初中信息科技課程可視化教學研究

【摘要】培育學生高階思維，是初中信息科技課教學的重要目標之一。基于思維培養的可視化教學強調用可視化工具傳遞與加工信息，依托高階思維的顯性化讓深度學習真正發生，可有效促進學生的思維發展。文章結合初中信息科技課程教學現狀，介紹了基于思維培養的可視化教學意義，深入探討了創設可視化情境、設計可視化問題鏈、開展可視化活動、繪制可視化圖示等具體的教學路徑。

【關鍵詞】初中；信息科技課程；思維培養；可視化教學

【中圖分類號】G633.67【文獻標志碼】A【文章編號】1004—0463（2024）22—0073—04

一、問題的提出

信息科技課程是培育學生數字技能、思維能力以及科學精神的重要載體，學科核心素養中的計算思維、數字化學習與創新等要素皆屬于思維層面。對此，如何創新課程教學策略，有效培育學生的思維能力，成為信息科技課程教師重點關注的議題。

目前，一些教師依然將信息技術知識的傳授作為課堂教學的重點，長期采用固化的教學模式，先向學生講解理論知識、示范基礎操作，之后讓學生按照標準流程動手實踐。該種教學模式不利于學生的深度思考與個性化體驗，課堂缺乏活力，致使學生的思維能力得不到有效提升。隨著課程改革的日趨深入，部分教師結合信息科技課程知識點繁雜的特征，引入了知識可視化教學策略，強調利用可視化圖示展現知識間的關系，幫助學生建立完整的知識體系。該種教學模式主要關注知識層，從知識間的內在關系著手，但教學活動難以真正培育學生的高階思維。針對這種情況，信息科技課程教師要以思維培養為目標，重構可視化教學模式，從知識層、記憶層上升至思維層，充分重視思維訓練，構建思維化、深度化的信息科技課堂。

二、基于思維培養的可視化教學的意義

知識可視化側重于呈現知識間的關系，而思維可視化將思維過程、思維方式等無形的思想作為關注重點。基于思維培養的可視化教學指的是利用圖示或圖示組合的方式，清晰呈現原本不可見的思維結構與思考路徑，在幫助學生系統建構知識的基礎上，有效培養學生的思維能力。在課堂教學中，教師引入可視化教學呈現思考過程，引導學生在知識理解的基礎上開展聯想記憶，提出問題并探索其中的意義，能更好地達成育人目標[1]。

一是促進知識建構。信息科技課程的知識點較為零碎，很多學生采取機械記憶的方式來學習，難以準確把握知識點，無法建立系統化的知識網絡，影響學習效果。思維可視化教學采用概念圖、思維導圖等技術工具清晰呈現知識脈絡和思維過程，引導學生在把握知識脈絡的基礎上，深度聯想與想象，形成知識網狀結構與思維網絡，從而幫助學生系統建構知識體系，靈活運用學科知識解決現實問題。二是提高教學效能。思維可視化教學倡導教師采取多樣化的教學策略與圖示工具，直觀顯現學生的思維過程。教師可以清晰了解班級學生的思維習慣，找出學生在學習過程中出現的偏差與問題，從而及時調整教學目標并改變教學方法，改善課堂教學效果[2]。三是培養思維品質。思維可視化教學利用思維工具和教學策略清晰展現思維過程。教師依據初中階段學生的思維特點，有針對性地開展思維訓練，可以使學生的思維能力得到持續提升。

三、基于思維培養的初中信息科技可視化教學策略

（一）創設可視化情境，激活思維

思維可視化教學的起點是激活學生思維，讓學生產生認知沖突，從而使思考過程順利發生。目前，一些信息科技課程教師采取傳統單一的教學方法，向學生灌輸知識要點，致使學生失去學習探究的熱情，難以形成深度思考。可視化情境融合了圖片、視頻等趣味元素，激活學生融合原有的經驗與知識，初步歸納方法，從而形成思考軌跡，為后續可視化教學奠定基礎。

1.生活化情境。初中生在成長過程中積累了一定的生活經驗，教師靈活創設生活化情境，可以有效激活學生的經驗，引發學生的深度思考。在課堂教學中，教師要認真分析教學目標與知識內容，選取與教學主題緊密相關的典型生活場景，利用語言描述、圖片展現等方式呈現，引導學生根據經驗思考和解決問題，深度體驗信息技術課程知識的現實應用，幫助學生深刻理解知識內涵，培養學生的思維能力與解決問題能力[3]。例如，在學習“認識物聯網”一課時，教師可創設用手機控制空調設備、遠程控制車輛等情境，有效激活學生的思維。

