大單元視域下高中信息技術(shù)高階思維培養(yǎng)教學(xué)實踐

信息技術(shù)已成為推動社會進(jìn)步與經(jīng)濟發(fā)展的核心力量，高中信息技術(shù)課程作為培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)與數(shù)字技能的關(guān)鍵學(xué)科，其教學(xué)目標(biāo)已從基礎(chǔ)技能傳授轉(zhuǎn)向高階思維能力的塑造。而大單元視域下的教學(xué)模式，強調(diào)知識的整體性與邏輯性，為高階思維教學(xué)提供了新契機。在大單元教學(xué)設(shè)計下，高中信息技術(shù)教學(xué)不再局限于零散知識點的堆砌，而是圍繞核心主題，構(gòu)建結(jié)構(gòu)化知識體系，引導(dǎo)學(xué)生深度探究與實踐，從而有利于促進(jìn)學(xué)生發(fā)展批判性思維、創(chuàng)造性思維及問題解決等高階思維能力，為學(xué)生未來的發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)[1]。

一、高中信息技術(shù)中高階思維能力的主要體現(xiàn)

在高中信息技術(shù)課程的學(xué)習(xí)中，高階思維能力是學(xué)生深入掌握知識、靈活運用技能、實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵能力，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。一是分析與綜合思維能力，這是信息技術(shù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)高階能力。信息技術(shù)涵蓋眾多復(fù)雜的知識體系和技術(shù)模塊，學(xué)生在面對具體知識學(xué)習(xí)時，要具備較強的分析能力。比如在學(xué)習(xí)如何開發(fā)一個校園網(wǎng)站項目時，要分析網(wǎng)站的信息發(fā)布、用戶交互、數(shù)據(jù)管理等功能需求，分析選擇何種編程語言、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等不同技術(shù)方案的優(yōu)缺點等，同時還要將各個分析后的要素進(jìn)行綜合，構(gòu)建出一個完整、高效的網(wǎng)站架構(gòu)，使各個模塊協(xié)同工作，實現(xiàn)網(wǎng)站的整體功能。二是批判性思維能力，這個能力在如今信息爆炸的時代尤為重要，信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展迅速，各種新技術(shù)、新觀點層出不窮，在有關(guān)知識學(xué)習(xí)時，要引導(dǎo)學(xué)生批判性地看待這些信息，不要盲目跟從。比如在學(xué)習(xí)人工智能相關(guān)知識時，對于不同的算法和應(yīng)用案例，要思考其背后的原理、適用范圍和局限性，對于一些過度宣傳或存在誤導(dǎo)性的信息，能夠運用所學(xué)知識進(jìn)行分析和判斷，形成自己獨立的見解，避免被不實信息誤導(dǎo)。三是創(chuàng)造性思維，在高中信息技術(shù)實踐中，學(xué)生要突破傳統(tǒng)思維的限制，提出新穎的想法和解決方案。比如在利用計算機軟件設(shè)計數(shù)字藝術(shù)作品時，不局限于常見的表現(xiàn)形式和手法，而是嘗試將不同的藝術(shù)風(fēng)格、技術(shù)手段進(jìn)行融合創(chuàng)新，創(chuàng)造出具有獨特風(fēng)格和表現(xiàn)力的作品。在編程項目中，嘗試著探索新的算法和思路，提高程序的效率和性能。四是問題解決能力，這是高階思維能力的實踐應(yīng)用體現(xiàn)，在高中信息技術(shù)學(xué)習(xí)和實踐中，學(xué)生難免會遇到各種問題和挑戰(zhàn)，如程序運行錯誤、網(wǎng)絡(luò)故障等，具備較強問題解決能力的學(xué)生，能夠迅速定位問題，分析問題的根源，并運用所學(xué)知識和經(jīng)驗，通過多種途徑尋找解決方案，并且在解決問題的過程中要不斷調(diào)整策略，嘗試不同的方法，最終成功解決問題。

高中信息技術(shù)中的高階思維能力相互關(guān)聯(lián)、相互促進(jìn)，共同構(gòu)成了學(xué)生適應(yīng)信息時代發(fā)展、實現(xiàn)個人成長和創(chuàng)新的重要能力體系。在高中信息教學(xué)中，教師要注重在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的這些高階思維能力，為學(xué)生的未來發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)[2]。

二、大單元教學(xué)與高階思維能力培養(yǎng)的契合關(guān)系

大單元教學(xué)是一種新型的教學(xué)模式，其核心在于以大主題或大概念為引領(lǐng)，對相關(guān)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深度整合與優(yōu)化，具有主題性、整體性和綜合性的特征，這些特征使得大單元教學(xué)與高階思維能力培養(yǎng)之間存在著緊密的契合關(guān)系。

