高中信息技术微课程设计与实践研究

何珍珍 李立新

2020年9月，武汉市高中信息技术教材统一更换为高中信息技术必修新教材。新教材试用至今，课堂逐渐出现两种倾向：一种是过度依赖教材教参，教学内容与学生认知水平脱节;另一种是仅选择教材中的部分内容，重复语法教学、操作教学，忽视学科大概念^[1]。要想实现真正高质量的课堂，教师需要解决学生“多起点”、教学内容适配度低、教学资源匮乏等现实问题^[2]。

一、武汉实施新课标、新教材的现状

（一）学生“多起点”对教学组织提出挑战

因为初中阶段缺乏统一的信息技术水平测试，所以刚升入高中的学生“多起点”的问题一直存在。但新教材指向核心素养，强调学生在信息化生活中创造性地发现问题并解决问题，内容中涉及的学科大概念对学生先验知识要求更高^[3]。如必修一第一章的数据处理部分，学生只有具备了Excel表格处理和Python编程能力，才能开展后续的教学活动。然而课堂上，学生对相关知识的储备表现出明显差异，对教师的课堂组织提出了挑战。

（二）新教材内容与学生认知水平存在脱节

相比旧教材，新教材中的部分内容及案例与高中生认知存在脱节现象。旧教材中文本、表格、图像、音视频加工等操作应用型内容基本消失，取而代之的是编码与结构、数据处理与分析、数据结构与信息系统等综合探究问题。这些内容对于现阶段的高中生而言认知难度较大，而教材中解释对应内容所选择的案例也需要学生有相对深刻的信息化生活体验，教学难度也较大，不利于激发学生的学习积极性。

（三）辅助教学资源匮乏，一线教师备课难

学生并不是天生就具备信息技术核心素养的。在利用新教材组织教学时，教师需要事先对内容进行精心的分析和设计，帮助学生奠定必要的学科基础;准备更多的教学素材跟踪引导学生完成每个实践任务;提炼总结使得学生在解决问题的同时领会其内在机理并迁移应用^[4]。然而，优质的备课资源相对缺乏，一线教师对新课标、新教材的理解程度有限，如何精选优质的教学素材以设计教学活动等，这些都是一线教师备课的痛点。

针对上述问题，本文基于系统化的微课程设计理念，设计了契合新课标、适用新教材的微课程框架，精选“高中信息技术学科大概念”中的84个核心知识点，将其划分为“过渡课程”“数据与计算”“信息系统与社会”三大部分，制作整体化、连续化并符合高中生认知发展水平的系列微课程，助力“多起点”的学生开展个性化学习，助力学生对抽象知识点的深度理解和意义建构，助力高质量课堂的资源建设。

二、高中信息技术微课程设计理念

（一）梳理学科大概念，设计系统化、连续化的微课程

微课程以新课标为依据，参考信息技术前沿焦点内容，如“计算思维教育”“数字化学习与创新”“信息安全与道德”等，梳理信息技术学科大概念，进而设计满足学生多元发展需求的系统化课程框架，既包含明晰概念的理论课程，又包含问题解决的实践课程。每节微课程都设计了文字概述、视频资源、参考资料、测试练习和扩展资料五类资源，确保课程的系统性和连续性。

（二）借助MG动画，制作具象化、可扩展的理论课程

理论类课程采用MG扁平动画的形式，遵循高中学生的认知特征和偏好，利用生动有趣的画面和语言，激发学生学习兴趣^[5]。借助动画形式还原抽象的内容，变抽象为具象，帮助学生理解。

（三）基于设计思维与项目式学习理念，开发问题解决导向的实践课程

实践类课程设计以真实问题为导向，從目标或拟达成的结果出发探索解决问题的方案。通过项目任务单，引导学生设计、探究、实施、完善，从而培育学生的计算思维和创新能力，让学生在解决真实问题的过程中提升信息素养。

