初中信息科技項目式學(xué)習(xí)中提升高階思維的問題鏈 設(shè)計與實施

摘要：本文聚焦于初中信息科技項目式學(xué)習(xí)中提升高階思維的問題鏈設(shè)計途徑，通過問卷調(diào)查、課堂觀察以及教師訪談等方法，對初中信息科技項目式學(xué)習(xí)中問題鏈設(shè)計的現(xiàn)狀與問題展開分析，提出策略，并結(jié)合“校園體育器材數(shù)字借記站項目”，闡述了問題鏈設(shè)計與操作流程。

關(guān)鍵詞：初中信息科技；項目式學(xué)習(xí)；高階思維；問題鏈設(shè)計；個性化創(chuàng)新

中圖分類號：G434" 文獻標(biāo)識碼：A" 論文編號：1674-2117（2025）07-0037-04

引言

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）指出：“創(chuàng)新教學(xué)方式，以真實問題或項目驅(qū)動，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷原理運用過程、計算思維過程和數(shù)字化工具應(yīng)用過程，建構(gòu)知識，提升問題解決能力。”隨著社會對創(chuàng)新型人才的需求不斷增加，培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力成為初中信息科技教學(xué)的重要任務(wù)。而問題鏈教學(xué)策略以核心問題為學(xué)習(xí)驅(qū)動，為培養(yǎng)學(xué)生的高階思維提供了關(guān)鍵支持。本研究旨在探索初中信息科技項目式學(xué)習(xí)中提升高階思維的問題鏈設(shè)計途徑和方式，期望通過對初中信息科技項目式學(xué)習(xí)中問題鏈設(shè)計的深入研究，提高學(xué)生分析、評價和創(chuàng)造的高階思維能力，同時為初中信息科技教師提供有效的教學(xué)策略和方法，促進初中信息科技教學(xué)質(zhì)量的提高。

問題鏈設(shè)計的理論基礎(chǔ)

1.問題鏈設(shè)計的理論依據(jù)

在布魯姆認(rèn)知目標(biāo)分類中，高階思維主要體現(xiàn)在分析、評價和創(chuàng)造三個層次。分析是指通過仔細(xì)地檢查了解事物的性質(zhì)以及其內(nèi)部各個組成部分之間關(guān)系的一種思維方式。評價則是對事物進行判斷和評估，判斷其價值、優(yōu)缺點等。創(chuàng)造是將要素整合為一個內(nèi)在一致、功能統(tǒng)一的整體或形成一個原創(chuàng)的產(chǎn)品。在初中信息科技項目式學(xué)習(xí)中，問題鏈的設(shè)計可以依據(jù)布魯姆認(rèn)知目標(biāo)分類，逐步引導(dǎo)學(xué)生從低層次的記憶、理解向高層次的分析、評價和創(chuàng)造發(fā)展。

2.問題鏈與高階思維的關(guān)聯(lián)

問題鏈教學(xué)策略對學(xué)生高階思維的培養(yǎng)具有不可替代的價值，它以問題為導(dǎo)向，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和批判性思維等高階思維能力。人工智能的迅猛發(fā)展，加快了技術(shù)迭代更新，學(xué)生需要具備分析、評價和創(chuàng)造等高階思維能力，才能適應(yīng)不斷變化的社會環(huán)境。而高階思維能力能夠幫助學(xué)生更好地解決實際問題，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和競爭力。

初中信息科技項目式學(xué)習(xí)中問題鏈設(shè)計現(xiàn)狀與問題

1.問題鏈質(zhì)量

①問題設(shè)計功利化。其主要體現(xiàn)為過度聚焦學(xué)生短期的技能掌握，卻忽視對學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)。在此情形下，問題鏈的設(shè)計通常圍繞技能訓(xùn)練展開，缺少對學(xué)生分析、評價以及創(chuàng)造能力的引導(dǎo)。

②科學(xué)原理滲透不足。新課標(biāo)強調(diào)從信息科技實踐應(yīng)用出發(fā)，幫助學(xué)生理解基本概念和基本原理。而在傳統(tǒng)的教學(xué)中，科學(xué)原理滲透不足，問題鏈大多顯得膚淺，無法引導(dǎo)學(xué)生深入探究事物的本質(zhì)和科學(xué)性。

