基于学生认知差距的信息技术学科教学设计指导

黄宇星 李呈林

引 言

信息技术学科特点可以概括为科学性、实践性、创新性、应用性、综合性和基础性六大点。一方面，信息技术是以信息科学为基础，由信息科学发展出信息技术，再由信息技术产生出信息工具，并把信息工具最终应用于生产生活的实践中。信息技术学科教学要给学生创造力的展现提供良好的平台，要强调学生对技术工具的理解和工具使用的实践，并要强调技术学习过程的亲身体验性。另一方面，信息素养成为公民必备的基本素养。

2011年版的义务教育阶段信息技术课程标准中强调， 中小学信息技术课程是以培养学生的信息素养和信息技术操作能力为主要目标，以操作性、实践性和探究性（创新性）为特征的指定学习领域。总体而言，义务教育阶段信息技术教育的课程目标为培养—发展学生积极学习和探究信息技术的兴趣，养成—巩固良好的信息意识和健康负责的信息技术使用习惯，形成—提高信息处理能力，培养—强化学生使用信息技术支持各种学习和解决各类问题的意识和能力。

显然，中小学信息技术课程内容丰富、实践性特征明显，其课程标准也强调了信息素质养成和实践操作与创新探究的内容。那么，中小学信息技术教师又该如何把上述课程目标落实在自己的教学设计中呢？

中小学信息技术教师教学设计的误区

教学设计的目的应该是帮助学生“有目的地学习”。教师通过教学计划选择内容与方法，并最大限度地帮助学生完成相应的学习目标。然而，信息技术教师在教学设计时往往偏离于如何帮助学生“如何学”的目标，忽视了对学生“如何学”的有效设计。在教学设计的具体形式上，普遍存在如下问题[1][2]。

1.教学思路分析表面化

教学思路分析主要存在的不足为：①学生特征分析要么完全缺失，要么只注重知识基础（学过什么），而对学生的实际能力水平、学习兴趣和学习风格等鲜有关注。②不联系学生的真实水平，仅从教材分析得出教学目标、重点难点，体现的仅是教师单方面的意志，因而与实际教学需求相悖。③教学内容分析缺乏知识点相互关系的描述，难以保证学生有效进行知识结构的重建。④对如何突破教学重点难点缺乏针对性的描述。

2.教学目标定位泛化

教学目标主要有三类错误：①教学目标过程化。将教学过程的描述当作教学目标，至于学生到底要达到什么样的学习成效不得而知。②教学目标模糊化。或者采用抽象的行为动词描述，或者行为对象过于概括、语焉不详。③教学目标虚假化。过分追求三维目标的完整性，有意无意地扩大案例的教学目标范围，无中生有地写上情感态度与价值观的教学目标；或者过分夸大、拔高案例所能达到的教学目标，或者把相关课程的知识也作为信息技术课程的教学目标。

3.教学反思形式化

教学反思有利于教师的专业发展。教师实际教学案例中的教学反思，普遍存在四个问题：①描述教学成绩多、记录教学失误和不足少。②反思抽象化，缺少怎么做的或打算怎样做的具体改进策略或措施。③反思缺乏深度和广度，特别是缺乏对某些教学片段为什么上得好或者不好的具体分析，更没有尝试提出改进意见、办法。④习惯从教师“教”的角度出发评价教学的得失，很少从学生“学”的角度反思教学，注重的是“我是怎么做的”，而缺少“学生的学习需要和状态需要我怎么做”的认知。

总之，中小学信息技术教师教学上的误区归根结底就是教师没能从学生学习的角度充分把握学生认知上的差距。

基于学生认知差距的教学设计维度

学生学习的成功体验不能只停留在了解层面，应该能充分运用知识提高自身能力，能够做到学习前无法做到的事情。因而，学生除了应该获得正确的帮助信息外，还要有一定程序的实践练习和必要的技能训练，以及积极的学习态度和较强的人际交往能力。如果把学生学习前后的距离称为认知差距的话，那么这一差距在教学设计上可以概括为知识差距、技能差距、动机差距、环境差距和沟通差距五个方面。也就是说，促进学生有效学习，教师应该努力帮助学生有效识别并跨越这五方面的认知差距。具体做法是让教师和学生可以共同陈述并审视下述具体问题[3]。