2.音像類情境。近些年來，教育現代化高速發展，強調在學科教學中積極應用現代信息技術，打造高效課堂。信息科技課程在應用信息技術方面具有得天獨厚的條件，利用信息技術創設圖文并茂、聲像結合的情境，能夠使枯燥的課程變得趣味化，從而激發學生的探究欲望，為思維發展提供良好條件。因此，教師要搜集整理與教學內容高度相關的音頻或視頻資料，并在課堂教學中向學生呈現這些內容，有效調動學生的耳、眼、口、手、腦等多重感官，激活學生的思維。例如，在學習“認識智能機器人”一課時，教師可搜集有關智能機器人的視頻資料，包括智能除草機器人的作業場景、人形機器人的研發動態等，勾起學生的好奇心，從而促進思維發展。

（二）設計可視化問題鏈，形成思維鏈條

問題是思維鍛煉的優良載體，教師依據知識間的邏輯關系設計梯度化、層次性的問題鏈，引導學生依次思考和解決問題，清晰展現學生的思維過程，從而實現思維可視化。問題鏈有效連接了獨立的思維端點，既可以幫助學生更加系統地掌握知識脈絡，又能夠形成有序完整的思維鏈條。在具體實施中，教師應圍繞教學內容設計面向真實生活的核心問題，再利用有邏輯、有層次的若干個問題分解核心問題，形成一個邏輯嚴密的問題鏈條，引導學生逐個分析與解決這些問題，循序漸進地拓展學生的思考深度，從而促進學生的思維成長。

1.符合認知水平。課堂提問的目的是引發學生思考，問題過難或過易均會影響到課堂提問效果。因此，教師要準確把握班級學生的認知水平，遵循最近發展區理論合理設計問題，科學調控問題難度。

2.聯系現實生活。目前，信息技術在現實生活中得到廣泛應用，已成為人們生活中不可或缺的組成部分。教師在設計課堂問題時，可從學生的日常生活著手，提出具備生活意義的趣味問題，使學生充分認識到信息技術知識的使用價值，激發學生的探究興趣。

3.指向教學目標。課堂提問服務于教學目標的達成，因此，教師要緊密依據課程育人目標設計核心問題，結合學生的思維成長規律設計子問題，利用問題幫助學生理解教學內容，培養學生的思維能力[4]。

4.確保梯度層次。學生的認知與思維發展呈現出螺旋遞進的特點，因此，教師應設計梯度化、層次性的問題。例如，在學習“讓機器能聽會說”一課時，教師先向學生展示小度等智能音箱與人們對話的視頻片段，提出該節課的核心問題“為什么小度能夠與人交流？”之后，依次提出“智能語音技術的基本原理是什么？”“如何在平臺上實現由語音控制小熊貓移動？需要經過哪些步驟才能完成？”等子問題，利用梯度化、層次性的問題鏈促進學生的思維發展。

（三）開展可視化活動，構建思維網絡

問題鏈雖然能夠幫助學生連接孤立的思維端點，使學生形成“線狀”認識，但學生的系統思維網絡尚未形成，無法全面、深刻地掌握知識。因此，信息科技課程教師要科學設計可視化的探究活動，從橫向、縱向等維度進一步拉伸思維鏈條，使學生逐步形成結構化的思維網絡。信息科技學科知識相對枯燥與抽象，教師在帶領學生解析基礎理論知識后，應及時開展探究活動，引導學生運用課堂知識解決真實問題，采取獨立探究、合作交流等形式探究實踐，進一步深化對知識的理解與掌握，從而建立系統化的知識結構，形成思維網絡。在具體實施中，教師要引導學生利用活動計劃等思維圖示展現自身的邏輯推理、批判性思考、決策分析以及問題解決過程，這樣既可以幫助學生重新審視實踐過程，了解自己的不足，又能進一步拓寬學生的思維深度與廣度，幫助教師了解學生的學習情況，及時調整課堂指導策略。需要注意的是，為保證活動實施效果，教師不能零散地設計探究活動，而應引入項目驅動教學策略，圍繞教學目標確定項目主題，提出核心任務，再分解為若干個小任務，使零碎、孤立的動手活動得到有機串聯。

1.設計項目任務。教師在確定項目時，應將教學目標與班級學情納入考慮范圍，設計綜合性、實踐性較強的項目任務，在項目中融入課程核心知識與技能，利用項目實踐有效鍛煉學生的思維能力與動手能力。

