基于学生认知差距的信息技术学科教学设计指导

李呈林++黄宇星

【摘要】本文首先简述了信息技术教师教学设计的不足，然后借鉴认知设计的原则，基于学生知识、技能、动机、环境和沟通五方面的认知差距对教学设计进行了审视。文章以清晰的实例说明了信息技术教師该如何清晰辨识和有效设定学习目标，如何情境化处理教学内容，如何合理设计练习内容，如何为学生学习提供有效支持以及如何优化学习环境的具体方法。这些方法具体、实用、可操作性强，对中小学信息技术教师课堂教学实践有重要的指导意义。

【关键词】教学设计 信息技术 学生认知。

【分类号】G633.67

一、引言

中小学信息技术教师在落实课程目标于教学设计往往容易迷失，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

教学思路分析主要不足为：①学生特征分析缺失，或只注重知识基础（学过什么），不关注学生的实际能力水平、学习兴趣和学习风格等内容。②仅从教材分析得出教学目标、重点难点，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，难以确保学生有效进行知识建构。④对如何突破教学重点难点则缺乏针对性的描述。

2 教学目标定位泛化

教学目标主要错误有：①教学目标过程化，将教学过程当作教学目标。②教学目标模糊化，采用抽象的行为动词，行为对象过于概括、模糊。③教学目标虚假化。过分扩大教学目标范围，无中生有地写上情感态度与价值观的教学目标。

3 教学反思形式化

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，缺乏对教学片段的具体分析，也没有尝试提出改进意见、办法。④很少从学生“学”角度反思教学，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迷失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。

二、基于学生认知差距的教学设计维度

学生学习的成功体验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。学生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。在教学设计上，可以把学生学习前后的差距概括为知识、技能、动机、环境和沟通等五个方面差距。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具体问题[3]，主要问题如下：

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？

对于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？

他们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上的清晰呈现，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。

三、基于学生认知差距的信息技术学科教学设计方法

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

学习积极性高的学生都能有效地进行学习。教师要从不同的角度思考学生想要什么。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，内在动机的学习者学习更为高效，而外在动机的学习者随时可能放弃。

内在动机的学生只要有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。如果他们能分享想到的学习经验，教学将更为有效。而对于外在动机的学生，教师要把学习内容与社会生活紧密联系，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。该模型的核心作用两个变量如表1所示：

在实际学习中，学生并不能快速理解某项技术的有用性和易手性，教师应该充分展示技术使用带来的效果，促使学生有效地模仿和实践。把学习体验主题和技术行为及其结果共同考虑，让学生明白课程学习的目标是要他们知道如何利用相关知识来解决具体的任务，如何为未来生活做好准备。信息技术教师每教给学生一项新的技术时，应努力向他们展示如何利用此技术完成一个项目或生成一个作品。具体实例如表2所示：

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，要营造出一些学习难度。对初学者往往需要大量的知识架构和指导。

教师的支持要注意：①指导不要太细致；②只教给学生可操作的解决问题的概念和原则，并给学生充裕的时间自己动手学习；③为学生提供大量范例。即要让学生有效学习，应该给学生提供学习线索而非答案，并尽量保持学生的学习信心。

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。这样学生学习就有更强烈的参与感和更高的学习效率。endprint

（2）重组学生自己的学习框架

学生要高效参与学习，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。最有效的方式是让学生自行设计自己的学习框架，并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，然后再演示如何在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，是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意外多样化的期待和成就感。

例如在學习利用“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充分的成就感，能更好地迁移学习效果。

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，教师要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，并构建联系紧密又与原有知识“冲突”的学习内容。

（1）问题差距导向的目标选择

由问题导向的内容设计可聚焦学生学习的重点难点问题。具体例子如下：

问题差距：高一年级奥林匹克班新生利用信息获取的方式，熟悉校园环境、学校历史和人文知道。

学习目标：学生能尝试有效地获取自己所需的信息，培养学生获取信息的能力，养成科学、高效、正当地获取信息的意识。

可行方案：了解信息获取的一般过程；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；掌握网络信息检索的几种主要策略与技巧，能够合法地获取网上信息。掌握信息价值判断的基本方法，学会鉴别与评价信息。

加了入学习问题情境后，学生的学习能更好地达到迁移水平，也更符合课标要求。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

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也使用类似行为目标形式的：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？如果有任何一个回答是否定的，就要对学习目标重新考虑。如以下学习目标：

①学生能养成使用计算机的良好习惯。

描述过于长远的目标，难以判断“是”或“否”。

②了解信息的一般特征。

目标描述得太模糊，很难说“是”或“否”。难以评价，最好将目标分解成更小更具体的目标。

③学生应能够建立一个网站，并能够在五种最常见浏览器里正常运行。

可做到，可分辨。

④学生将理解VB作为一个开发工具的局限性。

目标有点模糊和宽泛，可能需要更清晰一点的目标。难以分辨。

修改后可能的学习目标是：

学生能举例说出养成良好计算机使用习惯的重要性。

学生能举例说明信息的基本特征，如载体依附性、价值性、时效性、共享性。

学生能够陈述VB适合作为哪些特定任务的开发工具，并给出理由。

如果一些实际任务中的学习目标无法量化，那么教师可能要对学习目标进行更有效的分解。

（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，教师可以触发学生的元认知，为学生学习提供认识清单，促使学生对照完成。同时，要构造与学生兴趣或原有知识关联但又不一致的认知“摩擦”。教师可以利用图片、视频或把其它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，可以让学生在理解“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。”等诗句意义的过程中，理解古诗词中隐含的信息及其特征[5]。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”，这种认知“摩擦”可以对学生的学习可以产生深刻的印象，促成师生之间更有效的交互。

（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）是把这种感受称为“流”（flow），即“欢乐、有创意的、全身心投入的过程”[6]。“流”模型的核心原则之一就是平衡“能力”和“挑战”。endprint

“流”式练习设计主要包括的内容有：①学习内容尽可能按时间分隔实践练习，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。③为学生学习创建当前、近期、中期和長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，以小组合作的形式共同完成学习任务。

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书并茂的书籍。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项目学习下的子项目。

学生亲历过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、行为和提示清晰的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。

信息技术教师可能的具体方法有：①提供有效的辅助工具，在现实世界上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，只有学生需要时就可以方面使用，如百度百科知识、网络论坛等方式。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。例如教学评价量表通过把具体标准的内容信息转换成等级或分数。

四、结论

综上所述，本文借鉴认知设计的原则，从学生在知识、技能、动机、环境和沟通五方面的认知差距来反思教学设计，强调信息技术教师要从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入手，以案例引导教学、具体可行，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。

参考文献

[1] 钟柏昌，刘建明，李忠军.信息技术教学案例中三大常见问题分析[J].中小学信息技术教育，2007（11）：21-23

[2][5] 李艺，钟柏昌.高中信息技术（必修）新课程案例与评析[M].北京：高等教育出版社，2007.P13-20.

[3][6] Julie Dirksen著.认知设计：提升学习体验的艺术[M]，简驾 译.北京：机械工业出版社，2013.P15，P100，P145.

[4] Davis，F.D.1989.Perceived usefulness， perceived ease of use， and user acceptance of information technology [J].MIS Quarterly 13（3）：319-340.

第一作者简介：

李呈林，男，江西石城人，讲师，硕士，主要研究方向为信息技术教育、数据挖掘。endprint