知 识

学生达到成功前需要什么样的信息？

学习旅程中学生需要什么？

给予学生何种方式的支持将会是最好的？

技 能

什么将是学生需要练习以达到熟悉掌握的？

学生实践的机会在哪里？

动 机

学生面对变化的态度是怎么样的？

学生是否会对产生变化的知识进行排斥？

环 境

环境中是什么阻止学生达到成功？

需要什么以支持学生达到成功？

沟 通

目标是否清晰地得到传达？

信息技术教师通过对这些学生认识差距问题的清晰呈现，能有效帮助他们在教学设计时优化内容和技术选择，突破重点难点，有的放矢地设计教学。

基于学生认知差距的信息技术学科教学设计方法

要有效解答学生认知的上述差距，信息技术教师在教学设计时可以从以下五方面着手。

1.触发学习的内在动机，协助学生构建积极的个人学习体验

（1）触发学生学习的内在动机

无论学习体验质量如何，学习积极性高的学生都能有效地进行学习。对学生的态度和动机了解得越多，就越有可能设计出优良的学习体验。教师要从不同的角度思考学生想要什么。想想学生为什么在那里，他们希望从学习体验中获得什么，他们不想要什么，他们喜欢什么。

学生是什么样的学习者更多取决于主要问题和情境。同样的学习内容，内在动机的学习者出于自身对学习主题的兴趣或解决某个具体问题的需要去学习更为高效，而外在动机的学习者出于外部的奖励或惩罚的学习随时可能放弃。由于学习主题、情境和学习环境的不同，学生的学习动机可能会是内在的或者外在的动机。

内在动机的学生只要确保他们花足够的时间完成常规的活动或挑战，他们就会取得更大的进步。如果能够使内在动机的学生适当地分享他们的学习经验，他们能够学习到更多，也能够适当减轻教师教学的压力。而对于外在动机的学生，教师要避免太多空泛的理论和背景知识，通过有趣的诱导性问题，把学生的学习内容与社会生活紧密联系，帮助他们解决学习上的困难，促使学生转变为内在动机的学习者。

（2）技术接受的行为感知与实践

技术授受模型[4]是由美国学者戴维斯根据理性行为理论，在信息系统或计算机技术领域发展而来的理论，用于解释和预测人们对于信息技术的接受程度。它的核心内容有以下两个变量（表1）。

表1 技术接受模型核心变量

信息技术的设计者在设计新的技术时要考虑：①新的技术行为是否真的有用？如果有用，那么如何能够让学习者知道呢？②新的技术行为是否容易使用？如果不容易使用，是否有什么外部的条件可以促使其改善呢？信息技术课程的教学，每次教授一项新的技术时，应努力给学生展示这两个方面，例如，完成一个项目或生成一个作品。

在实际学习中，由于教师和学生认知的差距，学生并不能快速理解某项技术的有用性和易用性，教师应该给学生展示技术使用带来的效果，促使学生能有效地模仿实践。即把学习体验的主题与设计和技术行为与结果有效关联起来，如表2所示。

把学习体验主题和技术行为及结果共同考虑，可以让学生想象如何在自己的世界中使用这些学习内容。同时，也让学生明白课程学习的目标不是要控制学生，是要他们利用相关的知识并知道如何使用来解决具体的任务，是要为他们未来的生活更好地做准备。

2.提供相关背景信息，协助学生高效重组学习内容

（1）搭建必要的学习脚手架

教师为让学生的学习达到一定的目标，要营造出适当的学习难度，使学生需要付出适当的努力，并保持一个合理的水平。但教师要求学生付出多少努力基于学习内容的难度，更取决于学生的当前能力。对于一个较高级的学习者，只需要获得更多的自主权和资源。而对于初学者，他们往往会感觉学习难度相当大，因而需要大量的知识架构和指导。

