素養導向下高中信息技術真實性問題情境設計

中圖分類號：G434文獻標識碼：A論文編號：1674—2117（2025）14—0042—04

《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“課標”）提出：“通過項目活動創設問題情境，引導學生在解決問題的過程中感受信息技術對人們日常生活的影響，提高利用信息技術解決問題的能力，發展計算思維。”因此，針對目前教學中問題情境設計缺乏整體持續性和學習價值、與教學內容割裂、脫離素養目標這一現狀，筆者認為，教師可以從學生的認知規律出發，探尋學科知識與真實情境的契合點，創設一個完整的真實性問題情境，設計層層遞進的任務活動，促使學生在解決真實性問題情境的過程中學習學科知識，發展關鍵能力，形成遷移問題解決的能力。

真實性問題情境的內涵與類型

1.內涵闡釋

真實性問題情境是指在學校教育中為培養學生解決現實生活及不確定的未來生活中的復雜問題而創設的具有“真實性”的問題情境。由此可見，真實性問題情境并不是簡單地將生活中的真實事件或現象直接搬入課堂教學，而是對其進行再加工，通過承載學科知識來模擬再現真實的場景或情境，使其在心理、功能與物理三個方面達到高度逼真3，符合真實問題情境的設計要求。

在高中信息技術教學中，教師可從社會、生活、學習、技術等多維視角出發，挖掘并精選與信息技術學科知識密切相關的事件或現象，并依據學生的認知水平和能力進行適當的轉化與精修，使情境更加符合學科教學目標。開展基于真實性問題情境的項目式學習，可提升學生發現、解決問題的能力，實現在多樣化情境下知識與技能的遷移，促進素養目標的落實。

2.情境類型

根據信息技術學科核心素養的測評要求，從“個人、公共、學科、人文”四個情境維度出發，緊扣高中信息技術“數據、算法、信息系統、信息社會”四個學科大概念，結合學科的應用特性，可將真實性問題情境細化為下頁表1所示的類型。

由于問題情境的多樣性，教師需在梳理素養目標、學科內容、真實性情境之間關系的基礎上，聚焦于要解決的信息技術問題，從現實世界中精心挑選相關問題，選擇恰當的問題情境維度與類型進行針對性的轉化、打磨，設計出與目標相匹配的典型問題情境，引導學生深度參與問題情境的解決過程，領悟信息技術對學習生活和社會發展的影響。

真實性問題情境的主要特征

1.指向性

真實性問題情境設計要指向信息技術學科核心素養。在設計問題情境時，需緊密圍繞素養目標展開，深化對知識的理解，分析核心素養水平表現，明確所指向的具體核心素養內容及相應水平，進一步將其分解為具體的問題情境目標，設置若干具有挑戰性的任務，讓學生在完成任務的過程中，實現從知識學習到素養培育的有效轉化。

2.真實性

真實性問題情境的本質特征是“真實性”，這并不意味著它就是完全真實的，而且它也并非人為制造的問題情境。它應該是源于現實，又在現實基礎上進行加工處理，從而形成的一種承載了本體性知識的模擬真實場景。此外，真實性問題情境需要遵循學生的學習規律，貼近真實生活，反映社會熱點問題，蘊含人文元素，凸顯前沿技術應用，將所要學習的知識有機地整合在一起。

3.復雜性

由于真實性問題情境源自現實世界，因此它必然具有多元化的復雜性。主要表現為：一是問題情境的背景復雜性，既涵蓋了不同領域的知識，又融入了社會生活等文化因素；二是問題情境的解決復雜性，尤其在面對復雜良好結構、簡單不良結構或復雜不良結構情境時，需要從復雜或不良結構的問題中辨別、提取關鍵信息，并能夠根據情境的變化，靈活運用知識與技能，動態調整解決方案。

真實性問題情境的設計路徑

真實性問題情境的設計，應以現實世界中的實際問題為基礎，回歸現實生活與經驗，通過整合與提煉學科大概念，確定問題情境的目標指向，尋找問題情境的生活聯結，經過轉化并設計為問題情境的框架，進一步優化問題情境的內容與形式，以符合高中信息技術教學的需求和培養目標（如左圖）。

下面，筆者以必修模塊1中的“共享單車騎行用車數據可視化分析”為教學案例，闡述設計真實性問題情境的一般步驟。

1.確定問題情境的目標

問題情境的構建要遵循“目標導向”原則，深人研究課標的具體內容標準，梳理其中呈現的學科核心概念，準確把握學科核心素養的內涵與外延，按照學生的認知能力，確定問題情境所要達成的素養目標和核心知識。

通過對課標內容的研讀，對“共享單車騎行用車數據可視化分析”教學案例的目標導向分析如下：

① 課標要求：通過應用實例分析，了解數據收集、分析及可視化表達的基本方法。根據任務需求，選用恰當的數據處理軟件處理數據，完成數據分析報告。

② 核心概念：合理運用技術工具處理數據，能幫助解決生活、學習問題以及做出決策。

③ 素養目標：能夠采用計算機領域的學科方法界定問題、抽象特征、建立結構模型、合理組織數據，明確需要解決的關鍵問題。應用基本算法設計解決問題的方案，使用編程語言或其他數字化工具實現這一方案。

④ 教學目標：根據需求，對收集到的軌跡數據進行分析處理，發現其中隱含的信息。通過挖掘可視化軌跡所體現的規律和特征，結合探究的問題，提出相應的解決策略。

2.尋找問題情境的生活聯結

課標強調，高中信息技術教學要結合學生的學習經驗和社會生活實際，引入與信息技術相關的現實問題和情境。作為一門應用性極強的學科，信息技術的學習內容緊密貼近學生的學習與生活，涵蓋網絡購物、智能出行、人工智能、大數據處理、機器技術等領域。因此，在確定了問題情境的目標后，可從日常生活、社會事件、公共問題、政策報告、新聞報道等多種渠道尋找、挖掘和提取與目標相匹配的原型或素材，從而更好地將教學問題隱含其中。

