在深度学习中重构高中信息技术课堂教学结构

李伟

摘要： 深度学习是学科核心素养落实的重要途径。在深度学习中重构高中信息技术课堂教学结构，可使课堂从浅层走向深度、从零散走向有序、从知识走向素养。课堂教学结构的重构要经历“重组知识序列—设计学习序列—重构课堂序列”的过程，即以学科大概念为基础，重组知识序列，解析内在结构;以问题情境为引领，设计学习序列，厘清学科逻辑;以持续探究为路径，设计活动主线，形成知识体系;以迁移运用为目标，实现问题解决，提升素养水平。

关键词：深度学习;教学结构;算法;大概念;问题情境

在《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》（以下简称《课标》）的引领下，随着教材的迭代与更新，信息技术课堂被重新定义并赋予了新的内涵，核心素养的培育成为课堂教学变革的重要方向。深度学习是学科核心素养落实于课堂教学的重要途径。在这样的背景下，一线教师需要打破以往的教育教学观，站在更高层次去思考学科的价值和探寻学科教学的策略。通过教学调研，笔者发现当下课堂主要存在这些问题：一是知识的理解深度不够;二是知识的持续探究不够;三是知识的融通迁移不够。针对这些问题，本研究着眼于在深度学习中重构课堂教学结构，以期为一线教师提供思路与方法。

一、高中信息技术深度学习的内涵与特征

深度学习是一种基于理解的学习，是指学习者以高阶思维的发展和实际问题的解决为目标，以整合的知识为内容，积极主动地、批判性地学习新的知识和思想，并将它们融入原有的认知结构中，且能将已有的知识迁移到新的情境中的一种学习^[1]。信息技术课程具有实践性、综合性、科学性等学科特质，旨在帮助学生在数字化时代背景下逐步形成数字胜任力与社会责任感。高中信息技术课堂教学中开展的深度学习是一种基于理解性、探究性、体验性的学习，注重学习内容的内在联结和多元融合、学习过程的深度思考和意义建构、真实情境中的问题解决和迁移应用。其特征主要包含三个方面：知识建构、高阶思维、问题解决。

深度学习强调学生对知识的主动建构，能够将所学知识迁移应用到真实情境中，创造性地解决实际问题，在解决问题的过程中逐步培养高阶思维能力。也就是说，学生在深度学习过程中，能将新旧知识关联起来，形成一个横向延伸、纵向联结的知识网状结构，通过深度体验、认知冲突、学习理解，实现对知识的再现、建构和内化。这就要求教师在教学设计时应关注学生有意义的学习过程，重构信息技术课堂教学序列， 创设真实情境，引导学生发现问题、持续探究、不断反思与实践，在问题解决的过程中实现知识的意义建构与迁移运用。

二、高中信息技术课堂教学结构的重构路径

课堂教学质量的优劣，取决于课堂结构的构成如何。“结构”就如同课堂的核心链条一样，决定着课堂教学的不同成效，只有最优化、最合理的课堂教学结构，才能保障最优质的教学质量^[2]。在深度学习中重构高中信息技术课堂教学结构，是以知识系统化视角来重组知识序列，以学生主体化视角来设计学习序列，以学习整体化视角来重构课堂序列，从而实现课堂从浅层走向深度、从零散走向有序、从知识走向素养。其路径如图1所示。

课堂教学结构的重构要经历“重组知识序列—设计学习序列—重构课堂序列”的过程，先从知识体系、单元内容、内在结构三个维度理解知识的内在逻辑，促进学生对知识的建构与理解;再从由浅入深、由表及里、由散到整三条规律明确学生的思维逻辑，促进学生高阶思维的发展;进而从问题情境、持续探究、迁移运用三个阶段厘清课堂的教学逻辑，提升学生解决实际问题的能力。

三、高中信息技术课堂教学结构的重构策略

课堂教学结构的重构，需要教师以学科大概念为基础，重组知识序列，解析内在结构;以问题情境为引领，设计学习序列，厘清学科逻辑;以持续探究为路径，设计活动主线，形成知识体系;以迁移运用为目标，实现问题解决，提升素养水平。

