基于高階思維能力培養的高中信息技術大單元教學實踐

【摘要】隨著課程改革不斷深入，高中信息技術面臨新的挑戰與新的機遇。為了有效提高學生的信息技術素養，教師應立足大單元教學視角，關注學生的高階思維能力培養，提高信息技術教學的整體性和有效性，為學生的全面發展提供保障。文章探究基于高階思維能力培養的高中信息技術大單元教學策略，以期為教師開展教學提供參考。

【關鍵詞】高階思維；高中信息技術；大單元教學

【基金項目】本文系南通市教育科學“十四五”規劃2021年度課題“大單元視野下的信息技術教學中學生高階思維培養的研究”（課題立項編號：GH2021363）的研究成果。

作者簡介：楊文鵬（1980—），男，江蘇省通州高級中學。

為深入貫徹落實“立德樹人”根本任務，《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》對教學理念、教學方法以及教學組織形式等提出新要求。新時期下，傳統的教學方式無法滿足學生的學習需求，指向高階思維能力培養的大單元教學應運而生。大單元教學以單元為單位，能夠挖掘單元知識點之間的聯系，針對學生“學一課忘一課”的現象，打破課時教學的壁壘，驅動學生開展主題化學習。教師應開展大單元教學，培養學生的高階思維能力，促進學生的全面發展。

一、基于高階思維能力培養的高中信息技術大單元教學應遵循的原則

（一）以學科核心素養為依據

要想培養學生的高階思維能力，教師需要以學科核心素養為導向，在大單元教學實踐過程中，準確把握信息技術學科核心素養與大單元教學之間的關聯，設計符合學生核心素養培養要求的大單元教學目標，確保大單元教學有據可依。以學科核心素養為依據是基于高階思維能力培養的高中信息技術大單元教學應遵循的首要原則。

（二）以全體學生為中心

要想從低階思維能力培養邁向高階思維能力培養，教師無論如何設計大單元教學活動，都需要秉持“以學生為中心”的原則，肯定學生為信息技術教學的主體，使信息技術教學回歸“人”之根本［1］。換言之，教師應了解學生的學習特征與認知規律，從學生的真實水平與需求出發設計單元任務，避免過多主導教學，促使學生自主學習。

（三）以能力發展為目的

學生的高階思維能力培養有賴于其發現問題、分析問題以及解決問題的過程與體會。也就是說，高階思維能力培養離不開學生的社會實踐活動體驗，需要學生將所學理論知識通過解決具體問題轉化為技能，提煉為經驗。為此，在基于高階思維能力培養的高中信息技術大單元教學中，教師應遵循“以能力發展為目的”的原則，不斷向學生提出問題，引導學生解決問題，并鼓勵學生提出新的問題，將學生置于多類問題情境中，強化學生的問題解決能力。

二、以高階思維能力培養為導向的高中信息技術大單元教學優勢

（一）助力思維強化

高階思維能力既包含基本創新思維，又包含學生解決問題時需要的決策力、深度探究意識以及質疑批判思維等，是指向學生潛能挖掘，能真正同步提高其智力水平與實操技能的重要能力。在信息技術領域，“創新”是影響行業發展的關鍵因素。教師采取大單元教學策略，注重學生的高階思維強化，可以培養學生的創新思維，讓學生在面對復雜問題時不囿于單一思路，找到解決問題的突破口，切實發展創新創造能力。在此過程中，學生的問題意識、決策力以及批判性思維等能夠同步得到強化，學生能夠主動發現問題，提出問題，運用系統思維深入分析問題，理解問題的價值，通過獨立思考、小組合作與實踐探究解決問題。

（二）發展核心素養

以培養學生高階思維能力為導向，實施信息技術大單元教學，需要教師既向學生有序傳授理論知識與技能，又關注學生的科學探究精神培養與信息技術品德培養等，以學科核心素養培養為終極目標。在科技與網絡高度發展的背景下，信息技術是社會發展與進步的重要支架。要想成為合格的復合型信息技術人才，學生必須既能熟練使用基本工具，又具備良好的理論基礎與研究素養。大單元教學能夠使學生的主體性被放大，讓學生通過獨立探究或小組合作學習的方式，真正理解信息技術的本質，并逐步將信息技術知識從文字理論轉化為實操技能，樹立正確的情感、態度與價值觀。