首先，大單元教學(xué)高度重視在真實情境下的問題解決。例如：在信息技術(shù)課程中，模擬企業(yè)項目開發(fā)情境，讓學(xué)生面對諸如設(shè)計一款符合特定用戶需求的軟件這類復(fù)雜問題。學(xué)生需運用分析、評價、創(chuàng)造等高階思維能力，深入剖析用戶需求，評估不同技術(shù)方案可行性，創(chuàng)造性地設(shè)計解決方案，在這一情境實踐中有效鍛煉并提升問題解決能力與批判性思維能力。其次，大單元教學(xué)強調(diào)學(xué)生的自主探究與合作學(xué)習(xí)。以小組為單位，開展諸如探究新型智能設(shè)備應(yīng)用潛力的活動，小組成員分工協(xié)作，在交流探討中相互啟發(fā)。這種模式不僅激發(fā)創(chuàng)造性思維，還讓學(xué)生在磨合中培養(yǎng)團隊協(xié)作能力與社交技能，為未來職場合作奠定基礎(chǔ)。最后，大單元教學(xué)關(guān)注學(xué)生的思維過程與成果展示。通過多元化教學(xué)評價，如課堂表現(xiàn)評估、項目報告評審等，以及學(xué)生學(xué)習(xí)成果展示，教師能精準(zhǔn)把握學(xué)生思維狀態(tài)與學(xué)習(xí)進(jìn)展，進(jìn)而提供針對性指導(dǎo)，助力學(xué)生高階思維持續(xù)發(fā)展，為全面發(fā)展筑牢根基。

三、基于高階思維能力培養(yǎng)的高中信息技術(shù)大單元教學(xué)策略

（一）明確高階思維導(dǎo)向的大單元教學(xué)目標(biāo)

在制定指向高階思維的大單元教學(xué)目標(biāo)時，要緊密貼合學(xué)科核心素養(yǎng)，將高階思維能力的培養(yǎng)目標(biāo)有效融入學(xué)科教學(xué)目標(biāo)中，除了知識與技能目標(biāo)、過程與方法目標(biāo)和情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)之外，著重發(fā)展學(xué)生的批判性思維、創(chuàng)造性思維及問題解決能力等高階思維，鼓勵學(xué)生在面對復(fù)雜信息情境時，能進(jìn)行深度思考，提出獨到見解，并有效運用信息技術(shù)手段進(jìn)行創(chuàng)新性解決[3]。

以教科版高中信息技術(shù)必修一《數(shù)據(jù)分析與人工智能》教學(xué)為例，在引導(dǎo)學(xué)生扎實掌握數(shù)據(jù)收集、清洗、處理及可視化方法等數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)理論和理解人工智能的核心概念基礎(chǔ)目標(biāo)上，要聚焦于復(fù)雜情境下的高階思維目標(biāo)，比如要求學(xué)生分析數(shù)據(jù)偏差來源，評估AI模型的可解釋性與公平性，以此來對學(xué)生的批判性思維進(jìn)行培養(yǎng)，鼓勵設(shè)計跨領(lǐng)域應(yīng)用方案，如結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的農(nóng)業(yè)智能預(yù)測，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造性思維，或者面對數(shù)據(jù)缺失或模型過擬合時，能提出遷移學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)增強技術(shù)等解決方案，提升學(xué)生的問題解決能力。大單元教學(xué)強調(diào)學(xué)生的自主探究與合作學(xué)習(xí)。以小組為單位，開展探究結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的農(nóng)業(yè)智能預(yù)測項目。小組成員分別負(fù)責(zé)收集農(nóng)田的土壤濕度、氣溫、光照強度等物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，運用數(shù)據(jù)處理及可視化方法，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，繪制出數(shù)據(jù)趨勢圖，直觀呈現(xiàn)數(shù)據(jù)變化規(guī)律。

（二）整合大單元知識體系教學(xué)內(nèi)容

高中信息技術(shù)教材內(nèi)容豐富、覆蓋面廣，但是部分知識板塊存在分散孤立的問題，這無疑提高了學(xué)生理解和掌握知識的難度。為有效解決這一問題，教師要堅持大單元教學(xué)整體性、系統(tǒng)性教學(xué)理念，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)性整合。一方面，要全面梳理知識脈絡(luò)，突破教材內(nèi)容設(shè)計的限制，以“基礎(chǔ)概念一核心技術(shù)一應(yīng)用場景”為邏輯主線重構(gòu)大單元教學(xué)知識體系。另一方面，要注重跨學(xué)科融合，強化知識的橫向聯(lián)結(jié)，比如將概率分布、回歸分析等數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法融入信息技術(shù)教學(xué)中，或者是整合社會科學(xué)等領(lǐng)域知識，設(shè)計綜合性項目，對學(xué)生的高階思維進(jìn)行培養(yǎng)。

