基于思維可視化的初中信息科技作業(yè)設(shè)計

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A論文編號：1674—2117（2025）13—0043-04

隨著“雙減”政策的推行，信息科技作業(yè)不僅要強(qiáng)調(diào)技術(shù)原理的理解和在實際生活中的應(yīng)用，還要體現(xiàn)綜合性、探究性和創(chuàng)新性。然而，當(dāng)前大多數(shù)作業(yè)都存在“知識碎片”“問題局限”“形式被動”等問題，缺乏邏輯關(guān)聯(lián)，造成學(xué)生難以進(jìn)行遷移、應(yīng)用和反思。基于此，筆者以“項目化大單元作業(yè)”為載體，結(jié)合思維可視化，嘗試建構(gòu)作業(yè)設(shè)計的核心邏輯（如圖1）。思維可視化是指運用一系列圖示技術(shù)把本不可視的思維方法和思維路徑呈現(xiàn)出來，使其清晰可見的過程，它能促進(jìn)學(xué)生的理解與記憶，有助于學(xué)生掌握思維方法、發(fā)展思維能力、培養(yǎng)思維習(xí)慣，從而推動作業(yè)設(shè)計核心邏輯與核心素養(yǎng)的有效遷移。

0 隱與顯：作業(yè)思維“方式”的可視化

在日常教學(xué)中，教師往往側(cè)重作業(yè)的實踐性和多樣性，卻忽視了思維的隱性特征。而通過把握作業(yè)流程、強(qiáng)化作業(yè)線索、優(yōu)化作業(yè)表達(dá)，能把看不見的思維過程和方法清晰地顯示出來，有助于培養(yǎng)學(xué)生用信息的眼光發(fā)現(xiàn)作業(yè)、用信息的思維思考作業(yè)、用信息的語言表達(dá)作業(yè)，使知識更加系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化。

1.作業(yè)流程：基于框架構(gòu)建思維模式

在課程視角下，教師應(yīng)對作業(yè)的基本概念與功能、科學(xué)定位和規(guī)劃、關(guān)鍵問題和思考、反思評價和調(diào)節(jié)等進(jìn)行系統(tǒng)化思考和實踐。通過搭建作業(yè)的思維可視化流程圖促進(jìn)學(xué)生的理解、思考、探索，實現(xiàn)知識的內(nèi)化以及深度學(xué)習(xí)。當(dāng)學(xué)生逐漸內(nèi)化和應(yīng)用思維模式時，其好奇心和熱情能為更深層次的學(xué)習(xí)注人動力。

項目1作業(yè)片段：

盡管不同的程序設(shè)計語言特點不同，語法規(guī)則也可能不同，但是程序設(shè)計方法基本相同。教師在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)Python程序設(shè)計的有關(guān)知識時，構(gòu)建了思維可視化的Python程序作業(yè)流程（如圖2），讓學(xué)生了解用計算機(jī)編程解決問題的一般過程，掌握編程實現(xiàn)算法的基本方法，深化計算思維。

2.作業(yè)線索：厘清脈絡(luò)激發(fā)思維活力

在課堂學(xué)習(xí)中，學(xué)生應(yīng)主動參與作業(yè)問題的解決，以便于明確解決方案并梳理思考過程。然而在實際教學(xué)中，部分學(xué)生往往對作業(yè)問題采取消極態(tài)度，這與作業(yè)問題的抽象性密切相關(guān)。運用思維可視化的方法，有助于梳理作業(yè)線索脈絡(luò)，讓學(xué)生清晰地看到作業(yè)中的“行文思路”，激發(fā)其思維活力，并促進(jìn)思維的理解、記憶和遷移，培養(yǎng)主動學(xué)習(xí)的信息意識。

項目2作業(yè)片段：

以《人工智能基礎(chǔ)》一課為例，教師基于學(xué)生已有的知識層面，以“智慧校園”為主題，借助百度人工智能平臺，將“善解人意的小度”項目作業(yè)問題可視化（如圖3），激發(fā)了學(xué)生的討論和思考，并在調(diào)試、搭建的過程中，培養(yǎng)了學(xué)生基于人工智能項目的算法思維。

