巧用問題驅(qū)動??激活信息思維

現(xiàn)階段學(xué)生對于信息科技學(xué)科知識的理解程度不深，問題分析和解決能力還有待提升。問題驅(qū)動法在課堂教學(xué)中的有效應(yīng)用有利于讓學(xué)生在發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的過程中逐步內(nèi)化知識，促進(jìn)學(xué)生問題意識的形成、探究能力的有效發(fā)展。這對提高學(xué)生的課堂參與度、激發(fā)學(xué)生的信息思維也具有重要的促進(jìn)作用。基于此，本文在搜集、閱讀相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，立足具體的教學(xué)實踐，探討了問題驅(qū)動法在信息科技教學(xué)中的應(yīng)用策略，希望可以為其他教師提供一定的參考。

《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)）在課程理念部分明確指出：“通過學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生形成正確的價值觀，提升其問題解決的能力，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。”通過對新課標(biāo)內(nèi)容的解讀可以發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力是每一位教師不可推卸的重要職責(zé)。教師要善于創(chuàng)設(shè)有意義的問題情境，使學(xué)生在特定的情境中分析、解決問題，在探尋問題解決方案的同時實現(xiàn)對信息科技學(xué)科知識的深度理解，同時構(gòu)建“問題驅(qū)動式”的新穎課堂。鑒于此，教師要充分發(fā)揮問題在信息科技教學(xué)中“啟思”的重要價值，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會用信息思維來看待各種問題。

一、問題驅(qū)動法的應(yīng)用原則

將問題驅(qū)動法應(yīng)用到信息科技教學(xué)中還需要遵循一定的原則，教師不能憑借自己的主觀意愿盲目地對該方法進(jìn)行使用。通過遵循既定原則組織教學(xué)有利于提高教學(xué)的科學(xué)性和針對性，具體來說問題驅(qū)動法的應(yīng)用原則包括三個方面。

第一，目標(biāo)導(dǎo)向原則。將問題驅(qū)動法應(yīng)用到信息科技課程中的目的是讓學(xué)生的問題解決能力得到提高，使他們形成一定的問題意識和信息思維，從而可以利用信息科技學(xué)科的知識來分析、解決問題。因此，在應(yīng)用該方法時，教師應(yīng)遵循“目標(biāo)導(dǎo)向”的原則，為了達(dá)成目標(biāo)設(shè)計具有傾向性的教學(xué)活動，通過多種教學(xué)手段和方式引領(lǐng)學(xué)生實現(xiàn)這一目標(biāo)。第二，問題導(dǎo)向原則。問題驅(qū)動法是以問題為核心的教學(xué)方法，在具體的教學(xué)中教師需要圍繞既定的教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生的認(rèn)知水平和知識經(jīng)驗來設(shè)計難度適宜的問題，并引導(dǎo)學(xué)生主動探索、分析問題，使他們在問題的驅(qū)動下進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。可以說，該原則要求教師從設(shè)計驅(qū)動性的問題出發(fā)，以問題的順利解決為結(jié)尾，這樣才能助推學(xué)生問題分析、解決能力的提升。第三，學(xué)生主體原則。基于問題驅(qū)動法的信息科技教學(xué)可以改變傳統(tǒng)課堂“我講你聽”的教學(xué)模式，讓教師從以往“知識的傳輸者”向“學(xué)生的引路人”進(jìn)行積極轉(zhuǎn)變，在課堂上扮演好問題“設(shè)計者”的角色，為學(xué)生提供有意義的問題，并給學(xué)生提供更多參與、探究、討論、交流的空間和機(jī)會，使他們成為知識的“主動建構(gòu)者”和問題的“發(fā)現(xiàn)者”“探究者”“解決者”，真正彰顯學(xué)生在信息科技課程中的主體地位，使他們通過自主探究、合作交流解決問題，促進(jìn)其主體性的發(fā)展。

二、問題驅(qū)動法在信息科技教學(xué)中的應(yīng)用價值

在信息科技教學(xué)中應(yīng)用問題驅(qū)動法對學(xué)生的學(xué)習(xí)具有重要的促進(jìn)作用，其蘊含的教學(xué)價值主要體現(xiàn)在以下幾個方面，教師應(yīng)準(zhǔn)確把握問題驅(qū)動法的特點和優(yōu)勢，并在教學(xué)中充分發(fā)揮其應(yīng)有的價值。

