破解信息技术课程教学困境的路径探索

邱瑀楠 钟晓燕 瞿堃

摘要 深度学习是落实信息技术核心素养的必由之路，文章以“用计算机解决问题”一课为例，探索了破解信息技术课程教学困境的路径，即：课标为凭，把控全局，精准定位学习内容；推理归纳，应用迁移，建构知识体系；创设情境，贴近生活，提升学习兴趣；项目探究，深度互动，显化计算思维；拓展延伸，打破定式，发展创新能力。从而有效实现了信息技术教学从技能灌输的浅表学习到指向核心素养的深度学习的转变。

关键词 深度学习；核心素养；信息技术

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.15.040

1问题的提出

信息技术学科核心素养是知识与技能、过程与方法、情感态度价值观的综合体现，包括信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个方面。在“新课程新教材”的不断推进下，深度学习理论成为广大教育学者研究的焦点，被视作落实信息技术核心素养的必由之路。深度学习与被动仅停留在识记层面的浅层学习相对，是学习者积极主动在理解的基础上，批判性地学习新知识新思想，将其与已有知识结构联结并能根据需要迁移应用到其他场景中的另一种学习形态和方式。

作为一线信息技术教师，应当以培养学习者学科核心素养为目标、以深度学习理论为指导，开展教学活动设计，实现教学的提质增效。说易做难，纵观当下的信息技术课程教学，普遍以教师为主导、知识中心的技能灌输为主要教学形式。教师由于在思想上不信任学生，导致在行动上无法真正“放手”。在此困境下，笔者以“用计算机解决问题”这一高中市级公开课为例，探索破解信息技术课程教学困境的路径，以期为相关教育教学研究者提供参考和借鉴。

2从浅表学习到深度学习的转变

2.1从“经验之谈”转向“课标引领”：学习内容的定位转变

信息技术学科的课本有别于高考科目，它没有考纲约束且涉猎广泛，这给教师提供了自由发挥的空间。因此，教师在针对同一学习内容设置学习目标时，往往因个人教学经验不同导致学习目标设定千差万别，进而使得学习内容的深度广度也各不相同。深度学习视域下，在开展教学设计前首先要明确具体的学习内容，这不是由教师的经验来决定的，而应当以《普通高中信息技术课程标准》为凭，依据其学习内容、学业要求中的具体描述准确定位学习内容的深度与广度。

在“用计算机解决问题”一课中，课程标准明确指出学习者应能依据问题解决的需要，设计和表示简单算法；掌握一种程序设计语言的基本知识，利用程序设计语言实现简单算法，解决实际问题。分析要求、结合课本可以看出，作为“算法与程序实现”模块的第一课，通过学习本节课学生要能理解用计算机解决问题的一般過程，并依据该过程解决简单的实际问题，实现知识的应用迁移。进一步剖析这句话，有两个需要关注的点。第一，何为“理解”？不是简单地复述、背诵，而是能遵循、运用该过程解决实际问题，将“理解”可视化。第二，需要设置何种“难度”的问题？应当是生活或学习中的简单问题，必要时可以对场景、功能等条件进行限定，简化问题的复杂程度。

2.2从“死记硬背”转向“推理归纳”：概念理解模式的转变

高中信息技术学科的概念多为高度概括的定性描述。如果教师仅仅采用讲解、诵读的方式让学生记忆，这样未经深入思考的被动灌输只能带来表面化的认识，很难让学生真正内化概念并将其应用到实际问题的解决中。任何一个知识都不是孤立存在的，应将其与已有知识结构建立联结，教师可以引导学生将未知的概念与已知的概念类比，分析异同点，进而推理归纳未知概念。在课例中，用计算机解决问题的一般过程对尚未接触过编程的学生而言较为抽象，可以通过类比生活中解决问题的一般过程帮助学生理解。

【情境1】同学们平时有玩过密室逃脱吗？密室逃脱最主要的一项任务就是破解密码。请大家观看《密室大逃脱》片段，结合自身经历分析总结破解密码需要经历哪几步？分别是什么？

【小组讨论1】观看、讨论并总结破解密码的基本步骤。

【小组发言】①明确什么类型的密码——分析问题；②寻找线索——寻找解决问题的方法；③确定密码并进行尝试——结果验证；④如果第三步结果有误则需要重复执行第二、三步寻找其他方法并进行结果验证，直至找到正确密码。

【教师】这就是生活中解决问题的一般过程，计算机解决问题的一般过程和生活中解决问题的过程一样吗？有何异同呢？请同学们观看机器人密室逃脱片段，回答上述问题。

【小组讨论2】类比生活中解决问题的过程与计算机解决问题的过程有何异同，讨论并总结计算机破解密码的基本步骤。

【小组发言2】相同点：都需要分析问题，寻找方法并进行结果验证；不同点：破解密码的方法是通过计算机执行，且破解思路与人力破解思路不一样，计算机可以“暴力破解”。

【小组讨论3】人力破解是大脑命令，手来执行；计算机破解我们该给它怎样的命令才能让计算机听懂呢？直接发出“开锁”指令可行吗？请大家思考并尽可能细化“开锁”指令。

【小组发言3】只说“开锁”无法成功破解密码，需要更加明确的指令，我们设计的“开锁”指令。

【小结2】大家设计的开锁指令虽然还不太完善，但是已经初具模型。细化开锁指令这一步可以归纳为设计算法，算法设计完成后还需运用编程语言将其写成计算机能读懂的指令，最终才能开锁成功，这就是与生活中解决问题过程的区别。