2.合作探究及參與度

①分工不明確。活動分工不明確嚴(yán)重阻礙了合作探究的順利進行。

②參與度不高。這主要表現(xiàn)在以下幾方面：首先，學(xué)生對項目興趣不足。項目主題與學(xué)生的生活實際脫離，導(dǎo)致學(xué)生失去興趣。其次，缺乏有效的激勵機制，導(dǎo)致學(xué)生失去參與動力。最后，教師的引導(dǎo)不足。

3.問題鏈實施效果

①問題鏈的實踐性弱。在當(dāng)前的教學(xué)中，實驗探究往往流于形式，缺乏實質(zhì)性的實踐內(nèi)容。具體表現(xiàn)為：其一，實驗設(shè)計過于簡易，缺乏挑戰(zhàn)性。其二，實驗由教師進行演示，學(xué)生在一旁觀看，學(xué)生沒有真正動手操作的機會。或者，即便學(xué)生參與了實驗，也只是按照教師的指令進行機械性操作，缺少自主思考和創(chuàng)新的空間。

②問題情境脫離學(xué)生生活。在目前的教學(xué)中，問題鏈的情境大多與學(xué)生生活情境割裂，使學(xué)生感到陌生且抽象，難以理解問題的背景和意義。

提升高階思維的問題鏈設(shè)計策略與案例分析

1.以原理認(rèn)知為根確定問題鏈核心問題

（1）核心問題的重要性

核心問題在問題鏈中起著關(guān)鍵作用，它如同問題鏈的“心臟”，為整個問題鏈提供動力和方向。在初中信息科技項目式學(xué)習(xí)中，核心問題能夠引導(dǎo)學(xué)生深入思考信息技術(shù)的本質(zhì)和規(guī)律，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力。

（2）馬克思主義學(xué)院案例啟示

部分大學(xué)的馬克思主義學(xué)院在教學(xué)中也采用了問題鏈教學(xué)法，引導(dǎo)學(xué)生深入思考馬克思主義的基本原理和方法。例如，在馬克思主義哲學(xué)教學(xué)中，核心問題是“世界的本質(zhì)是什么”。這個核心問題能夠引導(dǎo)學(xué)生思考物質(zhì)與意識的關(guān)系、辯證法的基本規(guī)律等問題，從而深入理解馬克思主義哲學(xué)的基本原理。借鑒馬克思主義學(xué)院的問題鏈教學(xué)法，可以在初中信息科技項目式學(xué)習(xí)中，以原理認(rèn)知為“根”確定問題鏈的核心問題。

2.以真實情境為引設(shè)計問題鏈情境

（1）真實情境的作用

真實情境在教學(xué)中起著重要作用。它可以有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生切實感受到知識的實用性和價值。當(dāng)學(xué)生面臨與自身生活緊密相關(guān)的問題時，能迅速將抽象的知識與具體的情境相結(jié)合，使其在真實情境中體驗知識的應(yīng)用過程。

（2）校園體育器材數(shù)字借記站案例

在校園體育器材數(shù)字借記站項目中，可以通過以下方式設(shè)計真實情境。

首先，將項目背景設(shè)置為學(xué)校體育器材管理中存在的實際問題，如器材丟失、損壞、借用記錄不準(zhǔn)確等，讓學(xué)生了解這些問題對學(xué)校體育教學(xué)和學(xué)生體育活動的影響，激發(fā)他們解決問題的動力。

其次，帶領(lǐng)學(xué)生實地考察學(xué)校的體育器材室，讓他們觀察體育器材的種類、數(shù)量、存放方式以及借用流程等。在這個過程中，引導(dǎo)學(xué)生思考如何利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來改善體育器材的管理。例如，學(xué)生可以觀察到體育器材的借用需要人工登記，容易出現(xiàn)錯誤和遺漏。這時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考如何通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)自動登記和管理。

再次，讓學(xué)生扮演不同的角色，如體育器材管理員、學(xué)生借用人等，模擬體育器材的借用和歸還過程。在這個過程中，讓學(xué)生親身體驗現(xiàn)有管理方式的不足之處，從而激發(fā)他們設(shè)計更好的管理方案的欲望。

最后，將學(xué)生分成小組，讓他們根據(jù)實地考察和角色扮演的體驗，設(shè)計基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的校園體育器材數(shù)字借記站方案。在這個過程中，教師可以提供一些真實的案例和數(shù)據(jù)，如其他學(xué)校的成功經(jīng)驗、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用效果等，幫助學(xué)生更好地理解問題和設(shè)計方案。