（一）以学科大概念为基础，重组知识序列，解析内在结构

学科知识序列的重组，要从宏观上厘清知识在各学段的发展序列，从中观上分析本学段单元学习的内容结构，从微观上挖深知识概念蕴涵的思想方法。

1.梳理知识体系

知识体系的梳理需要教师有系统思维，即用整体、关联的视角研读教材，立足学科大概念，从知识发展序列、学段特征去整体把握知识体系。立足学科大概念，明确它们在不同学段中的位置与定位，理顺其逻辑关系，了解它们在整个学段中的重要程度。如浙教版信息技术教材立足学生学科核心素养发展，围绕“数据、算法、信息系统、信息社会”四个学科大概念进行整体架构，其内容逻辑从小学到高中多向衔接、螺旋上升。以“算法”大概念为例，根据课标要求和各年段教材，其知识体系梳理如图2所示。

通过对“算法”大概念知识体系的梳理，我们不难发现学习算法需经历一个循序渐进、逐步深入的过程。学生在小学阶段通过Scratch编程的学习，了解算法的概念，能选择合适的方式描述简单算法，体验程序设计的基本流程;初中阶段通过Python语言的学习，掌握Python语言的基本知识，进一步理解算法的概念及程序设计的一般过程，能灵活运用程序设计的三种基本结构，体会用计算机解决问题的思想和方法;高中阶段能理解算法的概念与特征，依据解决问题的需要来界定关键问题、抽象建模及设计算法，运用三种控制结构和算法描述方法合理地表示算法，能通过Python编写简单程序解决问题，了解计算机编程解决问题的一般过程。

2.统整单元内容

单元内容是构成课程知识体系的重要节点，节点之间是相互关联与相互影响的。教师需要有发展观，用立体的视角定位单元内容，实现知识的前后沟通、上下关联、左右衔接。这就要求教师围绕课标要求和学段目标，依据大概念形成的发展逻辑，搭建各年段的单元知识阶梯。图3为统整了高中信息技术“算法”单元的内容结构。

本单元以学科大概念“算法”来组织学习内容，让学生在运用算法解决问题的过程中，根据真实情境界定问题，通过抽象与建模、设计、描述算法、算法的程序实现的流程逐步解决问题。这些知识是本单元的核心概念，只有理解并学会运用这些知识，学生才能根据需要逐步设计正确的算法，并编程解决问题。

3.解析内在结构

在知识的内在结构中，符号是知识的外在表现形式，是知识的存在形式，即符号存在。逻辑形式是知识构成的规则或法则，逻辑形式是人的认识成果系统化、结构化的纽带和桥梁。意义是知识的内核， 是内隐于符号的规律系统和价值系统。只有把握住符号、逻辑形式、意义之间的内在关联，才能从整体上理解知识和掌握知识^[3]。教师需要有整体观，深入解析知识本质，从学科知识到学科方法，再到学科思维逐层深入挖掘和设计学习序列，解析知识的内在结构，引导学生逐步从知识表层深入到知识底层。图4解析了“算法”概念的内在结构。

（二）以问题情境为引领，设计学习序列，厘清学科逻辑

学习既是个体性的建构意义的心理过程，也是社会性的、工具中介的知识合作建构过程。有意义的学习是有意图的、复杂的，是处于它所发生的情境脉络之中的^[4]。单纯的知识学习是零散的、碎片的，将知识融合到问题解决中是有意义的学习。问题情境能让学生与社会、与自然产生联结，在学习过程中经历知识间的联系、组织与整合，厘清学科逻辑。

问题情境的创设要体现学科性。信息技术是一门与时俱进的学科，具有实践性强、应用性广等特点，教师要挖掘与学生生活密切相关的学科知识应用情境，激发学生的学习动力;问题情境的创设要体现挑战性，教师选择情境要尊重学生的原有认知与发展潜能，选择适合学生探究的挑战性问题情境，激发他们的学习热情。

