学历案在高中信息技术课堂教学中的应用探索——以《视频编码》为例

路宁宁 北京景山学校远洋分校

《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》指出，学生通过信息技术课程的学习，能掌握学科大概念，在问题解决中提升学科核心素养。但是笔者通过对高中学生的观察及问卷调查发现，很多学生对学习目标不明确，水平差异很大，很难建立知识体系，难以形成解决问题的能力。而华东师范大学课程与教学研究所崔允教授提出来的学历案，是一种促进学生主动学习、深度学习，并且能提升学生核心素养的辅助工具。因此，笔者认为将学历案运用到高中信息技术课堂教学中，可促进学科核心素养的落地。

●学历案的内涵

学历案是指教师在班级教学的背景下，为了便于学生自主或社会建构经验，围绕某一相对独立的学习单位，对学生学习过程进行专业化预设的方案。学历案的基本要素包括：①学习主题/课时；②学习目标；③评价任务；④学习过程（学法建议、课前预习、课中学习）；⑤检测与练习；⑥学后反思。[1]

学历案是对实践中的教案、学案、导学案的总结与提升，既吸收了这三者的优点，又有自身的特点。它不仅是从学生立场出发进行设计的，更侧重于展示“学生何以学会”的过程。因此，学历案提出的宗旨是帮助学生更好地“在学习”，经历“真学习”，以实现“何以学会”[2]，在此基础上促进学生深度学习，提升学生的学科核心素养。

●学历案在高中信息技术课上的应用

要发挥学历案在理论上的价值诉求，在实践层面落实就是非常值得研究的问题。笔者对高中信息技术必修1的相关教学内容进行了学历案的设计并进行了实践，也引发了一些新的思考。下面，笔者以人教-中图版高中信息技术必修1第一章第2节数据编码中的《视频编码》一课为例，设计学历案，并结合学历案中的六个组成要素，阐述用学历案优化课堂教学，提升学生学科核心素养的过程。

1.学历案引导学生“在学习”

“在学习”是指学生能够进入学习状态，投入学习。这就需要让学生明确学习目标，把握清晰的学习路径。学生学习之前可以通过浏览学历案，明确学习目标和在学习中要完成的活动及会发生的变化的结果，并且这些学习结果是可以观测和评价的。学历案中的每一个组成部分都会促使学生进入“在学习”，下面主要用学历案中的学习目标和学法建议这两个组成要素进行分析。

（1）学习目标为学生的“在学习”指引方向

本课的课标要求是知道数据编码的基本方式，知道、了解等行为动词属于内隐体验动词，这对于学生来说不具体、不明确，也很难进行测量。因此，学历案中的学习目标需要用记住、说出、描述外显性的动词，既方便学生理解又便于测量和检测，并且学习目标要呈现任务情景，体现学习路径和过程。所以，笔者制订了如下学习目标：

①通过类比图像和声音数字化的过程，归纳出视频数字化的实现过程。（计算思维）

②通过计算未压缩视频文件的大小和分析视频文件的特点，能解释视频压缩编码对数据高效处理与传递的必要性。（计算思维）

③通过教师引导、小组合作、动手操作，能描述视频编码的发展，列举常见的视频文件格式及初步计算视频文件的大小。（计算思维）

④通过合理利用一种视频文件格式转换工具，根据需要实现视频文件格式的转换。（数字化学习与创新）

⑤通过对生活中视频应用的讨论，感受视频数字化在信息社会中的重要作用。（信息社会责任）

（2）学法建议为学生的“在学习”提供方法和路径

在学历案中，学法建议是由“资源与建议”发展而来，能让学生在课堂学习之前，明确本课内容在本书中所处的位置和作用，了解本节课的重难点和突破重难点的方法和策略，并从整体上把握本节课的学习路径。[3]《视频编码》一课的学法建议如下：

