強，與學生既有的學習經驗、生活經歷關聯較小，學生普遍難以從整體上把握知識，不能清晰地感知所學知識能夠解決什么類型的問題。為此，筆者將問題情境教學充分運用于該模塊的教學中，取得了較好的教學效果。

（一）以問題解決為導向確定單元學習目標

結合課程標準對應的內容要求和學業質量水平要求，該模塊教學要求學生掌握算法和程序設計的方法，體驗計算思維內涵，并能遷移應用知識解決生活中的實際問題。具體的單元學習目標如下：①了解計算機解決問題的基本過程，能夠繪制流程圖，感知算法與程序在實際生活中的應用。②掌握順序、選擇和循環三種程序結構的原理與方法，能夠描述三種程序結構的使用范圍、分類、特點及執行過程。③能多角度分析問題，利用Python語言實現算法，解決生活中的實際問題。④在解決問題的過程中，愿意與團隊成員共享信息，對他人的作品能夠給予恰當的評價。

（二）學情解讀

高中生思維較靈活，善于觀察思考問題，具備一定的邏輯思維能力，針對同一問題可以提出多種假設。經過義務教育階段的學習，學生已具備一定的信息技術基礎，能夠嘗試利用計算機去解決問題，但基本上沒有形成計算思維，對如何利用程序解決問題的方法和過程缺乏系統分析和梳理能力，無法感受計算機編程的魅力。

本單元教學從學生身邊的實際問題入手，對實際問題進行拆解、建模、編程實現，探究程序解決問題的方法和過程，為解決更復雜的問題奠定基礎。

（三）單元主題設計

在對教學目標和學情充分分析、了解的基礎上，選取學生身邊的日常生活素材設計單元主題：在剛剛經歷的學校50周年校慶活動中，有郵折、明信片套裝、手機扣、書簽等多達13種定制文創紀念品，深受大家的喜愛。由于每款產品定價不一，折扣優惠條件各不相同，如何根據本班收到的班費和人數設計相對應的購買方案，實現購買物品種類和數量最多呢？

設計意圖：要解決這個問題，需要掌握算法、流程圖、順序結構、分支結構和循環結構的原理與方法，在此基礎上，將這些知識整合遷移應用，形成問題解決的策略并用程序實現。通過解決這個實際問題，將相關知識點串成鏈，學生能清晰地感知知識“從何而來，能到哪去”，從而突破教學難點。

（四）單元核心問題解構設計

在單元學習過程中，教師引導學生持續思考核心問題：①程序結構是什么？有什么特點？適合解決哪一類問題？②如何合理運用程序結構解決問題？

本單元以解決實際問題為核心，由于核心問題難度較高，學生難以抽象概括，因此將核心問題先解構成問題鏈和任務群，在解決問題鏈的同時學習對應的知識，最后整合知識，形成單元問題的解決方案（見表1）。學生在問題解決過程中實現學習目標，由點到面，形成對知識全面、完整的認識。

（五）教學過程示意

將“編程計算”單元教學過程整理如圖2所示。

（六）教學效果及反思

為驗證教學效果，筆者在實施問題情境教學前進行前測，測試對象為2021學年高一入學新生，通過SPSS 25.0軟件對測試成績進行獨立樣本T檢驗（見表2），從中選擇了兩個沒有顯著差異的1班、3班作為實驗對象。以隨機抽取的方式安排1班為干預組，采用問題情境教學法教學，3班作為對照組，采用傳統的教學方法教學。在高一必修1《數據與計算》教學結束后，對實驗對象進行后測，后測試題編制參考廣州市高中信息技術學業水平考試要求。

經過檢驗，干預組的成績顯著高于對照組（T=4.180，P<0.001），表明問題情境教學法取得較好的教學效果。具體體現如下：

第一，學生在分析問題、設計算法、編程解決問題的過程中，要梳理、整合、重組、運用知識，經歷從低階思維向高階思維發展的一系列思維活動，符合科學的認知規律，能夠切實提升思維能力。

第二，相較于傳統教學，問題情境教學更能激發學生的挑戰欲望，為了妥善解決問題，學生要深入思考和探究，關注所學知識背后的思維、方法與觀念，促使深度學習真正發生。

第三，在解決問題過程中，學生愿意與團隊成員分工合作、交流表達，顯著改善學習態度。

發展高中生信息素養是信息技術課程育人價值的集中體現，在教學實踐中發現，問題情境教學對于培養學生的信息素養有顯著成效，教師可加以借鑒，并進行更深入的探索。

【參考文獻】

［1］王春妮．小學數學情境教學有效性研究［D］．濟南：山東師范大學，2017：15．

［2］鄭子燕．基于問題導向的初中美術大單元教學應用研究：以旗袍設計為例［J］．美術教育研究，2022（2）：164-165.

楊志柯 / 廣東廣州市花都區秀全中學，高級教師，從事中學信息技術教學（廣州 510800）

【基金項目】廣州市教育科學規劃2022年度能效課題“基于學科核心素養的中學信息技術情境化教學實踐研究”（202214079）