3.作業(yè)表達(dá)：轉(zhuǎn)換視角助力思 維聯(lián)想

在課堂教學(xué)中，學(xué)生習(xí)慣聽教師講解，思維被動且局限。因此，教師應(yīng)該利用演講、游戲、角色扮演、表演等豐富的作業(yè)表達(dá)形式，豐富學(xué)生的語言感知，提升學(xué)生思維的深度。這樣，學(xué)生就不再是被動的知識接收者，而是課堂的創(chuàng)造者、管理者、發(fā)言者。

項目3作業(yè)片段：

《數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理》一課中的“拒絕舌尖上的浪費——校園光盤行動”作業(yè)，通過統(tǒng)計班級每日用餐情況，對一定時期內(nèi)的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，使學(xué)生在“思考一聯(lián)想—表達(dá)—匯報”的過程中（如下頁圖4），提升思維表達(dá)和數(shù)據(jù)處理能力，同時培養(yǎng)了學(xué)生的計算思維，使其養(yǎng)成節(jié)約糧食的社會責(zé)任感。

簡與豐：作業(yè)思維“問題的可視化

哲學(xué)家伏爾泰說：“判斷一個人，不是看他如何回答問題，而是看他能提出什么問題。”因為提問很可能揭示一個人真正理解的深度，以及他對問題的參與程度。提問不僅是思考的動力，也是思考和學(xué)習(xí)的結(jié)果。因此在教學(xué)中，教師要突破傳統(tǒng)作業(yè)形式，利用創(chuàng)造、發(fā)散、對比等多種思維方式讓作業(yè)可見，使學(xué)生獲得更豐富的學(xué)習(xí)體驗。在教學(xué)中，要從“給方法”走向“找方法”，從“給問題”走向“創(chuàng)問題”，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的先驅(qū)者。

1.驅(qū)而密：創(chuàng)造思維化的鏈?zhǔn)?作業(yè)

對于相同的作業(yè)問題，學(xué)生常常會有不一樣的感受，從而得出不一樣的結(jié)果。如果只是引導(dǎo)學(xué)生理解題意、逐一列舉，最后得出答案，這樣的學(xué)習(xí)索然無味。所以，教師可以把作業(yè)問題抽象成圖形、數(shù)量、關(guān)系突破傳統(tǒng)思維習(xí)慣和邏輯規(guī)則，以新穎的思路來驅(qū)動問題，從而幫助學(xué)生全方位地認(rèn)識問題，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

項目4作業(yè)片段：

利用流程圖可以更有條理地分析問題的發(fā)生、發(fā)展、結(jié)果、延伸。在《Python程序設(shè)計》一課中，通過“我是快遞小管家”項目作業(yè)，設(shè)置相對獨立而又相互關(guān)聯(lián)的問題鏈，并通過“提出問題調(diào)研——抽象與建模——設(shè)計算法——調(diào)試——迭代——項目反思和評價”的鏈?zhǔn)巾椖炕鳂I(yè)（如圖5），引導(dǎo)學(xué)生對知識進(jìn)行回憶、建構(gòu)、創(chuàng)造。

2.輻而寬：發(fā)散思維中的有序作業(yè)

在學(xué)生對作業(yè)進(jìn)行思考的過程中，思維容易缺乏邏輯，無法形成有效的沉淀，更無法得出清晰的結(jié)論。因此，教師可以引導(dǎo)學(xué)生以一個思考為中心將思維進(jìn)行發(fā)散，并對每種可能性進(jìn)行深入挖掘，形成寬廣的知識體系。學(xué)生可通過這種方式找到作業(yè)中有價值的信息，從而整理、提煉、細(xì)化，使作業(yè)更加有序。

3.聯(lián)而通：對比思維下的高效作業(yè)