对于初学者，基本做法是：教师要先建立相应的支持，使学生经过努力可以完成设定的学习任务，不会因没有参与感而成为学习的旁观者；然后减少这些支撑，直到学生可以自行完成学习任务。教师要注意：①不要有太细致的指导，学生要知道自己如何完成；②要让学生的学习达到较高水平时，可以只教可操作用以解决问题的概念和原则，然后给学生充裕的时间自己动手学习；③可为学生提供大量范例，为刚开始学习的学生先讲概念再进行实例练习，简单实例练习之后通过做真实情境的复杂练习，最后引导学生自己完善概念学习等方式。

总之，要让学生有效学习，给他们指导的应该是学习线索而非答案，要尽量让学生保持对学习的信心。要让学生有信心，其做法是：尽量要求学生做超越教材的实际任务，同时在学习的初期通过更多的指导确保学习获得成功，学习后续阶段遇到的问题让他们自行解决，并让他们驾驭自己的学习进程。

信息技术教师可以有三种方式搭建脚手架：

降低学习环境的复杂性

演示简化的学习流程

为学习提供参考

例如，学生学习Word文档编辑，初期只要求在文字录入后能正确地使用字体和段落设置，然后逐渐要求能对文档中的图片、表格进行编辑，最后能懂得样式使用和排版技巧等内容。教师可以简短地演示一段文字的编辑，最后再提供包括页眉、页脚、目录等较复杂论文格式要求学生进行长文档编辑。只有这样，学生才能对学习过程有更强烈的参与感，从而更高效地学习。

（2）重组学生自己的学习框架

学生要高效参与学习，需要对教学内容能有效地理解和保留相关信息，能有效地进行信息解析。阻碍学生学习的原因往往是他们对教学内容了解太少。实际教学中的问题关键是教师如何帮助学生组织自己的学习框架，而不是教师对教学内容有多了解。

教师帮助学生重组教学内容的方式可以有：使用概念图等方式有序组织、使用可视化信息直观呈现、使用故事描述表达、通过问题解决方式引领、使用比喻或类比方式联想和学生设计自己的学习框架等。其中，最有效的方式是让学生自行设计自己的学习框架，把学习内容固化在学习框架上。例如，学习算法和程序设计中顺序结构内容时，可以先演示一张图片如何在VB窗体中装载、显示的技巧，再演示如何在VB窗体中显示春、夏、秋、冬四季图片的方法，最后要求学生仿照这个方法设计自己的程序。这时，学生利用这一程序来构建的学习框架可以是十二月份与星座、生辰石与月份、八大行星与地球等学生自己赋予的方式。重要的是学生能利用正在学习的技术展示学生自己的不同内容，即重点不是学习技术本身，而是要引导学生思考技术使用的有效方式。

（3）设计故事化的学习体验

通过故事所表达的内容主题，不断地制造悬念而引人入胜。把学习内容设计成故事化的学习体验，可以使学习体验融入游戏化的英雄情结、紧迫感和意外奖励等。在游戏的情境下，学生会因游戏时间或资源限制陷入一种自然的困境，形成一种学习紧迫感。同时，学生会随着游戏体验的深入而有多样化的意外期待和成就感。例如在学习利用“宏”操作进行程序设计时，可以设置这样的情境：①假如你是某机关办公室的工作人员，由于文档规范化需要，要把给定的100个Word文档，按要求进行字体、段落、行距等格式化操作。要求每个文档的格式都是一样的。②假如你是某单位财务工作人员，原来单位人员的工资在一张共同的Excel表格中呈现，因保护个人信息的原因，需要生成单张表中只包括一个职工的工资信息，请生成所有单位职工的个人工资表。

这样的学习体验会使学生本身有一种成就感，因而能更好地迁移学习效果。一种好的学习内容设计方式是把学习内容与学习结果共同呈现，并尽量以意想不到的方式显示学生实际的学习结果。例如，要学生开设一个Photoshop培训班，请比较表3的课程内容[5]，哪种方式会更好呢？

