素養導向的高中信息技術深度學習教學實施策略研究

摘要：本文通過找尋高中信息技術新課程與深度學習教學改進之間的契合點，構建了以“雙導向四環節十二步驟”為架構的“問題導向單元主題化”教學實施策略，并以“校園小農田花圃栽種方案設計”單元主題案例的實施為例展開分析，以期為學科實施深度學習教學改進和發展創新提供借鑒和參考。

關鍵詞：素養導向；高中信息技術；問題導向；單元主題化；深度學習

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2024）13-0028-06

《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課標”）提出“培育以學習為中心的教與學關系，在問題解決過程中提升信息素養。鼓勵學生在不同的問題情境中，運用計算思維形成解決問題的方案，體驗信息技術行業實踐者真實的工作模式和思考方式”。“以學習為中心”是從學習者角度來規劃教與學的關系，“問題解決過程”是以問題情境導向教學發生和以問題解決導向教學活動，而“體驗信息技術行業實踐者真實的工作模式和思考方式”正是深度學習教學改進的核心觀點，深度學習倡導學習者像真正的學科研究者一樣去探究真實問題，理解和思考學科思維與方法。因此，新課標提出的要求與深度學習的基本內涵是一致的，教師可以通過改進深度學習教學來落地新課程的教學，進而培養學生的核心素養，并提升其學科思維。

素養導向的高中信息技術深度學習教學改進路徑

深度學習指向學生的學習，讓學習真實發生，明確“為什么學、學什么、怎樣學”的問題，讓學生的學更有深度，同時也指向教師的教，明確教師“為什么教、教什么、怎樣教”的問題，讓教師的教更有深度。

1.高中信息技術深度學習的基本內涵

高中信息技術深度學習是指學生在教師引領下，通過基于真實問題情境的學習活動，結合學科大概念，掌握信息技術特有的學科方法，領悟學科獨特的育人價值，其核心特征是真實情境、基于項目、問題解決、高階思維等。深度學習是真正能夠提升課堂“教-學-評”新生態的教學理念，它能讓學習者“體驗信息技術行業實踐者真實的工作模式和思考方式”，它能有效地將新課程背景下的大概念、大單元、項目學習、單元主題等關鍵詞創新融合，它是高中信息技術新課程落地生根的有效途徑。

2.高中信息技術深度學習的學習單元

學習單元既是學科課程實施的基本單位，也是知識結構化的重要表現。從“課時學習”到“單元學習”，是深度學習方式變革的具體體現。學習單元有效聯結問題解決的過程與方法，它以學科核心素養和學科大概念為統領，形成單元下的學習目標和概念集，促使“主題—目標—活動—任務—評價”教學流程的統一。圖1為指向深度學習的高中信息技術學習單元邏輯關系示意圖。

3.高中信息技術深度學習的問題導向

在高中信息技術深度學習教學中，教師要引導學生圍繞問題對某一特定學習單元的內容進行理解，并激發知識間的聯系與遷移，更需要超越事實性問題，探索突破主題單元界限的問題，在問題解決中提升學科思維與方法，這便是高中信息技術深度學習的基本問題。表1為指向深度學習的高中信息技術的問題鏈導向分析表，其從下至上問題的提升過程，正是思維從簡單到復雜的提升過程。

指向深度學習的高中信息技術教學策略

1.“問題導向單元主題化”教學策略

問題既是學習的起點也是學習的終點，以問題導向學習單元主題化，將引領性主題和挑戰性學習任務組合形成科學探究過程。筆者在教學實踐中形成了指向深度學習的高中信息技術“問題導向單元主題化”教學策略，同時構建了“雙導向四環節十二步驟”具體實施架構（如圖2）。