以教科版高中信息技術(shù)必修二《信息社會的建設(shè)》主題單元為例，在這一主題單元中，信息通信技術(shù)發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)安全與信息倫理、數(shù)字經(jīng)濟等內(nèi)容，看似相互獨立，實則有著緊密的內(nèi)在聯(lián)系。教師可圍繞“信息社會建設(shè)”這一核心主題，將分散的知識點串聯(lián)起來。比如在講解信息通信技術(shù)發(fā)展時，不能孤立地介紹技術(shù)演變，而是要關(guān)聯(lián)到數(shù)字經(jīng)濟的崛起。向?qū)W生闡述5G、物聯(lián)網(wǎng)等前沿通信技術(shù)如何為電商、遠(yuǎn)程辦公等數(shù)字經(jīng)濟模式提供技術(shù)支撐，讓學(xué)生明白技術(shù)發(fā)展是推動信息社會經(jīng)濟變革的重要力量，從而構(gòu)建起從技術(shù)基礎(chǔ)到經(jīng)濟應(yīng)用的知識邏輯鏈條。

在網(wǎng)絡(luò)安全與信息倫理部分，可結(jié)合當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)詐騙、數(shù)據(jù)泄露等熱點案例，引導(dǎo)學(xué)生思考這些現(xiàn)象對信息社會建設(shè)的負(fù)面影響。讓學(xué)生理解，網(wǎng)絡(luò)安全與信息倫理是保障信息社會健康、有序發(fā)展的基石，與信息通信技術(shù)發(fā)展、數(shù)字經(jīng)濟繁榮息息相關(guān)。通過這種整合，學(xué)生能從單純知曉網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)則，上升到從宏觀層面理解其在信息社會建設(shè)中的關(guān)鍵意義，培養(yǎng)批判性思維與綜合分析能力。

此外，教師還可以組織學(xué)生開展“本地數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展調(diào)研”項目，學(xué)生在調(diào)研過程中，既要運用信息收集技術(shù)、信息通信技術(shù)知識，又要遵循信息倫理規(guī)范合法獲取數(shù)據(jù)，同時分析數(shù)據(jù)以了解本地數(shù)字經(jīng)濟現(xiàn)狀，這樣的實踐活動打破了知識板塊的界限，促使學(xué)生在真實情境中綜合運用知識，加深對信息社會建設(shè)的全方位理解，提升解決實際問題的能力，幫助學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)、完整的信息技術(shù)知識體系。

（三）運用多樣化方法開展教學(xué)活動

一是運用項目式教學(xué)方式，這是大單元教學(xué)中常用的一種教學(xué)方法，在項目式教學(xué)方式下，學(xué)生不再是被動接受知識，而成為主動建構(gòu)知識的主體，學(xué)生不僅能夠掌握信息技術(shù)的基本知識和技能，還能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識應(yīng)用于實際問題的解決中，從而提高他們的信息技術(shù)應(yīng)用能力和思維水平。教師要根據(jù)大單元主題設(shè)計具有綜合性和挑戰(zhàn)性的項目任務(wù)，組織學(xué)生在真實的任務(wù)情境中，積極主動地運用高階思維解決問題、完成任務(wù)，提高信息技術(shù)應(yīng)用能力和思維水平[4]。

以教科版高中信息技術(shù)必修一《計算與問題解決》教學(xué)為例，教師應(yīng)根據(jù)《計算與問題解決》單元的主題，設(shè)計具有挑戰(zhàn)性和綜合性的項目任務(wù)，比如可以要求學(xué)生設(shè)計一個解決特定問題的算法，并編寫程序?qū)崿F(xiàn)該算法，這樣的任務(wù)不僅能夠鍛煉學(xué)生的算法設(shè)計和編程能力，還能夠激發(fā)他們的創(chuàng)新思維和問題解決能力。為了讓學(xué)生更好地理解和應(yīng)用所學(xué)知識，教師還可以創(chuàng)設(shè)真實的任務(wù)情境，讓學(xué)生在實踐中鍛煉高階思維能力，比如模擬一個實際生活中的問題場景，如交通流量優(yōu)化、資源分配等，讓學(xué)生運用所學(xué)知識和技能提出解決方案，并編寫程序進(jìn)行驗證。通過項目式教學(xué)方式，學(xué)生不僅掌握了相關(guān)的知識和技能，還能夠在項目完成中學(xué)會團隊合作、溝通協(xié)調(diào)等社會技能，為未來的學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。