3.设计明确的学习目标，协助学生构建个性化的学习过程

好的课程设计会有效地增加学生的学习期待，如何保持这份学习期待和热忱，则要求教师传达给学生明确的学习目标和清晰的学习路径。要明确学习目标应该从学习问题开始，逐步分解细化目标，并构建有“摩擦力”的学习内容。同时，做到学习标准、教学活动和评价之间的一致性，确保评价是对学生学习内容的评价。

（1）问题差距导向的目标选择

实际教学中，教师教学往往仅从目标开始，而不是从问题开始，或者从学生分析为起点。由问题导向的内容设计可聚焦学生学习的重点难点问题。例如，表4、表5中的学习方案对比。

在上述两表的对比中，加入了学习问题情境后，学习目标相同，但其中一些方案可能更好，如“知道信息来源的多样性及其实际意义；学会根据问题确定信息需求和信息来源，并选择适当的方法获取信息”。根据课标要求，前者是理解水平，后者是迁移水平，显然，这样的方案也更符合课标。学生通过学习也能更好地理解信息来源的概念，而不会局限于“网络信息”或“图文信息”这样的范围。

（2）有效的目标分解

布鲁姆把教育目标归为三个主要的领域：认知、情感和心理。其中，又把认知领域细分为知识、理解、应用、分析、综合和评价六个层级，情感领域分为接收（留意）、反应、估价、组织和价值观念（价值复合体之性格化）五个层级，心理运动领域分为模仿、操作和精细三个层级。每一个层级都有其行为特征或表现。对这一分类法的主要审视有两方面：一是它并不能把所有重要的教育目标都覆盖；二是各个层级是否连续或有重叠的现象。罗伯特·F·马格（Robert F·Mager）的行为目标用来陈述目标有明确的形式、最好的清晰度和结构[6]。

信息技术学科强调技术的实践性，学习被看作是一种学习者外显行为的变化过程。《普通高中技术课程标准（实验）》（信息技术）课程设计思路中的描述类似行为目标形式：知识性目标、技能性目标和情感性目标的分类。教师在创建自己的学习目标时，应该问自己：①在实际的环境中，学生能否做到这些？②能分辨他们是否做到了？如果这两个问题的答案中有任何一个是否定的，那么需要重新考虑一下你的学习目标。如表6所示，可以借助列表格的方式来进一步思考。

（3）构造与学生原有知识的认知“摩擦”

学习目标有效界定之后，要诱发学生的学习激情，教师一方面可以触发学生的元认知。对于前者，学生可以先自行列一个认知清单，分清事实、观点和学习问题几项，即面对学习内容分别回答“我们知道什么”“我们的假设是什么”“我们的知识差距是什么”三个问题。教师为学生学习提供认识清单，促使学生对照完成。

另一方面是，构造与学生兴趣或原有知识关联但又不一致的认知“摩擦”。有别于平铺直叙、循规蹈矩的教学方式，教师可以利用图片、视频或把其他学科的内容有效嫁接，别具一格地创设教学情境。例如，对于高中信息技术基础第一课《信息及特征》的教学，教师可以利用可引发高度关注的近期事件的一张图片，如“全球夜晚灯光卫星照片”，或一段视频“斯诺登泄密事件”等素材引导学生思考其中所包涵的信息，从而展开对信息及其特征的教学。再例如，可以将语文课程中的诗词汇集起来，让学生理解古诗词中隐含的信息及其特征[7]。如“烽火连三月，家书抵万金。”“儿童相见不相识，笑问客从何处来。”“借问酒家何处有？牧童遥指杏花村。”等诗句的含义是学生已有的知识，但这些诗句所代表的信息表现形式、载体、特征是教师教学设计所赋予的认知“摩擦”，这样学生在学习时可以产生深刻的印象。这种认知“摩擦”可以促成师生之间更有效的交互，而不是教师单向的内容灌输。

