高中信息技術課堂習題分層設計的研究

摘要：隨著高中信息技術新教材的使用，Python編程設計成為學習和考查的重點，同一課堂下學生之間的差異性較之前顯著提高。本文以Python程序設計為例，通過對學生的分層及課堂習題的分層設計的研究，嘗試在保證統一教學進度的前提下合理設計不同層級的習題并分配給不同的學生，盡量兼顧不同層次的學生，讓每個學生都能投入課堂學習中，提高課堂整體教學效率，真正做到因材施教。

關鍵詞：信息技術；高中；習題分層設計；Python

隨著高中信息技術新教材的使用，課程內容產生了翻天覆地的變化，學習及考查重點（這里主要針對操作題）從原來的對于大眾信息技術工具的使用轉變為編程設計，要求學生“掌握算法的基本結構，能夠使用程序設計語言編寫代碼實現簡單算法并發布”，伴隨而來的便是課堂上學生的差異性較之前顯著提高。面對這一現狀，如何正視學生的個體差異性，合理設計課堂習題并做到分層使用，已經成為一線信息技術教師需要關注的重點。

一、高中信息技術課堂的現狀

對于學生來說，要想學好編程，不僅要掌握基本的語法規則和語句結構，還需要有一定的編程思維能力，能夠將一個具體的現實情境問題轉化為數學問題并嘗試用對應的算法解決。雖然高中教材選用了相對比較容易掌握的Python語言來進行教學，但對于理科基礎一般的學生而言依舊是具備一定難度的。于是高中信息技術教師便迎來了與數學教師一樣的困境，處于同一課堂的學生能力差異性巨大，同樣一道課堂習題，有的學生在聽過教師分析后很快就能想到算法并用程序語言實現，而有的學生甚至連理解這個算法的數學表達都很困難，更不要提將其轉化為程序語言了。鑒于此，傳統的全班統一進度統一習題的課堂教學方式顯然已經不再適用，如果照顧接受能力差的學生放慢課堂進度，則很容易出現“吃不飽”的學生無所事事，久而久之，他們的學習積極性也會慢慢被消磨掉；如果照顧接受能力強的學生把課堂填得太滿，則“消化慢”的學生完全無法跟上學習進度，很容易一上來就掉隊然后徹底失去學習興趣。如何在整體相對統一的課堂進度下精心設計課堂習題，兼顧不同層次學生的學習需求，讓“吃不飽”的學生“有得吃”，讓“消化慢”的學生“慢慢吃”，最終提高整體課堂效率，是我們需要認真研究的問題。

二、課堂習題分層設計的理論依據

課堂習題分層設計是指教師根據同一課堂下學生的知識基礎、學習能力、學習習慣等方面將學生分成幾個層次，在設計課堂習題時，針對同一知識點為不同層次的學生設計不同難度的題目，從而在保證整體進度統一的前提下兼顧不同層次的學生，激發學生學習興趣，有利于學生個性發展，最終提高課堂整體教學效率。筆者在研究中發現，關于課堂習題分層設計的理論依據主要來自以下方面：

（1）因材施教理論。因材施教是教學中一項重要的教學方法和教學原則，在教學中根據不同學生的認知水平、學習能力以及自身素質，教師選擇適合每個學生特點的學習方法來進行有針對性的教學，發揮學生的長處，彌補學生的不足，激發學生學習的興趣，樹立學生學習的信心，從而促進學生全面發展。因材施教對于教師、家長、學校以及教育公平的實現都具有重要意義。

（2）發展性評價理論。發展性評價是一種以評價對象為主體、以促進評價對象的發展為目的的教育評價。發展性評價強調發展的連續性，重視對對象過去學習狀況的考查，以促進學生未來的發展；注重評價對象的個體價值，提倡評價者與對象協商，確定評價目標；強調對學生多方面能力的評價；重視學習的過程，及時反饋，以促進發展為目標，重視形成性評價的作用。

三、課堂習題分層設計的內容實施

（一）學生分層

研究表明，學生的身心在發展過程中呈現出顯著的差異性。同時，學生在長期的學習過程中受到家庭、教師、學校等因素的影響，致使已有知識認知能力、學習能力、學習態度等方面存在顯著的差異性。基于此，教師在分層設計課堂習題之前，應立足于學生之間的個體差異性，進行精準的分層。