二是應(yīng)用問題導(dǎo)向教學(xué)，在高中信息技術(shù)教學(xué)中設(shè)置一系列具有啟發(fā)性和層次性的問題，引導(dǎo)學(xué)生思考和探究，在問題解決過程中學(xué)生的高階思維能力能夠得到有效的鍛煉和提升。以教科版高中信息技術(shù)必修二《信息系統(tǒng)的安全》教學(xué)為例，通過設(shè)置一系列精心設(shè)計的問題引導(dǎo)學(xué)生深入思考與探究。首先，在課程起始階段提出基礎(chǔ)性問題激發(fā)學(xué)生興趣，如：“在日常生活中，你遇到過哪些信息系統(tǒng)安全問題？”這一問題促使學(xué)生從自身經(jīng)歷出發(fā)，回憶諸如賬號被盜、收到詐騙信息等現(xiàn)象，初步建立對信息系統(tǒng)安全問題的認(rèn)知。隨著教學(xué)推進(jìn)，引入具有一定深度和啟發(fā)性的問題，如“信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)加密技術(shù)是如何保障數(shù)據(jù)安全的？”為解答該問題，學(xué)生要深入學(xué)習(xí)加密算法原理，分析不同加密方式的優(yōu)缺點，拆解復(fù)雜的加密流程，理解每一步驟的作用，進(jìn)而對數(shù)據(jù)加密在信息系統(tǒng)安全中的關(guān)鍵作用形成清晰認(rèn)知，分析與推理能力得到有效鍛煉。當(dāng)學(xué)生掌握了基礎(chǔ)概念后，設(shè)置具有挑戰(zhàn)性的層次性問題，如“假設(shè)你負(fù)責(zé)一個小型電商平臺的信息系統(tǒng)安全，面對日益猖獗的網(wǎng)絡(luò)攻擊，你將如何構(gòu)建全方位的安全防護(hù)體系？”這一問題要求學(xué)生綜合運用所學(xué)知識，從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、用戶認(rèn)證、數(shù)據(jù)存儲等多個維度思考解決方案，促使他們運用創(chuàng)造性思維設(shè)計個性化防護(hù)策略，鍛煉學(xué)生綜合與創(chuàng)造能力。

（四）關(guān)注高階思維表現(xiàn)構(gòu)建多元評價體系

大單元教學(xué)評價要構(gòu)建多元評價體系，全面反映學(xué)生高階思維能力的發(fā)展情況。一是評價主體多元化，包括教師評價、學(xué)生自評和互評。比如在項目式學(xué)習(xí)中，教師可以從項目完成情況、團隊協(xié)作能力等方面對學(xué)生進(jìn)行評價，通過學(xué)生自評可以讓學(xué)生反思自己在學(xué)習(xí)過程中的思維過程和進(jìn)步情況，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行互評，促進(jìn)學(xué)生之間的交流和學(xué)習(xí)，從不同角度發(fā)現(xiàn)問題和提出建議。二是評價內(nèi)容多元化，除了考核學(xué)生對信息技術(shù)知識和技能的掌握程度外，還要重點關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的高階思維表現(xiàn)，如分析問題的深度、解決方案的創(chuàng)新性、評價的客觀性等，在評價學(xué)生的多媒體作品時，不僅要看作品的技術(shù)水平，更要評價作品的創(chuàng)意、對信息的組織與呈現(xiàn)方式等方面所體現(xiàn)出的高階思維能力。通過多元評價體系，全面、客觀地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果和高階思維發(fā)展水平，為高中信息技術(shù)教學(xué)改進(jìn)提供依據(jù)[5]。

結(jié)束語

基于高階思維能力培養(yǎng)的高中信息技術(shù)大單元教學(xué)實踐，能夠顯著提升學(xué)生的問題解決能力、創(chuàng)新能力等。在教學(xué)中，教師要明確大單元教學(xué)目標(biāo)、整合教學(xué)內(nèi)容，采取多樣化教學(xué)方式。通過這些策略的有機結(jié)合不僅能有效培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力，還能顯著提升高中信息技術(shù)大單元教學(xué)的整體質(zhì)量。未來我們應(yīng)繼續(xù)探索和優(yōu)化這些教學(xué)實踐，以更好地滿足學(xué)生未來發(fā)展的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]李靜.高中信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力初探[J].中小學(xué)電教：下，2018（10）：2-5.

[2]杜建民.高中信息技術(shù)教學(xué)中學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)策略[].數(shù)碼設(shè)計（上），2020，9（5）：204-205.

[3]白佳鑫.基于高階思維發(fā)展的高中信息技術(shù)智慧課堂教學(xué)策略研究Ⅲ.信息與電腦（理論版），2024（19）：132-134.

[4]瞿小軍.指向高階思維培養(yǎng)的高中信息技術(shù)大單元教學(xué)[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)，2024（2）：22-24.

[5]李松.聚焦高階思維培養(yǎng)的高中信息技術(shù)教學(xué)分析[J].讀寫算，2024（16）：32-34.