基于U型学习的信息科技课程教学设计研究

李名 张静 李瑞萍 岳桢

关键词：U型学习；建构主义理论；教学设计；核心素养

1 引言

自2022年教育部发布《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》以来，信息科技课程广受学界关注。熊璋教授指出，新课标的发布标志着信息科技课程实现了“从0到1”的突破，信息科技课程从综合实践活动课程中独立出来[1]。为了落实《教育信息化2.0行动计划》，加快教育现代化和教育强国建设，教育者必须探索新型教学模式，以便满足21世纪人才培养的新需求。U型学习理论丰富教学过程，启发学生独立思考，有利于培养学生的创造性思维。信息科技课程因其重要性和特殊性，故笔者提出，在开展教学过程中，采取融合U型学习的教学模式，解决目前课堂教学存在的问题，以便为教育研究者提供参考。

2 U 型学习模式设计的基本思想

U型学习模式设计的思想根源于经验主义教学理论，强调学生在“做中学”的现实意义。建构主义最早由瑞士心理学家皮亚杰提出，其强调学习者的积极性和主动性，认为学习是学习者基于原有的知识经验生成意义、建构理解的过程[2]。殊途同归，两者均强调教学过程中，学习者的参与互动与学习效果密切相关，因此本文从主体性、发展性、参与性的角度出发，构建信息科技课程教学设计模型。

2.1 教学设计的理论思想

“U型学习”源自美国教育家杜威的经验教学过程理论。郭教授认为学生学习知识要经过“还原与下沉、体验与探究、反思与上浮”的过程[3]。在深度学习领域，学习是一个复杂的过程，该过程恰似一个“U”型。首先是“还原与下沉”，建立书本知识与经验的链接，在经验的基础上进一步认识新内容。其次是“体验与探索”，在参与过程中培养学生的创新思维，鼓励学生切身体会知识的内涵。“反思与上浮”，该过程是学习者元认知的过程，反思自身的学习效果，这是学习新知识的保障。

随着多媒体计算机和Internet网络教育应用的飞速发展， 建构主义学习理论正愈来愈显示出其强大的生命力[4]。建构主义属于认知心理学派的分支之一，该理论将复杂的“学习”过程分为图式、同化、顺应、平衡四个阶段。针对“什么是学习”这一问题，联合国教科文组织在报告中指出“： 学习是由环境决定的多方面的现实存在。获得何种知识以及为什么、在何时、何地、如何使用这些知识， 是个人成长和社会发展的基本问题”[5]。现代社会的发展，要求学习者主动探索、发挥自身能动性，以便适应多变的社会生活。课堂教学是学生学习的重要场所，教师作为引导者，促进学习者更好地吸收所学的知识。

2.2 教学设计的基本原则

主体性原则从学习过程中由教到不教，由教育走向自我教育的过程。发展性原则与核心素养培养目标密切关联，在课堂教学过程中必须以发展的眼光看待学生，培养高质量人才。参与性原则引导学生从教学的边缘走向中心，努力活跃课堂气氛。

2.2.1 主体性原则

建构主义学习理论强调学习者在学习过程中的主体地位，因此在进行教学设计时，必须以学习者为中心。学习者以其独立的个体形式而存在，具有不同的家庭背景、生活模式、学习习惯。在进行教学设计时，尽可能多地设计学生独立学习、合作学习的环节，加大学习者投入。

2.2.2 发展性原则

学习者的发展具有多样性，如认知多样性、元认知多样性、情感多样性、态度多样性和社会文化多样性[6]。教学设计面向的首要对象是学生，学生的多样性特点决定了教学设计必须具备学生发展的多元化。党的十八大以来，教育系统抓好《深化新时代教育评价改革总体方案》落实落地，加速破除唯分数、唯升学、唯文凭、唯论文、唯帽子的顽瘴痼疾[7]。信息科技课程与时代密切相关，因此该课程在设计时必须以教育的最终目标为原则，学生的能力不应只利用单一的分数、文凭等来衡量。在进行教学设计时，注意以时代发展的眼光培养学生，促进学生全面发展。

2.2.3 参与性原则

在学习方法上，摆脱传统教学方式中以“教师”为中心的束缚，把学生从边缘性参与引导至活动的核心位置。混合设计情境教学法、探究法、任务驱动法等教学方法，充分激发学生的兴趣，提高学生的参与意识。学生积极主动参与课堂教学是提高课堂教学质量的关键因素[8]。在进行教学设计时，可根据学生的性格特征和教学条件，个性化分配任务，尽量使每位学生参与到课堂教学活动中来。

3 基于U 型学习理论的教学设计模型

基于U型学习理论的教学设计定位于学习的两端，一端是过去，一端是未来。过去的学习经验已成功搭建在学习者的认知结构中，当学习者面对新知识时，首先要做的就是还原。剥开新知识的外衣，将知识的本质与原有认知结构存在的内容进行链接，同时起到复习旧知识的作用。新知识与旧知识发生碰撞后，学习者会根据自己的学习经历、心理特征等，形成自己的独立思考，完善新的认知结构，这便是学习者当下的探索过程。面向未来的学习，并不是说学习者会预测未来，而是站在现在的角度，为未来发展奠定良好的基础。面对形成的新认知结构，学习者要不断反思，考虑哪个方面自己表现比较好，哪个方面仍需要改善。根据得到的反馈信息，及时调整认知结构，从而实现自身知识的升华。如此循环往复，螺旋式搭建学习者的认知结构，完成教育目的。基于U型学习理论的教学设计模型如图1所示：