2.3从“知识性”转向“本源性”：学习探究的视角转变

高中阶段不要求学生的信息技术水平要达到“高精尖”，更注重对学生信息意识、计算思维等核心素养的培育，关注其能否学以致用。因此，学习探究的视野应当包括知识本身及其应用场景。教学过程中，教师可先选取贴近学生生活本源的场景，让学生“看得到、用得上”。

本课例中，选取红绿灯作为探究项目，一方面紧贴生活实际能激发学生的探究热情；另一方面，红绿灯看似简单，但在算法设计时，亮灯持续时间这一关键要素很容易被学生忽略，学生在依据算法编程调试后会发现问题。在这个反复修改算法、编程调试的过程中，学生能深切体会计算机解决问题的过程并对“明确的指令”加深理解。

【情境2】计算机暴力开锁，通过强大运算能力替代了人力破解。除此之外，在大家上学的路上有很多机械重复性的工作由计算机控制，它们节省了人力资源、提高了效率，请同学们找一找？

【学生】自动开关门、电梯、红绿灯、校园铃声……

【教师】我们今天就从红绿灯入手，来剖析一下计算机是如何控制红绿灯的。

2.4從“结果导向”转向“过程设计”：项目活动的关注点转变

在应试教育下，学生对成绩的关注远大于学习过程。这与深度学习的思想相悖，学习结果依赖于过程中的每一步，将思维过程可视化有助于学习者倒查自身存在的问题，提升元认知水平。

【问题1】播放红绿灯的演变历史，思考红绿灯的工作原理是什么？

【学生】固定计时信号灯。

【任务1】设计绿灯变红灯的方案并编程调试配备教具灯框、红灯、绿灯，编程提供各种编好的功能模块。

【学生1】我们组最开始的方案是绿灯亮—红灯亮，但是在编程调试的时候发现绿灯只闪了一下就变成红灯了；检查方案后发现，我们没有给绿灯设置持续时间，后来我们在灯亮后面加上了持续显示模块，就成功了。

【学生2】我们组和上一组一样，而且我们发现修改light.color里的参数可以更改红绿灯的颜色，light.circle可以改变红绿灯的大小。

在该环节，学生的表现给了笔者不小的惊喜。以往学生总是疲于思考、任务完成率很低，但从这节课可以看出学生其实具备一定的自主探究和实践能力，只要提供适当的学习“脚手架”，他们完全可以通过项目探究的方式学会并运用知识解决问题。

2.5从“一笔带过”转向“迁移创新”：拓展延伸的方式转变

在基础夯实的基础上拓展延伸是促进深度学习的重要手段，但这一部分在教学中常常以师生口头问答的形式被一笔带过，这就失去了深度学习的价值。在课例中，笔者让学生在简易版红绿灯的基础上进行改造，在绿灯变红灯中间加入“黄灯闪烁”。看似简单，但仅利用已知编程模块如何实现黄灯“闪烁”呢？这就需要学生开动脑筋，打破思维定式，进而发展迁移创新的能力。

【任务2】请为简易版红绿灯改造升级，加入“黄灯闪烁”功能。力所能及的小组在此基础上为红绿灯添加更多的功能设置。

【学生】我们组实现了“黄灯闪烁”。一开始想要用清屏模块让黄灯消失再出现，结果失败了。然后我们观察红绿灯背景板，发现背景板是白色的，那么黄灯消失就可以用白灯出现来代替，这样黄色―白色―黄色―白色，就可以实现闪烁的效果了。

本节课以深度学习理论为指导，在学习内容方面从“经验之谈”转向“课标引领”实现精准定位；在概念学习方面从“死记硬背”转向“推理归纳”便于理解内化；在学习探究方面从“知识性”转向“本源性”锻炼知识应用能力；在项目活动设计方面从“结果导向”转向“过程设计”发展计算思维；在拓展延伸方面从“一笔带过”转向“迁移创新”培养创新能力。这为我们在信息技术课程教学中实现从浅表学习到深度学习的转变提供了具体抓手和切入点，打破信息技术课程技能灌输的桎梏，课堂活而有序、活而有效。教师从讲授主体转为“导演”，引导学生不断积极探索、深入思考。

3基于深度学习理论的信息技术教学反思

3.1合理设置任务，关注思维过程的体现

核心素养导向下的深度学习，重点关注思维的培养，结合教学评一致性的原则，教师设置的学习任务要关注思维过程的体现。可以采用流程图、思维导图等工具将学生所想具象在纸面上，帮助学生梳理头脑中纷繁复杂的思维过程，排除其他干扰因素，促进思考与反思。

3.2基于现实的有挑战性的学习探究

深度学习并非对学习内容深度广度的探寻，而是学习主体在真实情境下积极完成具有挑战性学习任务的过程。只有在学生原有经验的基础上，开展对比性、迁移性的探究，才能产生思维碰撞，进而实现知识的联结、内化、重组。

4结语

笔者以“用计算机解决问题”一课为例，探索打破信息技术教育教学“技能灌输”困局的方法路径，即：借助课标把控学习内容；采用类比―推理―归纳的方式促进概念理解与应用迁移；选取贴近生活的真实情境二次创改激发学习热情；通过深度互动的项目探究显化计算思维；鼓励学生大胆创新、动手实践，实现创新能力的提升。进而实现信息技术学科从机械的知识灌输的浅层学习到以培养核心素养为目标的深度学习的转变。这是深度学习理论在信息技术课程中应用的真实案例与实践探索，期望这一实践探索能为同类研究提供参考与借鉴。

基金项目：西南大学继续教育研究项目“基于人工智能的在线学习交互策略研究”。

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