①本课内容是在学习了数字化及其作用，学会二进制转换，知道文字、声音和图像编码的基本方式的基础上，对视频编码基本方式的学习。通过对视频编码方式的学习，有利于建立对数据编码基本方式的全面认识，初步把握不同数据编码方式的区别和联系。

②本课内容的学习重点是视频数字化过程，通过类比声音和图像的数字化过程，推断视频数字化过程。学习难点是知道视频编码的方式，通过教师引导、小组讨论，能解释视频压缩的必要性，简述视频编码的发展，说出常用的视频文件格式。

③本课的学习路径如下：预习新知（阅读学习资源）→联系旧知（复习声音、图像数字化过程）→学习新知(四个主要探究活动：视频数字化过程、视频压缩编码的必要性、视频文件大小的计算方法、视频格式转换)→总结所学并画出思维导图（建立视频编码的知识结构）→课堂检测和评价（自我反思学习效果）。

2.学历案引导学生“真学习”

“真学习”是指学生不是流于浅层的被动接受学习，而是在思考中主动积极地学习，真正达到学会的结果，是深度学习。这就需要以学生为主体，关注学生完整的学习经历，让学生以主动的方式，自我调控，自我监测进行的学习。

（1）问题设计为学生的“深度学习”提供支持

学历案的一个重要指导思想是深度学习理论。深度学习在课堂教学中不是自然发生的，需要教师有计划有目的地精心设计结构化教学材料，引导学生经历有指导、有挑战、高投入、高认知的学习过程。[4]

《视频编码》一课以真实的问题导入，从学生使用视频时遇到的问题出发，师生共同对问题进行归类，如视频播放卡顿、视频不清晰、视频无法播放、视频无法编辑等，学生在实际生活中并没有完全解决这些问题，所以就会带着对真实问题探究的兴趣进入课堂学习。

然后，通过设计的驱动问题及问题链，引导学生多角度思考、分析、体验解决问题的过程。以“视频压缩必要性”的教学活动为例，首先让学生计算一张未压缩的图片（图像尺寸1920×1080像素，颜色深度是24位）的大小约为5.9MB，如果按照计算图片的方式（忽略声音的大小）来计算未压缩视频文件的大小，学生发现一个90分钟的未压缩的视频文件（分辨率1080P，帧频24帧/秒）大小约需要750.8G。归纳总结出未压缩的视频文件数据量大，这与从生活经验中得知的视频文件大小是不同的。由此引发学生思考，在追问中得出数据需要压缩的结论。接着，教师提出问题：视频文件中的所有数据都需要存储吗？怎样对视频文件压缩才能保障文件质量？通过给出的视频文件，学生在合作探究中进一步分析视频文件的特点，发现视频文件是存在数据冗余的，如空间冗余和时间冗余等，因此得出结论：视频文件有必要压缩，并且压缩的目的是使文件占用更少的存储空间和缩短传输时间，提高数据处理和传输的效率。纵观整个学习过程，学生在问题链的引导下，经历了知其然到知其所以然的过程，逐步加深了对视频压缩编码对数据高效处理及传递的重要意义的理解，提升了学生的计算思维能力。

（2）探究活动引发学生的“主动学习”

学历案的另一个重要指导思想是学习金字塔理论，该理论将学习方式分为被动学习和主动学习。主动学习的效果远远优于被动学习。其中讨论、实践和教授给他人为主动学习，也就是越是活动的、交往的、实践的、合作的学习方式，其学习效果就越好。因此，笔者在使用学历案教学的过程中，以真实问题为引导，使用多种学习方式，如小组讨论、动手实践等方式展开。以探究“视频文件为什么无法播放”的探究活动为例，小组成员在讨论中首先分析问题，然后根据问题分类，尝试不同解决问题的方法。例如，如果是视频文件格式问题，利用格式转换工具进行转换等。当然，教师会提前准备学习资源，提供学习支架。学生在小组合作、动手实践的过程中，经历了明确问题、分析问题和解决问题的过程，在探究中提升了计算思维和数字化学习与创新的能力，培养了学科核心素养。