（三）優化學習策略

傳統的教學模式下，教師往往一味地給學生灌輸信息技術知識，忽視了對學生思維與學習方法的點撥。以培養高階思維能力為導向，開展信息技術大單元教學實踐，能夠將培養學生思維放在重要位置，指引學生完善學習方法。學生不再是被動接受知識的對象，而是投入真實情境，圍繞核心任務開展項目化探究的“主人公”［2］。如此，學生能夠得到鼓勵，在大單元學習模式下主動思考，深入探究，養成良好的學習習慣，突破死記硬背的學習困境，借助所學知識解決現實問題，形成終身學習意識。

三、指向高階思維培養的高中信息技術大單元教學的路徑

（一）設置挑戰性任務，調動學生探究興趣

挑戰性任務指具有一定難度，能夠考驗學生真實學習水平的學習任務。設置挑戰性任務是實施信息技術大單元教學，為學生高階思維培養探明方向的主要策略。需要注意的是，教師需要匹配學情，結合教學內容設置挑戰性任務，以調動學生的探究興趣，使學生主動參與討論、探究過程，指引學生通過主動探究找到問題的解決方案。為合理設計挑戰性任務，教師應考慮以下方面。首先，任務設計要貼近學生的生活經驗，具有現實意義。其次，任務的內容與形式要體現多樣性，讓學生有充足的自主探索空間，方便學生從不同角度提出不同的問題解決方案。最后，任務要整合單元教學內容，涉及多個知識點與技能［3］。以教科版高中信息技術必修1“編程計算”的單元教學為例。在正式開始教學前，教師統籌梳理計算機程序設計語言、常用函數、算法的三種基本結構等本單元的重難點知識，設計對應的挑戰性任務。教師設計以下任務背景：假設你現在是一個電商平臺的銷售數據分析師，某品牌即將要銷售一款新產品，需要你使用算法對銷售數據進行預測。教師設計如下任務要求：導入過去×個月該品牌的熱銷產品銷售數據，從銷售額、利潤最大值及利潤最小值等方面入手，繪制新產品在不同時間段的銷售額走勢圖。教師提出如下任務條件：可以使用Python3.4.4與常用函數完成必要數據的讀取、計算與預測。為完成該任務，學生會綜合單元的所有知識與所學的相關技能，利用收集的數據編寫銷售額預測程序，完成盡可能準確的預測。該挑戰性任務難度適中，有助于學生在解決具體問題的過程中發現問題，改進解決問題的方法，有效培養高階思維能力。

（二）鼓勵自主性探索，培養學生自學能力

要想使學生進入深度學習領域，單純依靠教師對學生的教學指導是不夠的，需要學生主動、積極地對信息技術知識進行深層思考與討論，開展深度學習。因此，要想提升高中信息技術大單元教學質量與效果，教師需要鼓勵并引導學生開展自主性學習，尊重學生的想法與感受，讓學生在體驗學習的過程中發揮主觀能動性，成為信息技術知識的探索者，而非接受者。具體而言，為了驅動學生自主學習，教師應深入研究教材，搜集相關的書籍、熱門話題、新聞報道等教學資源，從學生感興趣的角度導入單元知識，同時為學生提供必要的自主學習支持，在學生遇到學習困難時及時解決。另外，教師也可以根據學生的基本學習情況，通過小組合作學習的方式引導學生相互交流，培養學生的團隊合作意識，讓學生獲得不同視角的學習反饋與評價補充［4］。以教科版高中信息技術必修1“初識數據與計算”的單元教學為例。該單元教學內容是學生認識數據、掌握計算方式與技能的基石。在精準分析教材后，教師結合“具體感知數據與信息”“信息與知識之間的關系”等知識，讓學生從生活的角度講述信息技術帶來的變化、對數字化生活的理解，促使學生結合生活觀察與體驗，用自己的話概括單元的核心知識。接著，教師引導學生自學單元知識，探索日常生活中的數據，了解數據、信息和知識之間的關系。這樣，學生通過自主學習基礎理論知識，能夠了解簡單的數據計算方式，學會對數據進行有效分類、篩選，增強自主學習意識，提升高階思維能力。