3.以功能應(yīng)用為網(wǎng)分解核心問題

（1）分解核心問題的方法

在初中信息科技項目式學(xué)習(xí)中，以功能應(yīng)用為網(wǎng)分解核心問題可以采用以下方法。首先，明確項目產(chǎn)品的功能需求，將核心問題分解為多個子問題，每個子問題對應(yīng)一個具體的功能需求。例如，可以將“如何利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)體育器材的數(shù)字化管理”這個核心問題分解為“如何通過傳感器技術(shù)實現(xiàn)器材的實時監(jiān)測”“如何通過通信技術(shù)實現(xiàn)自動借還記錄”“如何通過數(shù)據(jù)分析技術(shù)進行庫存管理”等子問題。其次，針對每個子問題，進一步分析其實現(xiàn)的方法和步驟。最后，將各個子問題的解決方案整合起來，形成個性化創(chuàng)新的解決方案。

（2）具體案例分析

仍以校園體育器材數(shù)字借記站項目為例，通過以功能應(yīng)用為網(wǎng)分解核心問題，學(xué)生可以更好地理解項目的要求和目標(biāo)，提高自己的高階思維能力。

首先，在確定項目產(chǎn)品的功能需求時，學(xué)生通過對學(xué)校體育器材管理現(xiàn)狀的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)了器材丟失、損壞、借用記錄不準(zhǔn)確等問題。針對這些問題，學(xué)生提出了器材實時監(jiān)測、自動借還記錄、庫存管理等功能需求。

其次，在將核心問題分解為多個子問題后，學(xué)生針對每個子問題進行了深入的研究和探索。例如，在解決“如何通過傳感器技術(shù)實現(xiàn)器材的實時監(jiān)測”這個子問題時，學(xué)生通過查閱資料、請教老師等方式，了解了不同類型的傳感器及其特點，選擇了適合體育器材監(jiān)測的傳感器，并設(shè)計了傳感器的安裝方案；在解決“如何通過通信技術(shù)實現(xiàn)自動借還記錄”這個子問題時，學(xué)生對比了不同的通信技術(shù)，選擇了穩(wěn)定可靠的通信方式，并設(shè)計了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議和格式；在解決“如何通過數(shù)據(jù)分析技術(shù)進行庫存管理”這個子問題時，學(xué)生學(xué)習(xí)了數(shù)據(jù)分析的方法和工具，設(shè)計了庫存管理的算法和模型。

最后，通過將各個子問題的解決方案整合起來，學(xué)生成功地設(shè)計出了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的校園體育器材數(shù)字借記站方案。

在這個過程中，學(xué)生不僅掌握了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的知識和技能，還提高了分析、評價和創(chuàng)造能力。

4.以微實驗探究為徑引導(dǎo)學(xué)生真參與真合作解決問題

（1）微實驗探究的意義

微實驗通常具有明確的目標(biāo)和具體的任務(wù)，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索欲望，讓學(xué)生在實踐中感受信息科技的魅力，提高他們對項目的參與度。同時，微實驗探究強調(diào)學(xué)生的合作與交流，通過合作，學(xué)生可以充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，提高實驗效率，同時也培養(yǎng)了團隊合作精神和溝通能力。此外，微實驗探究有助于學(xué)生問題解決能力的提升。在實驗過程中，學(xué)生會遇到各種問題，如實驗設(shè)備故障、數(shù)據(jù)異常等，這些問題需要學(xué)生運用所學(xué)知識進行分析和解決，因此，學(xué)生的思維能力能在問題解決過程中逐步得到提高。

（2）微實驗案例展示

仍以校園體育器材數(shù)字借記站項目為例，在項目實施過程中，教師可以設(shè)計一系列微實驗，引導(dǎo)學(xué)生進行合作探究。例如，設(shè)計一個“體育器材自動借還系統(tǒng)”的微實驗，讓學(xué)生通過實驗探究如何利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)體育器材的自動借還。在這個實驗中，學(xué)生們分成小組，共同完成以下任務(wù)：

首先，根據(jù)實驗?zāi)繕?biāo)進行分工。有的學(xué)生負(fù)責(zé)研究自動借還系統(tǒng)的工作原理，有的學(xué)生負(fù)責(zé)選擇合適的傳感器和通信設(shè)備，有的學(xué)生負(fù)責(zé)編寫程序?qū)崿F(xiàn)自動借還功能。