当下的学生是信息时代的原住民，他们一直沉浸在信息社会之中。因此，在算法与程序设计学习中，教师要用开放的视野去发现与学生学习、生活紧密联系的应用实例。在此基础上，选择契合不同学段学生探究的问题情境。表1列出了“分支结构程序设计”问题情境选择示例。

“体测”是学生每年都要经历的活动，教师可根据这一真实情境提出驱动性问题：如何帮助体育教师自动化实现体测成绩判断？从而引发学习需求，遵循由浅入深、由表及里、由散到整的学生思维逻辑，沿着问题解决的路径设计学习序列。

（三）以持续探究为路径，设计活动主线，形成知识体系

问题情境能有效激发学生的学习动机，要让学科知识和学生思维活起来，课堂教学需要以持续探究为路径，设计渐进生长和动态生成的探究过程，培养其思维的深刻性。学生在经历知识产生的过程中，通过深度体验、认知冲突、学习理解，实现对知识的再现、建构和内化。教师在设计活动主线时需要关注学生有意义的学习过程，引导学生发现问题、持续探究、不断反思与实践，在问题解决的过程中实现知识的意义建构，形成知识体系。

探究过程要有层次性，遵循知识的内在逻辑，探究过程逐层深入，从学科知识、学科方法到学科思维逐步推进，让学生经历知识产生的全过程;探究过程要有引导性，遵循学生思维发展逻辑，沿着关联旧知、探究新知、建构新知的过程，让学生经历知识建构的全过程。

在“分支结构程序设计”教学中，教师可沿着分支结构程序设计、多分支结构程序设计、多分支结构程序设计应用实例的学习序列，条件上从单一条件到多条件判断，结构上从简单的算法结构到复杂的算法结构，实现持续探究的学习逻辑。探究过程如表2所示。

本案例沿着学科知识、学科方法、学科思维的内在结构逻辑，通过联结旧知、提出问题、探究新知、建构新知的探究过程，让学生理解多分支结构解决问题的一般步骤与方法，掌握if-elif语句的一般格式。

（四）以迁移应用为目标，实现问题解决，提升素养水平

完整的学习与发展过程包含外部活动与内部活动两种基本的形式，涉及外部活动内化与内部活动外化的双向转化过程。正是通过外部活动的内化和内部活动的外化，学生的知识掌握、能力形成和情意发展才得以实现^[5]。深度学习重视学生问题解决能力的培养，鼓励学生将所学知识迁移应用到真实情境中，创造性地去解决实际问题。

持续探究的过程实现了知识的逐步内化;迁移应用是对学生学习结果的检测，将所学知识应用到新的情境中去解决新问题的过程，是内化知识外显化过程，从而实现学习的完整性，帮助学生形成学科素养。

通过多分支结构程序设计的学习，学生理解了多分支结构解决问题的一般步骤与方法，掌握了if-elif语句的一般格式和执行流程。如何来检测学生的学习效果？这就要将新知融入新的问题情境中，以此来设计多分支结构程序，设计的应用示例如表3所示。

本案例创设了体测的真实情境，引导学生经历了提出问题、分析问题、解决问题、反思迭代的过程，将新知迁移应用到新的情境中去解决新的问题，实现了多分支结构学习的完整性。

在深度学习中重构信息技术课堂教学结构，教师要具备深度学习视野下的教学思维，通过“知识序列—学习序列—课堂序列”的路径设计学习活动，让学生在问题情境、持续探究、迁移运用中掌握学科知识，理解学科本质，形成学科素养。

参考文献

[1] 安富海.促进深度学习的课堂教学策略研究[J].课程·教材·教法，2014（11）：57-62.

[2] 雷霞.核心素养下我国课堂教学结构的弊端与优化[J].教学与管理，2019（21）：50-52.

[3] 郭元详.知识的性质、结构与深度教学[J].课程·教材·教法，2009（11）：17-23.

[4] 杨子舟.从浅层学习走向深度学习[J].教育探索，2016（7）： 32-35.

[5] 余文森.素养导向的课堂教学[M].上海：上海教育出版社， 2017.

（作者系浙江省杭州市基础教育研究室教研员）

责任编辑：牟艳娜