2.“雙導向四環節十二步驟”教學實施架構分析

（1）以基本問題導向單元主題教學路線

本教學實施策略是以基本問題來統領和實現學科某一知識模塊，利用整合或重組等方式將其分解為若干具體的教學專題性問題來展開教學活動。“四環節”是根據問題解決過程來設計，呈現問題解決思維外化的學習行為。問題感知是初步認識聚焦問題，問題探究是從問題分解到問題建模的過程，問題構建是問題解決后的認知升華，最后的問題遷移則是將問題解決遷移到其他問題的綜合運用。四環節是問題解決過程閉環管理，也是問題解決的思維進階過程。

（2）以學科核心素養導向單元主題教學評一體化

本教學實施策略以高中信息技術學科核心素養為總指向，無論是教學活動還是教學評價，都要以學科核心素養的分級體系為依據來改進教學策略、優化教學、評估學業等，使學科核心素養貫穿于教與學的全過程。“四環節”是問題解決過程中融入學科核心素養的體現，問題感知是學科核心素養培育的萌芽階段，問題探究是計算思維和數字化學習與創新的培育階段，問題構建是信息意識形成的主要階段，問題遷移是學科核心素養的二次培育與深化，而信息社會責任則滲透于教學實施的全過程。

（3）以問題解決統領教學四環節

本教學實施策略路線由問題感知、問題探究、問題構建、問題遷移四個環節組成，這四個環節是依據問題解決與計算思維的相關原理與路徑，以及科學教育心理學來制訂的。

①問題感知：學生通過問題情境，利用各種感覺器官獲取到外部信息，經大腦加工整合后在主客體之間形成邏輯關系，形成學習的問題起點，增強探究欲。

②問題探究：學生運用不同的數字化學習工具和方法，形成對問題的解決過程，將科學探究思維與問題解決思維相統一。

③問題構建：學生經過問題探究和觀點碰撞，能總結出概念規律，再提煉為核心概念，最終升華成學科觀念過程的進階路徑。

④問題遷移：學生將已構建的學科觀念置于現實生活中，以求檢驗和證實其正確性的活動過程，并衍生到現實生活中問題的解決過程。

（4）以問題探究展開教學十二步驟

①創設情境：進行科技、生活、勞動等情境創設，遵循適切性、生動性、啟迪性等原則。

②獲取感知：讓情境的聚焦與問題產生密切關聯，進而由感知推進問題導向。

③聚焦問題：去除無關的次要感知信息，聚焦問題核心感知信息，提出探究問題。

④提出猜想：對問題產生原因、問題解決方式、問題可能結果等提出猜想。

⑤問題分解：在知識經驗融合中找到問題起點與終點的距離，對問題進行分解。

⑥模式識別：用計算思維武裝，以數字化學習工具繪制模型，形成問題初步解決目標。

⑦形成規律：在問題初步解決后進行引導修正和內化理解，需多次辯證和思考解決。

⑧提煉核心：在新舊情境和概念關聯求同中揭示規律，提供思維方法的存備。

⑨升華認知：通過概括和凝聚，上位到具有統領性的信息觀，有一定的挑戰。

⑩模擬情境：從情境的時效性、相關性、挑戰性方面運用不同的數字化工具模擬情境。

?認知遷移：同化性遷移到順應性遷移再到重組性遷移的進階式遷移。

?思維修正：從概念規律、核心概念、信息觀等方面修正，如達成共識結束，如未達成共識則開啟下一輪，它不是簡單的閉合教學，而是以螺旋上升態勢進行的開放式、進階式的教學。

“校園小農田花圃栽種方案設計”單元主題案例分析

1.教學內容分析

“校園小農田花圃栽種方案設計”選自教科版必修一《數據與計算》中的“算法與程序實現”，融合了第二單元“編程計算”的第一、二、三節和第四單元“計算與問題解決”第一節的相關內容，具體的內容結構如圖3所示。

2.學習目標分析

根據新課標“內容要求”中對1.6和1.7的描述，以及對應的學業要求、學業質量水平二、學科核心素養水平一的相關描述，筆者圍繞學習主題探究活動，制訂了以計算思維為主的學科核心素養導向的單元學習目標（A1信息意識、B1計算思維、C1數字化學習與創新、D1信息社會責任）。