3.学历案促进学生“何以学会”

学历案帮助学生“在学习”，经历“真学习”，最终是为了实现“何以学会”。“何以学会”是评价一节课是否达到教学目标的重要标志。那么，如何评价学生的“何以学会”呢？学历案提供了让学生自主评价、自主监测的支架和方法。

（1）“教-学-评”的一致性监测“何以学会”

学历案的一个重要特征是“教-学-评”的一致性。设计学历案要从整体去思考教和学的问题，将学生“为什么学”“学什么”“怎么学”“学得如何”和教师“为什么教”“教什么”“怎么教”“教得怎样”两部分内容以学习目标指引下的评价任务的方式融合起来，达到所学即所教、所教即所评、所评即所学的目的。

学历案按照“学习目标—评价任务—学习过程”的顺序设计，将评价任务贯穿于教学的全过程。在日常的信息技术教案编写中，多数教师不是每一节课都写出具体的评价任务，而是一般根据教学经验对学生的学习过程和学习结果进行评价，这样就会有一定的随意性。而学历案要求教师在确定学习目标后，就要设计评价任务，然后再设计学习过程。可以说，评价任务是学习目标的具体化，每个评价任务都对应着一个教学目标，当然也可以多个评价任务对应一个教学目标。评价任务也为学习过程的循序渐进地展开提供依据，通过评价任务教师可在学习过程中监测学生学习目标的达成程度，明确学生学会了什么，学到什么水平，还有什么问题没有解决，这就为适时调整教学及后续的教学提供了依据。下页表为《视频编码》一课中的某评价任务的设计，学生在完成学习活动后，对照评价任务能进行自主监测，教师也可以从学生的发言或活动完成的状况当中把握学生学习的进度。

（2）学习反思辅助“何以学会”

学习反思的作用分为两方面，一方面学生是对自己学习过程或学习结果的梳理与思考，另一方面是教师通过检查学生的学后反思，了解学生存在的问题，便于更好地改进教学。学历案中的学后反思包括绘制思维导图、反思学习的收获及遇到的问题。在梳理思维导图时，每位学生得出的思维导图、学习的重点和难点都是不同的。这样的习惯养成，可以促使学生对自己的学习进行主动调控，有效提升学习力，促进主动、深度的思考。

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●成效与反思

在学历案实施一段时间后，笔者对学生进行了问卷调查和访谈，学生普遍表示使用学历案后，对学历案中的学习目标、学法建议、学习过程、学后反思等组成要素非常认可，更加明确了学习目标、学习任务及学习路径，并且学历案能更好地促使自己主动思考和进行小组合作，促使自己反思学习中遇到的问题，促使自己更好地进行知识建构，主动反思自己的学习过程和学习行为。由此可知，学历案的使用确实能在一定程度上促进学生的真正学习，并能评测其学习情况。但同样，学生在使用学历案过程中也遇到一些问题，如：有的学历案任务多，在课堂时间内无法全部完成所有内容，如思维导图没有时间完成；在学历案的学习任务，学习提示还不够，希望有更多的学习资源等。

通过与教师的交流，教师认为在设计使用学历案后，授课过程不是围绕课件或课本进行教学，而是以学历案为抓手，更加关注学生的学习过程，更加关注学生的“何以学会”。但是要更好地设计并使用学历案，还需要加强对核心素养、学科大概念及学历案相关理论的学习，提高学历案的“教-学-评”一致性的设计以及进行更多的实践和探索。

总之，学历案是一个优化信息技术课堂教学的工具，一种可以在课堂内外师生、生生、师师交流的互动载体，一种供师生双方保障教学质量的监测依据。[5]但要想真正用好学历案，还需要对学历案的各个组成要素进行深入的思考和应用，在课堂实践中不断完善，才能为提升学生的学科核心素养提供支持。