（一）培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力，激發(fā)探究精神

問題驅(qū)動法是以分析、解決問題為核心的教學(xué)范式，在信息科技課程中引入這一方法可以幫助學(xué)生在分析、探尋問題解決方案的過程中進(jìn)一步理解學(xué)科知識，并掌握學(xué)科關(guān)鍵能力。整個教學(xué)過程可以調(diào)動學(xué)生問題分析、問題解決的積極性，真正實現(xiàn)“以學(xué)為中心”，讓學(xué)生萌生強(qiáng)烈地探索問題的欲望，以此激發(fā)學(xué)生內(nèi)心的探究精神。通過對問題的深入探究和有效解決培養(yǎng)學(xué)生問題解決的重要能力，使他們在今后可以聯(lián)系已有的知識經(jīng)驗，通過自己的思維找到解決問題的正確思路和方法。

（二）激發(fā)學(xué)生熱情和積極性，提升教學(xué)效果

在應(yīng)用問題驅(qū)動法教授信息科技課程的知識和技能時，學(xué)生會因為各種驅(qū)動性、啟發(fā)性的問題而對學(xué)科知識產(chǎn)生好奇心或質(zhì)疑，進(jìn)而喚醒他們內(nèi)部的學(xué)習(xí)熱情，進(jìn)一步調(diào)動學(xué)生主動參與課程、探究學(xué)科知識的積極性。與傳統(tǒng)單純口授的教學(xué)方式相比，問題驅(qū)動法的有效融入對提高教學(xué)的效果也有較大價值。在該方法下，學(xué)生不再是知識的“被動接受者”，而是信息科技知識的“主動建構(gòu)者”，可以憑借自身的經(jīng)驗和思維能力來解決問題、內(nèi)化知識。如此一來，學(xué)生的主體體驗也能得到增強(qiáng)，從而實現(xiàn)學(xué)習(xí)效果的優(yōu)化。

（三）促進(jìn)學(xué)生之間討論交流，實現(xiàn)思維碰撞

問題驅(qū)動法不僅提倡學(xué)生在問題的驅(qū)動下展開獨立分析和自主探究，還倡導(dǎo)讓學(xué)生圍繞相關(guān)問題與身邊的同伴或小組成員進(jìn)行開放的交流和探討，鼓勵他們發(fā)表自己的看法、傾聽他人的思路和觀點，在共同商議問題解決方案的過程中促進(jìn)學(xué)生信息思維的有效碰撞，拓展學(xué)生思維的廣度和深度。除此之外，這種方法的應(yīng)用，還有利于營造更活躍、民主、寬松的課堂學(xué)習(xí)氛圍，讓學(xué)生的主體性、參與度均得到提高，促進(jìn)學(xué)生之間的互動交流，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生與人合作的意識，提高其協(xié)作學(xué)習(xí)的能力。

三、問題驅(qū)動法在信息科技教學(xué)中的應(yīng)用策略

（一）創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)探究興趣

在信息科技教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)有意義的問題情境是推進(jìn)師生對話、誘發(fā)學(xué)生深入思考的重要途徑。這有利于調(diào)動學(xué)生對信息科技知識主動探究的積極性，對發(fā)展學(xué)生的高階思維、鍛煉學(xué)生的問題解決能力等方面都具有積極作用，也是幫助學(xué)生實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的“助推器”。因此，教師要圍繞所教內(nèi)容和學(xué)生的認(rèn)知水平來創(chuàng)設(shè)具體的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生在特定的情境中對所學(xué)知識展開分析，充分激發(fā)學(xué)生內(nèi)心的探究興趣，使學(xué)生在解決問題的同時獲得豐富、真切的學(xué)習(xí)感受和體驗。

以《無處不在的算法》單元中“游戲體驗尋規(guī)律”一課為例，本課主要是通過有趣的游戲情境幫助學(xué)生體會到漢諾塔益智類游戲的操作規(guī)律，進(jìn)而理解當(dāng)數(shù)值較大時，算法如何得出最少步驟，從而掌握重點內(nèi)容。為了促進(jìn)學(xué)生對本節(jié)課重點知識的主動探究，教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了具有針對性的問題情境，并向?qū)W生講解漢諾塔游戲的基本規(guī)則。師：這個游戲中包括三根柱子，在一根柱子上包括大小不同的圓環(huán)，要求我們把圓環(huán)從起始位置移動到目標(biāo)位置。具體的規(guī)則包括兩點：第一，每次操作能移動的圓環(huán)數(shù)量只有一個；第二，在移動圓環(huán)的過程中，可以記住任意一個柱子（有圓環(huán)、無圓環(huán)都可以），保持小圓環(huán)始終都在大圓環(huán)的上面。在學(xué)生初步掌握游戲規(guī)則的基礎(chǔ)上，教師進(jìn)一步呈現(xiàn)了與算法有關(guān)的問題，具體如下：