2.制訂實施方案。教師提出任務后，應給予學生充分的思考時間，引導學生在獨立思考的基礎上，與小組同學交流，互換意見，共同制訂項目實施計劃與方案。在制訂方案時，要詳細敘述流程步驟，介紹解決問題的思路，展現思維過程。

3.協作探究實踐。信息技術項目任務的綜合性較強，教師應引導學生以小組合作的形式完成。各小組要明確成員職責，合理分工，共同商討與解決實踐中遇到的難題。在這一過程中，教師要做好調查工作，了解各個小組的思路計劃與實踐進展，適時點撥和指導，確保各小組能順利完成任務。

4.呈現項目成果。各小組完成任務后，應指派代表向全班同學展示和匯報項目成果，詳細介紹小組探究思路與實踐過程，與其他小組交流分享感悟經驗。在這一過程中，各小組審視自己的思路，學習其他小組的方法經驗，拓寬思維廣度，逐漸形成批判性思維和創造性思維。

例如，在學習“演示文稿”一課時，教師可設計以“我的故鄉”為主題的項目任務，引導學生以小組為單位制作主題幻燈片。在具體實施中，小組成員先獨立思考任務主題，初步確定幻燈片的制作思路，包括從哪些方面介紹“我的故鄉”，在制作過程中使用哪些材料和技巧等。之后，小組成員間深入交流，達成一致意見后，編制計劃方案，明確組員的職責，確保各個學生都可以參與進來。各小組按照既定的計劃方案開展動手實踐活動，認真完成資料搜集、文字表達、圖片插入、文稿修飾等工作。當各小組完成制作任務后再分享經驗感悟，反思實踐過程。在這一過程中，學生經歷了提出問題、分析問題、解決問題、反思優化等學習過程，有助于培養學生的思維品質，提升動手能力。

（四）繪制可視化圖示，形成思維成果

思維導圖、思維地圖等可視化圖示能夠再現思維過程，幫助學生重新審視知識聯系與解題思路，提取相應的規律和經驗，從而進一步完善認知結構與思維結構。學生利用圖示呈現知識脈絡與思維成果，本質上屬于自我糾正、自我發展的過程，有助于促進學生的成長與發展[5]。和其他學科相比，信息科技課程知識較為多。在教學過程中引入思維導圖等可視化工具，讓學生直觀梳理知識要點，可以幫助學生系統建立知識結構。此外，學生間分享各自繪制的可視化圖示，既可以了解自己的思維路徑，又能夠分析和借鑒他人的創意表達，從而迸發出思維火花，進一步促進學生的思維成長。因此，在課堂教學實踐中，教師要引導學生依據知識脈絡，自主繪制可視化圖示，在總結課堂知識的基礎上，回顧學習過程與思維路徑。

例如，在學習“電子板報的修飾與展示”一課時，此節課圍繞“輸入文本”和“文字修飾”展開，雖然內容簡單，但涉及的知識點較為零碎。為加深學生的理解和記憶，培養學生的系統思維，教師可引導學生根據自己的學習感悟，自主選擇繪制工具，利用可視化圖示展現課程內容。在繪制思維導圖時，學生回顧梳理字號設置、字符處理、邊框和底紋的添加等知識，圍繞“文字修飾”主題統一整理，結構化處理課程內容，在建立知識體系的基礎上有效發展高階思維。

綜上所述，思維可視化教學強調展現知識背后的思維生成過程，以思維外顯促進學生的思維成長。在新課改背景下，信息科技課程教師應充分認識到思維培養的重要意義，積極應用思維可視化教學策略，創設與教學內容緊密相關的動態情境，合理設計問題鏈，實施可視化的動手實踐活動，引發學生的深度思考，在提升課堂教學有效性的基礎上，培養學生的高階思維與綜合能力。

參考文獻

[1]張小玲.基于可視化工具的初中信息技術教學活動設計與實踐應用[J].中國新通信，2022（18）：146-148.

[2]陳修娟，趙統順.思維可視化支架讓教與學同頻共振——以初中信息技術學科為例[J].中國信息技術教育，2022（13）：49-52.

[3]藍海峰.基于計算思維培養的信息技術拓展課程實踐探究[J].廣西教育，2022（25）：57-61.

[4]惠保平.指向計算思維的小學信息科技思維可視化教學實踐研究[J].中小學電教，2024（05）：88-90.

[5]張金俊.思維可視化與信息技術教學的巧妙融合[J].教育界，2023（17）：11-13.

編輯：宋春宇