4. 设计“流”式练习模式，确保学生自信地完成合理的学习任务

信息技术是实践性很强的课程，学生需要进行相应的练习才能熟练掌握技能。但持续学习新内容会让学生筋疲力尽。如何设计更有效的练习模式呢？

学生的学习过程应该是“练习+反馈”的交替结构，学生在进入下一阶段学习之前必须适应和吸收所学习到的新信息。捷克心理学家米哈里·奇克森特米哈伊（Mihaly Csikszent- mihaly）把这种感受称为“流”（flow），即“欢乐、有创意的、全身心投入的过程”[8]。“流”模型的核心原则之一就是平衡“能力”和“挑战”。

“流”式练习设计主要包括的内容有：①按照学习内容尽可能按时间分隔实践练习，这样的练习应该内置有结构化的目标和反馈点。②行之有效的反馈可以避免养成错误的习惯。这种反馈机制可以类似有声音、视频、角色反应、得分及其他信息线索。③为学生学习创建当前、近期、中期和长期学习目标的游戏结构设计，提升学习的成就感。

信息技术教师练习设计的游戏结构设计可以基于项目的学习模式：把学习内容设置成一个个或独立或相关的学习项目，以2-3个人为学习合作小组共同完成学习项目。例如，学习文字信息处理时可以要求以小组为单位编辑一本图文并茂的书籍。项目时间可以控制为5-6周，项目内置的评价反馈点可以分别为：书籍的结构设计和内容提要、图文素材收集和评价、文本录入与结构设置、书籍排版格式、书籍发布与展示、书籍再版完善。每个内置的反馈点可以作为项目学习下的子项目。

再比如，学习多媒体处理时，不能仅仅要求学生作单个图片、声音或视频的简单编辑，最好以小组为单位共同完成基于项目的学习。项目设计可以为：完成一个反映校园生活或个人兴趣的简短视频，要求有自己处理的图片声音做成的视频，有相对完整的故事情节，有明确的主题。同样，可以内置项目评价反馈点分别为：剧本编辑与故事概述、素材收集与整理、素材处理与集成、作品发布与评价展示、作品修改与完善等。

学生亲历这样的学习过程之后，就会对所学的技能理解深刻、熟练掌握、灵活使用。

5. 把知识嵌入到相应的学习环境，确保学生只须专注于完成特定的学习目标

把知识嵌入到相应的学习环境，可以大大减少学生学习需要的信息，学生可以专注于学习目标。教师可以把学生学习涉及的资源、行为和提示清晰地放置在学习环境之外，在学习需要时学生可以自由获取，从而减少学习的负担。

信息技术教师可能用到的具体方法有：①提供有效的辅助工具，如使用打印机时故障排除的决策树、可能用到却难以记忆的参考信息、在现实世界中放置一个虚拟的信息“层”来增强现实世界的理解等。②把辅助工具尽可能放在实际操作会用到的地方，在正常学习时隐藏，在学生需要时可以方便使用，如百度百科知识、网络论坛等。③将辅助性的教学指导嵌入到学习环境中，提高学生学习的效率。如教学中可能用到的函数公式、对象属性的解释和使用方法。④把较复杂的信息和行为嵌入到教学系统或工具中，把大量的记忆负担转换为简单的识别问题。例如教学评价量表，把具体标准的内容信息转换成等级或分数，等等。

结 论

由本文前四个部分可以看到，文章通过借鉴认知设计的原则，从信息技术学科特点和教师教学设计中的不足出发，审视了学生在知识、技能、动机、环境和沟通五方面的认知差距，提出了信息技术教师要如何有效辨析和设定学习目标、如何处理教学内容、如何设计清晰合理的练习内容、如何为学生提供有效学习支持以及如何优化学习环境等方面具体可行的有效做法，有较强的实用性和可操作性，对中小学信息技术教师教学有重要的指导意义和实践意义。

（作者单位：福建教育学院信息技术研修部）