例如，從新聞報道的視角來看，能尋找到一個典型的問題情境原型：

“2024年11月，《上觀新聞》報道了一篇題為《市區‘堆成山'，郊區‘吃不飽！共享單車投放不平衡怎么破》的新聞。\"這篇報道聚焦共享單車投放不平衡的問題，凸顯了市民出行“最后一公里”的困境，為“共享單車騎行用車數據可視化分析”教學案例提供了生動的真實素材，很好地展示了信息技術在解決實際問題時的應用價值。然而，該問題原型雖來源于現實，卻未與具體的學習內容建立內在的聯系，缺乏知識與問題要素的整合。因此，需結合學情和教學目標，反復打磨情境、知識與任務之間的融合度，使其成為能提升測評學生核心素養的真實性問題情境，并有效應用于教學中。

3.設計問題情境的框架

劉徽教授認為，在構建真實性問題情境框架時，可圍繞情境、人物、任務這三個關鍵要素進行精心構建。4“共享單車騎行用車數據可視化分析”真實性問題情境要素分析如下。

（1）情境

項目式學習強調在清晰梳理教學內容和明確學習目標的前提下，精心創設問題情境，并設計項目的學習路徑，引導學生開展學習活動。那么，通過對問題情境的原型或素材進行再加工，融入學科知識，可以將情境描述為：“隨著城市人口和車輛數量的增長，當前許多共享單車站點面臨著諸多問題，如郊區站點因利用率不高導致單車積壓，而某些站點卻借不到車以及單車損壞多等。這些問題不僅影響居民出行效率，還增加了交通管理的難度，制約了城市的可持續發展”。

（2）人物

學生是項目式學習的主體。在項目學習的過程中，問題情境里設定的人物角色能夠讓學生“身臨其境”，促使他們從所扮演角色的視角對情境進行深入分析，并通過項目實踐提出切實可行的解決策略。

假如學生是一名共享單車運營管理人員，這將使用他們從運維工作的角度去審視問題情境，能夠增強學習的參與度和沉浸感。

（3）任務

在項目式學習中，任務是基于問題情境而設計的需要學生完成的具體活動，是落實學習目標的主要載體。因此，在設計學習任務時，應以真實性情境為依托，緊扣學習目標，結合教學內容，設計出具有挑戰性的任務，確保任務既實用又連貫，且便于學生操作。基于以上原則，可以設計出如下任務鏈：“請你對一段時間內的共享單車騎行用車數據進行可視化分析，挖掘出數據背后的規律和特征，提出相應的解決方案，為共享單車投放決策提供科學依據，以便更好地服務市民短距離出行。”

任務活動1：探索共享單車數據。

與生成式人工智能互動，提出與共享單車數據有關的問題。

① 共享單車需要采集哪些類型的騎行用車數據？② 一條共享單車騎行用車數據包含哪幾個屬性？③ 這些數據對共享單車的管理有哪些價值？

任務活動2：挖掘共享單車數據。

認真觀察共享單車騎行用車數據，發現不同特征之間的關聯與組合關系，進而提煉出新的數據特征，或從單一特征中挖掘出多個相關方面，并將其組合成多個新的特征，挖掘出數據更多潛在的規律。

例如，發現的新特征：

① 租車時間 + 還車時間一騎行時長。② 騎行起點經緯度+騎行終點經緯度→騎行的位移。③ 騎行時長 $$ 訂單金額。任務活動3：分析共享單車數據。

從時段與訂單量、騎行距離與時長分布分析、單車工作量與損壞程度、單車聚集與緊缺站點、騎行用戶畫像等維度出發，使用Python程序對獲取的數據進行清洗、計算與可視化分析。

任務活動4：撰寫問題解決報告。

通過對共享單車騎行用車數據的多維度分析，為運營管理提供數據支持，撰寫針對性解決報告，實現車輛調度優化、提升用戶體驗、降低運維成本。

4.優化問題情境的內容與形式

在構建真實性問題情境框架后，教師還需從問題情境的指向性真實性以及任務質量三個主要維度出發，制訂真實性問題情境設計質量的評價指標（如表2），對情境進行進一步的精修與打磨，通過持續優化情境的內容和呈現形式，確保情境能夠精準指向素養與教學目標，貼近學生的認知能力，聯結學生已有的經驗。同時，能夠真實反映現實問題的復雜性，保證任務的合理性和可行性，最終實現目標、情境與任務的高度一致性，提升教學的有效性，促進學生的學習與發展。

結語

真實性問題情境的設計不僅要以學科大概念為基礎，進一步細化出具體的核心概念，堅持目標導向原則，而且要從日常生活中尋找具有代表性的原型或素材，設計出高度逼真的問題情境，同時將教學內容有機串聯起來，設置連貫的學習任務鏈，增強情境與任務之間的關聯度，并引導學生“像專家一樣思考”，經歷專家思維的形成過程，架起現實世界與書本知識之間的橋梁。此外，在高中信息技術教學中，還可以依據日常教學要求，從單元整體視角出發，組織問題情境族，通過設計多個相互關聯且復雜性遞增的問題情境，系統地落實整個單元的教學任務。

參考文獻：

[1中華人民共和國教育部.普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂]S].北京：人民教育出版社，2020.[2[3

[4]劉徽.真實性問題情境的設計研究[J].全球教育展望，2021（11）.26-44.