具體來說，教師在對學生進行分層之前，應通過各種途徑盡量全面地了解學生信息技術方面的各項能力。如筆者所在學校信息組搭建了moodle學習平臺，在高一第一學期開始會設計一張測試信息技術水平的調研試卷并放在平臺上，高一新生的第一節課就會安排學生在線進行一次練習，并據此評估學生的信息技術能力以進行初始的分層。比如將學生劃分為簡單、普通、提高三個層次，其中簡單層次的學生信息技術相關基礎知識匱乏，上機操作能力相對偏弱；普通層次的學生具備基礎的信息技術相關知識，具備基本的上機操作能力，但對于信息技術課程興趣一般；提高層次的學生有比較扎實的信息技術基礎知識，上機操作能力強，對于教師課堂講解的基本知識點能很快理解并融會貫通，且對信息技術課程具有一定的學習興趣和探索精神。值得注意的是，在學期初始階段，同一課堂內的學生分層不宜過細，一般分為普通、提高兩個層次（針對生源較好的學校和班級）或者簡單、普通、提高三個層次（針對生源較差的學校和班級）即可。在教師對班級學生有進一步的深入了解以及學生通過若干次練習更好地適應課程后，再根據實際情況進行適當的動態調整。

（二）課堂習題分層設計

在依據學生知識基礎、學習能力的不同進行分層后，教師就要根據每節課的具體內容對課堂習題進行相應的分層設計。這里以Python程序設計的相關課程為例，在具體實施過程中，筆者發現課堂習題的分層設計大致可以分為基于同一道題的分層設計與基于統一知識點的分層設計兩類。

1.基于同一道題的分層設計

考慮到高中學生的學情，要求學生針對具體的問題完全自主編程解決顯然難度過高，因此高中信息技術的編程題形式以完善程序（即填空）為主。那么，針對一些希望每個學生都能接觸的經典題目，我們在分層設計上就可以從“挖空”入手，針對不同難度層次的學生調整“挖空”數量和位置。當然，這里的“挖空”絕不是簡單地增加數量，一定要在根據題目的結構結合學生學習的各個知識點綜合考量下有針對性地“挖空”，甚至在某些特定的填空處可以通過簡單調整增加該空的填寫自由度，以達到分層設計的目的。以計數循環結構（For循環）的一道經典基礎題“1到100的累加”為例，原程序如下：

s=0#設置s的初始值

foriinrange（1，101）：

s+=i#求前i個數之和

print（"1+2+3+4+……+100的結果是："，s）

“累加”是計數循環結構中最常見的一類應用，高中習題中有很多都是“累加”結構的延伸拓展，而本題則是“累加”中最基礎的題目，屬于講完計數循環知識點后要求所有學生都應該接觸并掌握的那類題目。那么針對具體的一道題目，我們就可以從題目中涉及的各個知識點著手，合理進行不同的“挖空”，對同一道題進行分層設計。這里我們根據“普通”和“提高”兩個層級將這道題設計成兩種形式：

（1）“1到100的累加”的“普通”層級形式。

s=0#設置s的初始值

fori①range（1，②）：#只需填一個數字

s=s+③#求前i個數之和

print（"1+2+3+4+……+100的結果是："，s）

（2）“1到100的累加”的“提高”層級形式。

s=①#設置s的初始值

foriinrange（②）：#看看你能寫出幾種不同的形式

③#求前i個數之和（有兩種寫法）

print（"1+2+3+4+……+100的結果是："，④）

在第一種“普通”層級形式中，基于本節課主要知識點是for語句的基本格式（①空涉及）和range函數的熟練使用（②空涉及），本題關鍵則是“累加”中循環體語句的寫法（③空涉及），故設計了這三個關鍵位置的填空，力求所有“挖空點”都對應到本節課或本道題最核心的部分，讓“普通”層級的學生能夠在有限的答題時間內復習到最關鍵的知識點，幫助他們加深對這部分知識的理解和記憶。

在第二種“提高”層級形式中，則是在對核心知識點同樣進行考查的基礎上，增加了這兩空的填寫自由度，其中②空對應的range函數中的參數完全隱去不做任何限制，并鼓勵學生結合本課知識嘗試盡量多的寫法，③空涉及的循環體語句同樣完全放開限制，既涉及“累加”循環體語句的寫法，又復習到了之前“賦值語句”知識點中“+=”的用法，而①空和④空則考查到了前面課堂上講過的關于變量的知識（分別對應變量的賦值及輸出語句中變量名的使用方法），所有這些設計都是為了盡量挖掘學有余力的同學的潛能，開放式的答案使這些操作較快的同學在嘗試不同解法的時候充實了他們的答題時間，而當他們能夠寫出多種形式的答案并通過教師展示得到表揚時又能夠獲得滿足感以提高他們的學習興趣。