其次，根據(jù)分工進行實驗準(zhǔn)備，如安裝傳感器、連接通信設(shè)備、編寫程序等。在實驗過程中，學(xué)生們需要不斷地調(diào)試和優(yōu)化系統(tǒng)，以確保自動借還功能的正常實現(xiàn)。

再次，各小組進行實驗結(jié)果展示和交流。每個小組介紹自己的實驗方案、實驗過程和實驗結(jié)果，并接受其他小組的提問和建議。

最后，教師對各小組的實驗進行評價和總結(jié)。教師可以從實驗方案的合理性、實驗過程的規(guī)范性、實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性等方面對各小組進行評價，同時對實驗中涉及的物聯(lián)網(wǎng)知識進行總結(jié)和講解，幫助學(xué)生更好地理解和運用知識。

通過這樣的微實驗探究，每個學(xué)生都能真正參與到項目中，積極合作解決問題，不僅掌握了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的知識和技能，還提高了合作學(xué)習(xí)能力和問題解決能力。

5.以多元評價結(jié)果為尺反饋問題鏈實施效果

（1）多元評價的重要性

多元評價在問題鏈實施效果評估中具有至關(guān)重要的作用。一方面，它能夠全面、客觀地反映學(xué)生在問題鏈引導(dǎo)下的學(xué)習(xí)過程和成果；另一方面，多元評價可以為教師提供有價值的反饋信息，幫助教師及時調(diào)整教學(xué)策略。通過分析評價結(jié)果，教師可以了解學(xué)生在哪些方面取得了進步，哪些方面還存在不足，從而有針對性地改進問題鏈的設(shè)計和實施，提高教學(xué)質(zhì)量。

（2）案例分析

在“搭建校園體育器材數(shù)字借記站”的物聯(lián)網(wǎng)項目中，通過多元評價量表的應(yīng)用，可以對“搭建校園體育器材數(shù)字借記站”物聯(lián)網(wǎng)項目的實施效果進行全面評估。例如，在學(xué)生自評中，如果大部分學(xué)生認(rèn)為自己在項目中的參與度高、運用了高階思維并且對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有較好的理解和掌握，說明學(xué)生在項目中取得了較大的進步，問題鏈的實施效果較好。在小組互評中，如果各小組之間認(rèn)為彼此的合作默契、創(chuàng)新能力強、分析和解決問題的能力高，說明學(xué)生在合作學(xué)習(xí)方面取得了良好的效果，問題鏈的設(shè)計有助于培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神和創(chuàng)新能力。在教師評價中，如果教師認(rèn)為學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度認(rèn)真、高階思維能力表現(xiàn)出色、作品質(zhì)量高，說明問題鏈的實施達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，對學(xué)生高階思維的培養(yǎng)起到了積極的作用。

同時，根據(jù)評價結(jié)果，教師可以及時調(diào)整問題鏈的設(shè)計和實施策略，進一步提高教學(xué)質(zhì)量。例如，如果學(xué)生在自評和互評中反映出對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的理解還存在困難，教師可以在后續(xù)的教學(xué)中增加相關(guān)的知識講解和實踐操作環(huán)節(jié)；如果教師在評價中發(fā)現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新能力不足，可以在問題鏈的設(shè)計中增加更多的開放性問題，引導(dǎo)學(xué)生進行創(chuàng)新思考。總之，多元評價量表的結(jié)果為問題鏈的實施效果提供了有力的依據(jù)，有助于教師不斷改進教學(xué)，更好地培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力。

結(jié)論與展望

在初中信息科技教學(xué)中，設(shè)計能夠提升高階思維的問題鏈?zhǔn)琼椖渴綄W(xué)習(xí)的重要組成部分，為落實倡導(dǎo)以真實問題為驅(qū)動的真實性學(xué)習(xí)理念提供了途徑與方式。在具體的教學(xué)實施中，信息科技教師在關(guān)注問題鏈教學(xué)策略的同時，還需注重問題鏈對學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)。在確保應(yīng)用問題鏈教學(xué)的基礎(chǔ)上，進一步優(yōu)化問題鏈設(shè)計，通過持續(xù)優(yōu)化核心問題，不斷探索更為科學(xué)的設(shè)計方法，以確保核心問題能夠更為精準(zhǔn)地引領(lǐng)學(xué)生高階思維的發(fā)展。

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