4 義务教育阶段信息科技课程教学设计实践

教学设计强调运用系统方法去分析和发现教学过程中存在的问题，设计对应问题的解决方案[9]。本文以七年级上册《创建图表》一课为例，基于U型学习理论进行教学设计，为解决当前信息技术课程相关问题提供参考。

4.1 教育教学理念

本次课程以“U型学习”理论为核心，秉承“主导—主体相结合”的教学模式进行教学设计。“U型学习”是对美国著名教育家杜威经验教学的概括，充分体现“以学习者为中心”的学习理念，即学习者要经历一个复杂的学习过程。利用智慧教室，充分发挥线上线下协同学习的优势，增强学生的体验感。教学理念设计如图2所示。

4.2 教学内容及学习者分析

本节内容选自河南大学出版社《信息技术》七年级上册第四章第四节“创建图表”。采集了所需要的数据，为了获得有价值的信息，需要对数据做进一步分析。数据可视化在数据分析过程中，起着极其重要的作用。本节内容与现实联系密切，侧重实践应用环节，为前期理论知识的学习起到升华作用。

本学期学习以培养学生综合能力为主，因此注重学生的学习体验与感受。在知识层面，学生已掌握数据处理的一般过程，具备信息采集和获取能力。在认知层面，学生思维活跃，模仿能力强。在兴趣层面，学生对新知事物满怀探求的欲望，对数据图表内容兴趣浓厚。

4.3 教学目标的设定

三维目标与信息科技课程核心素养相辅相成、血脉相连。核心素养是教学目标的具体化和深化，教学目标是核心素养的发展与超越。因此，本节课在制定教学目标时，严格紧扣信息科技核心素养的要求，全面提升学生综合素养。

4.3.1 知识与技能目标

学生能够了解图表的分类及意义，会选择适当类型的图表呈现数据，同时能够深入挖掘图表中呈现的数据信息。

4.3.2 过程与方法目标

通过直观演示，学生能够根据表格数据插入图表；通过自主探究，能够灵活选择插入图表的方法，举一反三，提升发现、解决问题的能力；通过合作学习，讨论交流绘图方法，提高语言组织能力和合作意识。

4.3.3 情感态度与价值观目标

通过处理《水浒传》英雄人物相关数据，体验中国传统文化的艺术性和魅力，从而增强文化自信。

4.4 教学过程的设计

表1为教学过程具体设计。

4.5 课程思政元素

《水浒传》是中华传统文化的宝藏和艺术化的载体。中华文化独一无二的理念、智慧、气度、神韵，增添了中国人民和中华民族内心深处的自信和自豪。对中学生进行思想文化的熏陶，可增强民族自豪感，奋力建设社会主义文化强国，增强国家文化软实力，实现中华民族伟大复兴的中国梦。基于U型学习的课程设计如图4所示。

5 U型学习模式与传统模式的课程教学对比分析

5.1 教学环节丰富，学生参与性强

采用U型学习模式开展教学活动。经过“还原与下沉——揭示知识面目”“体验与探究——开放拓展空间”“反思与上浮——引导实践应用”三个教学环节，摆脱传统线性教学模式，为学生创设更多实践活动，完成新旧知识体系的自我建构。

5.2 评价内容多样性，全面跟踪学习过程

过程性评价与总结性评价相结合。评价内容包含课前预习情况、课中小作品完成情况、课后作业提交情况、话题讨论、疑问答疑等内容，区别于传统的“大作业”评价，过程性評价可充分了解学生的学习过程，学生可反思自身学习效果，迭代式提高学习效率。

5.3 评价主体多元化，促进全面发展

学生不再是固定的被评者，在学习过程中也可以参与评价环节，对自身、小组同伴做出客观评判。评价主体分为自评、互评、师评三部分，学生自评可促进学生进行自我反思学习过程；同伴互评可促进学生交流探讨，取长补短；教师评价客观科学，对学生进行全面评价。

总之，基于U型学习的课程设计以学生为中心，充分调动学生的积极性和参与度，形成师生平等的课堂氛围，有利于课堂活动的顺利开展。但同时，因涉及的学生参与环节比重较大，活动灵活性较高，因此在学习过程中，学生极容易出现研究方向偏差等问题。这便对教师提出了更高要求，教师要参考学生的知识储备、性格特征等多方面因素，合理分配任务，把握时间和环节安排，在保证学生全员参与的同时，完成本节课的教学任务。基于U型学习的课程有效解决了传统课堂气氛沉闷、环节单一等弊端，从培养中国学生核心素养的角度出发，借助现代教育教学手段，有力保证了教学活动的顺利开展。