①學會運用計算機解決問題，理解問題解決過程和方法。將知識、技能與思維融入到數字化工具問題解決過程中，促進學科核心素養的整體培養。（B1-1、B1-2、B1-3、C1-2）

②了解計算機解決問題的基本過程，了解算法基本含義，能運用恰當方法描述算法。結合實例，在了解常用算法思想的基礎上，學會運用恰當的算法描述問題。（A1-4、B1-1、B1-2）

③學會Python語言基本語法的使用方法，掌握并運用三種結構的基本語法并運用恰當的結構語句編寫程序來解決實際問題。（B1-3、C1-2）

④熟練地將解決問題的方法歸結為清晰、準確的步驟，選用恰當的算法綜合運用不同控制結構程序來分析解決問題。（B1-2、B1-3、C1-2）

⑤了解方案設計報告的基本結構，學會撰寫規范的方案設計報告。（A1-4、C1-2）

⑥通過單元主題探究，感受運用“算法與程序實現”解決問題的思維過程，培養熱愛勞動、傳承勞動精神、珍惜美好勞動成果的勞動素養。（D1-5）

3.問題導向分析

“校園小農田花圃栽種方案設計”單元主題教學按照指向深度學習的高中信息技術問題導向單元主題化“雙導向四環節十二步驟”實施架構開展，以問題解決的過程串起整體單元學習主題，以問題導向教學的發生和教學的探究活動，具體實施過程如下頁表2所示。

4.教學路線

依據“算法與程序設計”的層次遞進順序，按照計算機解決問題的基本過程，筆者將本單元分為6課時，對應的課時教學路線與問題導向分析如第33頁表3所示。

5.持續性評價

本單元的評價不僅關注單元學習的“學習作品證據”的評價，更關注學生每課時探究活動的持續性評價，跟蹤學生整體單元評價過程，做到過程性與終結性評價的統一，做到“評價目標、評價任務、評價標準”的統一。

教學實施思考

1.把握學科大課程觀

指向深度學習的高中信息技術“問題導向單元主題化”教學實施，可以讓教師將學科核心素養與課標內容要求、學科大概念與學業要求、學業質量水平與單元教學內容相對應，形成問題導向單元主題化的“大概念、大單元、大項目”的課程觀。

2.時刻關注教學評新生態的統一

新課標下的教學，無論是以學生的學為中心的深度學習教學改進，還是以教師的教為中心的以學生發展性為服務的深度教學，都倡導教、學、評新生態一體化的教學實施，而“問題導向單元主題化”教學實施能將教、學、評一體化貫徹整個教學過程。

3.提升整體化的單元教學設計

指向深度學習的高中信息技術“問題導向單元主題化”教學實施，更注重教學內容之間的上下承接關系，如單元之間和前后單元學習之間的邏輯關系。挑戰性任務的設計層級性，通過設計基礎、提升、拓展、遷移等探究活動和輔助資源，提升整體化單元設計。

4.更關注學生的成長

指向深度學習的高中信息技術“問題導向單元主題化”的教學實施，從關注教師轉向關注學生，不僅關注學生的學習過程，更關注學生思維能力的提升和在不斷迭代中形成作品的能力。

5.反思性教學反思

指向深度學習的高中信息技術“問題導向單元主題化”的教學實施，要求持續性評價既要從關注知識與技能轉向關注學生學業成就與能力，又要結合挑戰性學習活動或任務來設計評價體系，特別是對學習效果的檢驗、學生高階思維達成的檢驗，以及思維的可視化和量化等提出了新的挑戰。

參考文獻：

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作者簡介：彭麗歐（1983.2—），男，漢族，碩士研究生，高中信息技術高級教師，研究方向為中小學信息技術（科技）學科教育教學、計算機教育應用。

本文系廣州市教育研究院2022年度科研課題“素養導向的高中信息技術深度學習教學實施策略研究”的階段性研究成果。