2.基于同一知識點的分層設計

在編程學習中，對于同一個知識點，往往會有很多對應的習題可供選擇，教師如果能精心挑選出數道難度循序漸進的題目并進行合理搭配，往往能產生良好的效果。還是以計數循環結構（For循環）的“累加”這個具體知識點為例，在講解并練習過基礎題“1到100的累加”后，筆者選擇了“求奇數的和”，“計算1-2+3-4…+99-100”和“判斷完全數”三道題目作為課堂練習，三道題分別如下：

（1）求1到100之間所有奇數的和。

s=①#s中存放1100之間所有奇數的和

foriinrange（②，100，③）：

s=④

print（s）

（2）計算表達式s=1-2+3-4...+99-100的值。

s=0

foriinrange（1，①）：

if（②）：

s=si

else：

③

print（④）

（3）判斷完全數。

完全數是一些特殊的自然數。它所有的真因子（即除了自身以外的約數）的和恰好等于它本身，例如完全數6，6=1+2+3。請判定輸入的正整數是否是完全數。

x=int（input（"請輸入一個正整數"））

s=①#存儲因子和

forjinrange（1，x）：

ifx%j==0：#如果j是x的因子

s+=②#將因子累加到s中

ifx③s：

print（"Yes！"）

else：

print（"No！"）

這三道題本質上都是“累加”，但是難度是層層遞進的。“奇數的累加”一題相對于前一道“1到100的累加”題只需要對range函數中的參數進行修改（②空和③空），其余語句結構是完全相同的（①空和④空），屬于簡單拓展，目的是讓學生通過實際題目加深對本課重點知識“range函數使用”的理解，同時讓學生對“累加”結構語句的基本寫法再熟悉一遍，因此適合放在“普通”層級供學生練習。而“計算1-2+3-4…+99-100”一題則是“累加”結構的升級版，在通過for循環實現累加的基礎上嵌套了if結構以實現“一加一減”的效果，需要學生在掌握本節課計數循環語句結構的基礎上（①空和④空），對于之前的分支語句同樣能夠靈活地運用（②空和③空），并理解兩者如何通過嵌套搭配在一起完成相應算法，因此適合放在“提高”層級供學有余力的學生練習。“判斷完全數”一題中的核心部分同樣屬于基于累加的for循環嵌套if語句的應用（①空和②空），但對于學生的編程思維要求更高，學生一定要理解本道題中使用的判斷完全數的算法，方能進一步解題。這道題一般出現在綜合復習階段，但對于思維活躍、能力較強的部分學生，在for循環新課結束后完全有能力自行解出，將這道題作為“累加”知識點的“最終boss”提供給這部分學生進行挑戰，既讓他們的課堂時間能被充分利用，又能極大地提高他們的學習興趣及解題完成后的滿足感。當然，在實際編排題目時，不一定要一成不變地將不同層級的題目分別各取一題分配給不同的學生，可以根據課堂學生的具體情況靈活地安排，比如，“簡單”層級學生完成（1）題，“普通”層級學生完成（1）（2）兩題，“提高”層級學生則直接完成（2）（3）兩題。最后，教師在講解題目時也應根據班級具體情況合理分配每道題的講解程度和花費時間，如果班級整體比較一般，“簡單”“普通”層級的學生占大多數，則應精講（1）（2）兩題，第（3）題簡單提下算法甚至把答案展示下即可；反之，如果班級整體比較優秀，則應精講（2）（3）兩題的算法及解題思路，對于基礎題不必著墨過多。

總之，不管是基于同一道題的分層設計還是基于同一知識點的分層設計，目的都是盡量讓每個學生都能投入課堂學習中，在具體的實踐過程中需要根據每個班級的具體情況動態地進行調整，以達到最適合本班課堂的效果。

結語

信息技術課堂的分層教學作為一種個性化的教學策略，在一定程度上提升了不同層次學生的學習興趣。通過合理的課堂習題分層設計，教師在保證課堂進度正常進行的同時兼顧大部分學生的具體學習情況，真正做到了“因材施教”，顯著提高了課堂的整體教學效率。我們堅信，這樣的分層設計不僅有助于提高學生的學習積極性和自信心，更能培養他們的自主學習能力和解決問題的能力。我們也期待在未來的教學實踐中不斷完善和優化這一策略，為學生提供更加優質、高效的學習體驗。

參考文獻：

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［3］左香梅.高中信息技術課堂動態分層作業設計的策略研究［J］.考試周刊，2021（67）：1618.

作者簡介：黃旻嘉（1987—），男，漢族，江蘇常熟人，軟件工程碩士，一級職稱，研究方向：高中信息技術。