（三）提出開放性問題，引導學生深度學習

學生的思維能力存在差異。在高中信息技術教學中，教師應堅信每一名學生都擁有不可估量的思維潛力，在傳授理論知識與方法的同時，挖掘學生的思維潛力，引導學生深度學習。教師可以提出開放性問題，創造開放性探索空間，讓學生突破思維的局限，通過層層遞進的探索、分析與反思，逐漸進入深度學習空間，鍛煉學生的高階思維能力。為了落實大單元教學，教師應根據學生的想法與現實需要提出開放性問題，活躍學生的思維，避免學生思維固化［5］。以教科版信息技術高中必修1“數據分析與人工智能”的單元教學為例。結合當前人工智能技術不斷發展并逐步走到大眾眼前的態勢，教師提出開放性問題：“你認為在大數據時代，大數據分析會對你的衣、食、住、行產生哪些影響？請列舉實例加以說明。你認為人工智能技術在現今時代還有哪些未被發現的潛力？要想挖掘該潛力，會面臨哪些具體挑戰？你認為人工智能技術會取代人類嗎？會的話，人工智能技術發展到什么程度可以取代人類？不會的話，為什么？”教師以問題為指引，以人工智能技術為核心，引導學生對人工智能技術發展與人類智慧發展的關聯性與相對性進行討論。學生結合已學的信息技術知識與個人見解，給出各種充滿想象力和可能性的答案。這既是學生從低階思維向高階思維轉化的過程，也是學生從淺層學習進入深度學習領域的過程。教師提出開放性的問題，能夠促使學生進行討論，對單元知識進行深入探究，經歷“觀察—思考—分析—推理—創造”等過程；同時拓展思維，提出相關的延伸問題，進入“提問—解答—再提問—再解答”的學習循環。

（四）豐富情境化體驗，促進學生全面發展

與傳統教學模式相比，創設情境可以豐富學生的情境化體驗，讓學生以情境為指引，或通過角色扮演，或結合真實生活場景，學習高中信息技術單元知識，使信息技術理論變得“鮮活”、有畫面感、有情境感，不再是冷冰冰的晦澀文字。教師可以采用模擬真實場景、提供真實案例、設計主題實踐活動等方式創設情境，使學生了解知識的應用，嘗試運用已學知識自主解決具體問題，感受信息技術的獨特魅力。以教科版高中信息技術必修1“認識數據”的單元教學為例。為將學生此前學過的一、二單元知識進行整合，教師提出問題：“當我們需要注冊一個平臺賬號，會在平臺中認證姓名信息、手機號碼等，系統是如何確定這些數據是真實的并對這些數據進行保護與管理？”“你有遇過接到陌生電話時，電話另一端的人可以直接講出你的真實身份信息的情況嗎？這有帶給你什么思考嗎？”教師緊扣現實生活創設情境，圍繞學生感興趣的討論話題，讓學生利用生活經驗開展學科知識學習。如此，學生能自然而然地想到各類張貼在醒目位置的反詐橫幅以及發生在自己身邊的數據信息泄露例子。這樣不僅能夠降低學習難度，促使學生對單元知識進行探究，高效學習單元核心知識，并自發創設相關情境，與同伴交流，掌握信息技術知識，而且能讓學生立足自身視角，提出與數據安全有關的問題解決方法，強化自身的信息安全意識。

結語

綜上所述，基于高階思維能力培養的高中信息技術大單元教學，可以讓學生經歷“設想—推理—實驗—驗證”的學習過程，由淺入深地發展信息技術意識與信息技術素養，開闊學習眼界，總結經驗教訓。教師應緊跟時代發展腳步，積極轉變教學觀念，自覺吸收并借鑒大單元教學優秀經驗，明確大單元教學的教學目標、教學內容以及教學過程等，培養學生的學科核心素養。

【參考文獻】

［1］王祖浩，田艷.數字信息時代高階思維能力：要素、關系、測評及培養［J］.教育科學研究，2024（2）：5-12.

［2］賈云.指向高階思維培養的高中信息技術項目式教學設計與實施：以《搭建智能水位監測系統》一課為例［J］.中國現代教育裝備，2024（2）：44-47.

［3］孫克堅.指向信息技術高階思維的課堂深度教學［J］.江西教育，2023（47）：43-44.

［4］劉宜銘.如何在高中信息技術教學中培養學生的高階思維［J］.當代家庭教育，2023（23）：76-78.

［5］陳麗華.落實教學問題設計，培養高階思維能力：以程序設計教學《Image模塊應用》為例［J］.中國信息技術教育，2023（17）：24-26.