學(xué)生在遇到陌生的作業(yè)問題時，一般都會在大腦中檢索與該問題相似的特征，并試圖進(jìn)行匹配，以便盡快解決問題，即通過將新知與已知進(jìn)行比較，找出兩者之間的聯(lián)系點，進(jìn)而快速有效地解決問題。例如，在“雙氣泡圖”這類作業(yè)中，通過疏通“堵點”、破解“難點”、彌補(bǔ)“盲點”，加深學(xué)生對問題的認(rèn)識，拓展對比思維的深度和廣度。

項目5作業(yè)片段：

在《感知大數(shù)據(jù)》一課的作業(yè)實踐中，學(xué)生通過繪制雙氣泡圖，在對比分析中認(rèn)識數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)的聯(lián)系。通過逐層連接的對比思考，學(xué)生總結(jié)、歸納異同點，進(jìn)一步感悟大數(shù)據(jù)的應(yīng)用和意義。

難與易：作業(yè)思維“支架”的可視化

華東師范大學(xué)閆寒冰教授說：“學(xué)習(xí)支架是教師現(xiàn)代教學(xué)技能最充分、最集中的體現(xiàn)。”所以，教師應(yīng)該努力為學(xué)生提供學(xué)習(xí)支架，使作業(yè)化難為易、化易為趣、化趣為思，以支持學(xué)生自主學(xué)習(xí)的發(fā)生。在作業(yè)思維支架的建構(gòu)中，通過引導(dǎo)性、實踐性和提示性三類支架，將系統(tǒng)性思維與學(xué)科學(xué)習(xí)實踐有機(jī)結(jié)合，推動學(xué)生更加深入地發(fā)現(xiàn)、探究和思考，從而有效培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力。

1.引導(dǎo)性支架：導(dǎo)向作業(yè)的邏輯起點

傳統(tǒng)的作業(yè)模式以灌輸固定的知識為主，并通過不斷模仿和反復(fù)練習(xí)進(jìn)行強(qiáng)化，不符合學(xué)生的心理和認(rèn)知規(guī)律，學(xué)習(xí)效果往往不盡如人意。信息科技作業(yè)應(yīng)該在一定的項目情境中，通過情境發(fā)展帶動問題層層遞進(jìn)，讓知識結(jié)構(gòu)更加清晰，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與好奇心，助力后續(xù)教學(xué)活動的開展。

2.實踐性支架：精準(zhǔn)作業(yè)的觀察視角

由于大腦對“圖表”更敏感，因此以圖表的方式呈現(xiàn)作業(yè)，可以使知識聯(lián)系更直觀，使問題更精細(xì)、更精準(zhǔn)，更容易被學(xué)生理解與掌握。借助圖表式的實踐性支架，可以讓思維有跡可循，讓思維看得見、理得順、說得清，讓學(xué)生經(jīng)歷從抽象思維到具體形象思維跨越的過程。

3.提示性支架：分層作業(yè)的學(xué)習(xí)方法

在基礎(chǔ)型作業(yè)、實踐型作業(yè)、合作型作業(yè)等單元作業(yè)環(huán)節(jié)中，不同層次學(xué)生的收獲不同。為了滿足不同學(xué)生的個體學(xué)習(xí)需求，教師應(yīng)提供不同層次的提示性支架。分層不是簡單的難易程度區(qū)分，而是對同一目標(biāo)的作業(yè)進(jìn)行層次化、梯度化的設(shè)計，使知識和能力在不同層級的實踐中得以鞏固和發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。

總之，教師應(yīng)認(rèn)真解讀課程標(biāo)準(zhǔn)，以思維可視化助力歸納概括、聯(lián)結(jié)新舊知識、引導(dǎo)推理聯(lián)想，挖掘作業(yè)中發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的有效路徑。以作業(yè)思維“方式”的可視化、作業(yè)思維“問題”的可視化、作業(yè)思維“支架”的可視化，推動思維邏輯發(fā)展，關(guān)注作業(yè)設(shè)計的有效性、作業(yè)結(jié)構(gòu)的合理性、作業(yè)實踐的科學(xué)性，挖掘?qū)W生思維潛能，提高學(xué)生實踐能力，從而實現(xiàn)核心素養(yǎng)在信息科技課程中落地生根。

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