問題1：請你思考操作一個圓環(huán)最少的步數(shù)是多少呢？

問題2：兩個圓環(huán)操作起來的最少步數(shù)又是多少？

問題3：那么操作三個圓環(huán)的最少步驟會是多少？你的方法是什么？

問題4：四個、五個、六個……圓環(huán)的操作步驟最少是多少？

問題5：請你總結(jié)這些步驟之間蘊含著怎樣的規(guī)律？

在融入游戲的問題情境中，學(xué)生的探究興趣得到了激發(fā)，他們紛紛結(jié)合游戲規(guī)則對上述問題進(jìn)行分析、思考，循序漸進(jìn)地發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律——圓環(huán)的移動次數(shù)是2n-1，這樣一來不僅可以了解其中的操作規(guī)律，還可以升華學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，使他們在游戲體驗中探尋規(guī)律。

（二）針對教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計啟發(fā)問題

在應(yīng)用問題驅(qū)動法的教學(xué)中，教師應(yīng)以“問題”為載體，針對教學(xué)內(nèi)容為學(xué)生設(shè)計具有啟發(fā)意義的問題，以此增強(qiáng)學(xué)生的問題意識，讓學(xué)生在發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的過程中構(gòu)建更完整、系統(tǒng)的知識體系，從而優(yōu)化信息科技課程教學(xué)的效果。一節(jié)課的教學(xué)重點往往是教學(xué)的核心內(nèi)容，教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置也都是圍繞教學(xué)重點來開展的。因此，教師要聚焦信息科技課程的教學(xué)重點，并巧妙設(shè)計啟發(fā)性的問題，使學(xué)生通過問題的解決逐漸掌握本節(jié)課的重點知識，逐步實現(xiàn)當(dāng)堂課的教學(xué)目標(biāo)。

以《用算法解決問題》單元中“互傳密信有訣竅”一課為例，本課的核心內(nèi)容是讓學(xué)生理解移位密碼的基本規(guī)則和加密算法，認(rèn)識到明文和密文之間的關(guān)系，并體會到加密算法在保護(hù)信息安全方面所具有的獨特價值和意義，培養(yǎng)其信息安全的意識。為此，教師針對重點內(nèi)容設(shè)計了幾個具有啟發(fā)意義的問題：（1）大家看過間諜類的電影嗎？影片中的間諜在傳遞加密信息時是怎樣操作的？他們是如何對信息進(jìn)行加密處理的？這個問題的設(shè)計目的是喚醒學(xué)生的已有認(rèn)知經(jīng)驗，并營造神秘的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)學(xué)生的探究興趣。（2）你能結(jié)合教材說明移位密碼的概念嗎？它的加密規(guī)則是什么？這個問題的設(shè)計目的是讓學(xué)生自主閱讀教材內(nèi)容，并嘗試用自己的話來概括核心概念，明確移位密碼的基本規(guī)則。（3）你能用流程圖的形式對移位加密算法進(jìn)行描述嗎？該問題的設(shè)計目的是讓學(xué)生通過流程圖對算法進(jìn)行描述，從而更直觀地理解移位密碼的加密過程，同時使學(xué)生的直觀形象思維能力得到鍛煉。通過以上啟發(fā)問題的解決，學(xué)生能快速理解本課的核心內(nèi)容，并增強(qiáng)信息安全意識。

（三）呈現(xiàn)驅(qū)動問題，鼓勵分組討論

和傳統(tǒng)單一的“應(yīng)答式問題”有所不同，驅(qū)動問題是指可以誘發(fā)學(xué)生對信息科技知識深度思考、起到統(tǒng)領(lǐng)課堂作用、發(fā)散學(xué)生信息思維的高質(zhì)量問題。這類問題的探究意義更強(qiáng)，對于幫助學(xué)生理解所學(xué)知識、發(fā)展思維能力具有重要價值。因此，教師應(yīng)將驅(qū)動問題貫穿于信息科技教學(xué)的全過程、各環(huán)節(jié)，并鼓勵學(xué)生和同伴進(jìn)行分組討論，為學(xué)生信息思維的發(fā)展搭建開放的平臺，讓學(xué)生圍繞問題進(jìn)行多方位、深層次的探究，使他們大膽發(fā)表自己的見解和看法，從而實現(xiàn)思維的有效碰撞，提高學(xué)生分析、解決問題的實際效率。