三、高中信息技术微课程设计内容

高中信息技术课程包括必修与选修两部分。其中，必修模块包括数据与计算（必修一）、信息系统与社会（必修二）。必修模块是高中生完成学业所必须掌握的内容，但必修教材内容与大部分学生的认知基础差距较大，因此，本文结合高中信息技术的教材分析、学情分析，将微课程整合为三大模块：高中预备知识（过渡课程）、数据与计算（必修一）、信息系统与社会（必修二），如图1所示。

（一）高中预备知识

为了帮助不同起点的学生有准备地进入高中信息技术课堂，我们在梳理整合课程标准和教材内容的基础上，将过渡课程设计为两个章节：信息技术科学基础和python编程基础。信息技术科学基础选取了高中信息技术课程中的10个核心知识点，着眼于定义、内涵、发展进行概述科普。这10个核心知识点分别是：数据与信息、数据编码、数据处理、数据与算法、大数据、人工智能概述、数字化学习、信息系统、计算机组成原理和信息社会。Python编程基础包含20个核心知识点，旨在系统梳理高中阶段即将用到的基础程序语法和思维，为后续学生能读懂、设计完成教材上更复杂的代码作铺垫（见表1）。

过渡课程不仅能帮助刚进入高中的学生完成“初升高”的学科过渡，一定程度上缓解学生“多起点”的问题，也是对整个高中阶段信息技术课程内容的速览。学生通过自学这一模块，快速掌握信息技术基础知识，为后续的学习奠定基础。同时，过渡课程的知识点往往是后续课程的先导知识，教师也可以根据学生实际学情将其运用于课堂教学中，作为课前、课中、课后不同阶段的教学资源，组织项目式学习或启发式学习。

（二）数据与计算

数据与计算部分对应高中教材的必修一模块，包含5个章节：初识数据与计算、编程计算、认识数据、计算与问题解决、探秘人工智能。参考课程标准与教师指导手册，结合实际教学的课时安排，在这一部分我们共整理了36个知识点制作微课程，具体分布如表2所示。

（三）信息系统与社会

信息系统与社会对应高中教材的必修二模块，包含4个章节：信息技术与信息系统、信息系统的集成、信息系统的设计与开发、信息社会与信息安全，共整理了18个知识点制作微课程。

在知识点选择过程中，除了依据课程标准和教师指导手册，我们还考虑了新旧教材更替造成的实际上课难度，具体如表3所示。

综上所述，本文设计了高中预备知识（过渡课程）、数据与计算（必修一）、信息系统与社会（必修二）三个模块84节高中信息技术微课程，已公开发布在武汉精品慕课平台上，如图2所示。

四、高中信息技术微课程教学实践

本文创设的微课程部分内容或项目已经在多所武汉市高中学校的信息技术课堂中开展实践。光谷第二高级中学选取实践微课程中的“数据处理”部分，开展4周（8课时）的项目式学习，涵盖高一年级4个班213人。在开始学习前，学生可以自主组成3～5人的小组，教师简单介绍项目背景、微课程获取的方法、需要达成的目标。然后，学生通过项目式学习驱动获取微课程体系中的相关知识点，自主学习完成项目任务单，解决真实情景下的复杂问题。值得注意的是，在项目完成过程中，学生可以参照微课程提供的多种思路自由选择解决方法和路径，具体方法不限。最终，他们参考项目要求完成数据分析报告。

此外，理论类课程同样被运用于一线教师的课堂上。在备课环节，教师可以参考微课程相应的知识点和重难点完善教学设计;在授课环节，教师可以发布微课程学习任务、提供学习环境，学生可以戴上耳机，利用上课前几分钟观看微课程，完成测试练习。课后，学生可以自行浏览学习他们感兴趣的参考资料和扩展知识。

