指向核心素养的高中信息技术学习支架设计策略

王永伟 浙江省青田县伯温中学

曹建香 浙江省丽水市教育教学研究院

高中信息技术课程以培养学科核心素养为目标，以学科大概念组织课程内容，注重学生问题解决及迁移能力的提升。为实现学科核心素养的培养，《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》倡导在教学中实施项目学习，这就需要教师在确定学生的学习需求后，通过组织和创设支持性的教学资源和学习路径，为学生开展项目化学习提供合适的学习支架，从而引导学生从被动学习转为主动学习，支持学生的探究性学习，助力学生核心素养的提升。

●学习项目与学习支架

学习支架是指在项目化学习中为学生提供帮助和支持的各种学习资源，能有效引导学生形成自我探究与学习的能力。

为引导学生的思维能力实现螺旋式上升，教师要根据学生不同阶段的特征设计由“内容项目”“挑战项目”“拓展项目”组成的阶梯式学习项目（如图1）。其中，内容项目是为学生开展项目化学习提供支架或模板，适合学生课前自主学习；挑战项目一般在单元教学完成后开展，可根据教学实际采用课内课后相结合的方式实施；拓展项目是让学有余力的学生自己设计任务并实施。[1]教师根据三种不同形式的项目，在项目的实施环节提供不同类型或不同内容的学习支架（范例、建议、提示性问题、导图、学习单等），以支持学生的自主学习，助力项目任务的完成。

图1

●学习支架的设计原则

项目化学习支架的设计有四大原则，即多元性原则、层次性原则、适时性原则和引导性原则。

1.多元性原则

体现在提供支架的主体（教师、学生）“多元”以及学习支架的类型与呈现形式的“多元”。

2.层次性原则

由于学生认知和能力水平存在差异，因此，需要针对不同层次的学生设计不同的学习支架，以满足他们的不同学习需求。

3.适时性原则

设计学习支架的根本目的是让学生在完成项目的过程中遇到困难时能及时获取有效的帮助，因此教师要选择在合适的时间、合适的阶段提供合适的支架。

4.引导性原则

在项目活动的逐步推进中，学习支架起着引导学生探究学习的作用。

●学习支架的设计案例

1.创设学习环境，搭建情境支架

项目化学习要求创设真实的情境，真实的项目情境可以激发学生的学习兴趣，帮助学生快速融入到课堂学习中。

案例1：动动有奖。

学生通过分析运动APP与运动智能设备联动的优势，呈现每日、每周，甚至每月的步数排行榜。该情境通过引导学生观察数据、讨论数据、计算数据的方法来创设项目情境，促进学生主动投入项目学习。

运动APP需要采集运动者的哪些数据？步数排行榜的功能是如何实现的？它的运动卡币是如何计算的？针对这些问题，首先，让学生置身于情境中并进行合理的思考与分析（计步原理、卡币计算等）；其次，教师使用手机投屏动态呈现某APP运动步数界面的实时数据以及福利社中的卡币数据和奖品；最后，提出本节的项目主题并让学生对运动步数或项目情况进行深入讨论，逐步引导学生提炼核心要素，如步数、卡币、天数等。

2.启发学习思维，搭建问题支架

教师可以基于创设的真实情境启发学生思考，从中引申并设计出与学生年龄层次相符的不同类型的一系列探究问题，通过引导学生对关键问题的分析，帮助学生逐步形成解决问题的方案。

案例2：出租车轨迹可视化分析。

为了分析人们的出行信息，优化交通环境，教师采集了出租车的大量行驶轨迹数据，借助如图2所示的问题支架，引导学生围绕下列问题进行思考、分析，并挖掘可视化轨迹背后的价值。

图2

①出租车轨迹数据可通过什么方式获取？一条轨迹数据应包含哪几个属性？轨迹数据与采集精度有无关系？（数据获取）

②这些轨迹数据采用TXT格式文件组织和存储，如何导入到对象？结合项目要求，有哪些数据是无关的？该怎样快速清洗这些数据？（数据清洗）

③把每一辆出租车的轨迹作为一条出行线路进行可视化，怎样计算出租车当日载客次数、停车时长、空载平均速度与载客平均速度？（数据计算）

④根据行驶轨迹数据的可视化分析，怎样优化交通环境？有哪些具体措施？（数据分析应用）

3.着眼学习任务，搭建学习单支架

在项目化学习中，学习单是课堂教学中的一种重要的学习支架。巧妙设计学习单可将学习目标具体化、过程化、知识化，从而引导学生明确学习目标，积极主动地探究、学习、交流。

案例3：简易五子棋游戏。

游戏双方依据黑方先下、黑白交替输入棋子位置的规则，分别使用黑白两色的棋子，下在棋盘直线与横线的交叉位置上，最先形成五子连线的一方获胜。

教师根据项目情境与功能设计出如表1所示的本节课的课前预习单、课中导学单和课后学习单，为学生在不同的学习阶段搭建不同内容的学习支架，使学生在预习、交流、探究学习的过程中深入理解项目背后的算法思想与数据结构知识。其中，课前预习单让学生在课前通过对项目的预习，初步了解项目的实践内容与实践步骤，并对项目实施有一个整体的思路；课中导学单主要通过“抽象建模—设计数据结构与算法—编写程序—调试运行”来学习和掌握二维数组；课后学习单可以让学有余力的学生思考解决课堂中动态生成的疑难问题。

表1

4.聚焦学习难点，搭建图表支架

对于项目学习中的重难点，学生可以通过观察表格图、思维导图等，将教材中“看不见的”思维过程转化为直观清晰的图表，为学习提供策略支持，以实现对知识的本质认知和结构化认知。[2]

案例4：答题卡填涂识别。

在答题卡填涂识别的项目中，需要对答题卡中准考证号填涂区的信息点逐一进行检测（准考证号填涂区为9*10大小的区域，共90个填涂信息点）。答题卡中的每个信息点都有固定的坐标值并按一定的顺序排列，依据这种规律可抽象出如图3所示的信息点坐标示意图。

图3

借助示意图可引导学生构建信息点起始位置水平方向与垂直方向坐标的计算模型：

①水平方向坐标值x可表示为：x=xs+(fw+sw)*col；col为列号。

②垂直方向坐标值y可表示为：y=ys+(fh+sh)*row；row为行号。

5.落实以评促学，搭建评价支架

在课堂教学中，教师要对学生的学习行为、结果做出及时有效的评价。因此，教师可以根据情境性评价的要求，制订评价量化表，并通过评价量表引导项目实施，帮助学生完成课堂反思。

案例5：口算题批改。

在项目化学习中，可以围绕核心素养的整体要求，结合具体的项目内容，设计评价量化表（如表2），突出评价的过程性、诊断性、激励性，让每位学生都有所学、有所思。

表2

●学习支架的设计路径

项目化学习支架要以学生为中心，支持学生将已有的知识迁移到新知识的理解和问题解决中，并围绕项目学习中所涉及的“项目背景”“项目指导”“项目设计”“项目实现”“项目评价”五个环节进行设计（针对每个环节设计若干个支架，支架间相互衔接、相互助力），具体设计路径如图4所示。

图4

综上所述，项目化学习支架的设计要以教师为主导、学生为主体、探究合作为手段，强调学习支架对领域知识学习和能力培养的辅助作用，并对学生对新知识和新方法的认知和运用加以引导。通过搭建多种类型的学习支架，帮助学生主动地解决问题，使学生在真实的项目活动中习得知识、获得能力、提升素养。