以《發(fā)揮算法的優(yōu)勢》單元中“簡單密碼易破解”一課為例，本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)主要是讓學(xué)生對密碼的設(shè)定規(guī)則進(jìn)行分析和討論，使他們對破解密碼需要重復(fù)判斷的次數(shù)進(jìn)行計算，并估算破解需要的時間，在這個過程中體會利用遍歷法解決問題的思路，體會設(shè)置密碼的安全性。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，教師主要采取了小組合作探究法，結(jié)合本節(jié)課的內(nèi)容向?qū)W生呈現(xiàn)一些驅(qū)動性的問題：第一個問題是“你知道在哪些情況下需要設(shè)置密碼嗎？”第二個問題是“你自己所設(shè)置的密碼安全系數(shù)高嗎？會不會容易被別人猜到？”第三個問題是“假如小明給自己的行李箱設(shè)置了四位的數(shù)字密碼，但是他不小心忘記了密碼，你能想辦法幫助小明再次找回密碼嗎？最多需要嘗試幾次？”教師再把學(xué)生分成幾個小組，讓他們以小組為單位討論以上問題，共同探究密碼的破解次數(shù)，如通過互動交流可以得出以下步驟：第一步要先確定四位數(shù)字密碼的組合方式都有哪些；第二步計算需要嘗試的次數(shù)，這樣一來可以提高解決問題的效率和速度，并培養(yǎng)學(xué)生解決問題、合作學(xué)習(xí)的關(guān)鍵能力。

（四）以問題鏈引領(lǐng)，提升思維品質(zhì)

在對問題驅(qū)動法進(jìn)行具體應(yīng)用時，教師還要注意問題和問題之間的連貫性和層次性，針對學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”來設(shè)計符合其現(xiàn)有認(rèn)知水平的課堂問題，盡可能地設(shè)計前后連貫、存在內(nèi)在關(guān)聯(lián)的“問題鏈”，引導(dǎo)學(xué)生對問題展開由淺至深的思考與探究。這樣才能助推其思維水平從低到高的提升。因此，要想促進(jìn)學(xué)生信息思維水平的提升，教師要盡可能圍繞學(xué)生思維發(fā)展的規(guī)律設(shè)置遞進(jìn)式的“問題鏈”，由易到難地向?qū)W生呈現(xiàn)問題，引導(dǎo)他們循序漸進(jìn)地解決問題，在這個過程中促進(jìn)學(xué)生思維品質(zhì)的有效提升。

以《算法結(jié)構(gòu)與描述》單元中“重復(fù)操作用循環(huán)”一課為例，為了讓學(xué)生通過對路口紅綠燈的觀察，進(jìn)一步認(rèn)識其中的重復(fù)規(guī)律和循環(huán)結(jié)構(gòu)，教師圍繞學(xué)生思維水平的發(fā)展規(guī)律設(shè)計了層層遞進(jìn)、前后銜接的問題鏈，具體如下。

問題一：在過有紅綠燈的路口時，我們都需要做什么準(zhǔn)備和判斷？

問題二：我們觀察信號燈顏色、等待綠燈亮、過馬路的過程就是一個循環(huán)結(jié)構(gòu)。那你能說一說什么是循環(huán)結(jié)構(gòu)嗎？

問題三：在算法中，有些步驟是需要我們反復(fù)執(zhí)行的？就像流程圖，里面有開始框、處理框、判斷框、結(jié)束框，你知道這些部分都有什么作用嗎？

問題四：我們再回到紅綠燈的情境中，你認(rèn)為哪個步驟是反復(fù)執(zhí)行的？

通過設(shè)計以上具有層次性的問題鏈，可以激發(fā)學(xué)生的信息思維，在喚醒學(xué)生過紅綠燈路口生活經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)他們對信息科技知識的思考和判斷，使學(xué)生層層分析、逐步把握新知，從而體會到循環(huán)結(jié)構(gòu)的概念和作用。

四、結(jié)語

綜上所述，教師應(yīng)立足信息科技課程的特點，以培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力為出發(fā)點和落腳點組織教學(xué)活動，針對學(xué)生的學(xué)情、認(rèn)知水平設(shè)計各種各樣的驅(qū)動問題，讓學(xué)生在問題的驅(qū)動下對課程內(nèi)容展開由淺至深的探究和建構(gòu)，使他們在分析、討論、交流的過程中形成對學(xué)科知識的全面理解，在解決問題、內(nèi)化知識的同時促進(jìn)學(xué)生信息思維的有效發(fā)展，從而提高信息科技課程的教學(xué)質(zhì)量，并為學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展提供助力。