目前，微课程理论框架在教学实践中取得了一定效果，在武汉精品慕课平台上累计选课人数有638人，课程访问量高达78308次。经过多轮教学实践，微课程已获得师生们的高度认可。学生在观看微课程后再进行课堂上的探索讨论或项目式学习时，其参与度和完成度都有明显提升。借助微课程丰富的拓展资源，学生能够自主讨论，补充课堂上没有提供的知识。部分教师认为，微课程在课堂上能一定程度上解放教师的教，使其能更专注全面观察和引导学生的学，真正实现高质量课堂。实践表明，基于微课程的混合式课堂要达到预期效果，需要重点关注以下问题。

（一）创造性地使用新教材，匹配学生认知发展水平

在教学过程中，创造性地使用教材是教师改善、发展教学的重要能力。教师可以充分借鉴各版本教材及其他参考材料，传授符合学生认知发展水平的知识。精选教材的设计理念应强调以人为本、以学生为中心，遵循最近发展区学习理论的逐步阶梯思想^[6]，针对学生的实际需求，构建符合学生认知规律的知识单元内容，从而由易到难、由简到繁，降低学生知识建构的认知负荷，激发学生内在学习动机和情感态度投入，达到教材难度与学生认知水平之间的关联平衡。

（二）整合微课程资源，改变课堂教学模式

高质量课堂的生成，需要教师根据课堂目标和内容，在课堂上有效整合微课程资源，厘清教学资源间的内在逻辑和结构关系，确保使用的资源与课堂活动相互协调、相互强化。针对混合式课堂实践，教师应尽可能地为学生提供自主学习、实践开放的学习环境，改变传统“以教为主”的课堂，打造立体化课堂（学生主动学习、资源多元融合、课程讲授多样、学习支持立体^[7]），设计基于微课程体系、以学为主的新型教学模式。

（三）强调知识的普适性，尊重学生的个体差异

为助力高中生顺利通过学业水平考试，微课程需要加强知识点和概念传授的大众认知理解度和接受度。但考虑到高中生对信息知识的掌握程度和信息素养的个体差异性，我们应该有意识地嵌入能力、创新、实践等要素，强调解决问题的能力，具体用哪种工具、方法解决不限，生成具有开放性、挑战性、创新性的课程。

如今，信息技术的快速普及为教学模式变革和创新提供了有力的支撑。对高中信息技术课程而言，教师应该以新课标为依据，创造性地使用新教材，探索混合式教学模式，合理地设计适配学生认知水平的课程;学生应加强迎接数字资源的心理预设和素养准备，主动参与、感悟、思考信息社会环境下的学习与生活。在使用高中信息技术新教材的过程中，一线教师仍需不断探索和实践，逐步解决教学中的问题，创设高质量课堂，将信息技术核心素养的培育真正落地。

注：本文系武汉市教育科学“十三五”规划重点课题“高中信息技术学科慕课建设研究”（项目编号：2018A054）的研究成果。

参考文献

[1] 吴昊.创造性使用高中信息技术新教材的策略——以《计算机解决问题的过程》为例[J].中国信息技术教育，2021（10）： 57-58.

[2] 黄蔚，钟柏昌，司秋菊.不同教师群体对高中信息技术新课标的认知差异调查[J].电化教育研究，2020（12）：79-84.

[3] 任友群，黄荣怀.高中信息技术课程标准修订说明[J].中国电化教育，2016（12）：1-3.

[4] 黄荣怀，肖广德.信息技术课程贯彻新课标实施新教学的关键性问题[J].中小学数字化教学，2019（2）：5-8.

[5] 薛惠玲，戴俊凯.MG动画型微课设计与制作[J].中国教育技术装备，2020（11）：46-48.

[6] 范标.基于深度学习的化学教学内容的选择和组织[J].中小学教材教学，2021（8）：61-64.

[7] 谢佩军，周光宇.“项目化教学+翻转课堂”的立体化教学改革与实践[J]. 高教学刊，2016（10）：145-146.

（作者何珍珍系湖北省武汉光谷第二高级中学信息技术教師;李立新系武汉市教育科学研究院现代教育技术中心副主任，武汉市高中信息技术教研员）

责任编辑：牟艳娜