基于信息素养培养的问题情境教学探究

【摘 要】以发展高中生信息素养为目标导向的问题情境教学与课程改革要求的理念高度契合，为解决高中信息技术学习中学生难以学以致用的教学困境提供了可行的路径。基于信息素养培养的问题情境教学需要以较大的主题或项目整合教学内容，以持久思考性的核心问题贯穿学习过程，以真实问题助力学生持久深入学习，以问题解决实现知识的迁移应用。文章以“编程计算”教学为例探讨如何在问题情境教学中培养学生的信息素养。

【关键词】信息素养 高中信息技术 问题情境 教学探究

【中图分类号】G623.58    【文献标识码】A  【文章编号】1002-3275（2023）14-59-03

信息技术是一门源于生活、寓于生活、用于生活的学科。高中信息技术以数据为基础，通过分析数据形成算法，构建或应用信息系统服务于信息社会。由于部分知识点逻辑性、专业性较强，与学生既有的学习、生活经验联系较小，学生不能清晰地感知所学知识能够解决什么类型的问题，不能顺利实现知识的迁移和应用，从而阻碍学生信息素养的提升。如何打破当前教学困境，切实提高育人成效，成为当前高中信息技术教学中亟待突破的问题。

《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称课程标准）提出高中信息技术课程旨在全面提升全体高中学生的信息素养。学生应“从解题走向解决问题”，通过问题解决提升学生的信息素养。建构主义认为，学习总是与一定的社会文化背景相联系的。这“一定的社会文化背景”就是情境。情境即情况、环境，是由外界、景物、事件和人物关系等因素构成的某种具体的境地。［1］创设含有具体事件或具体问题的情境，使学生在探求事件或解决问题的过程中自发地学习知识、构建意义就是情境教学。这里的情境是基于现实世界的，是与现实世界一致或类似的。情境教学与课程改革要求的理念非常契合，将情境教学与问题解决结合起来，为解决上述教学困境提供了可行的路径。

一、构建以发展高中生信息素养为目标的问题情境教学

以发展高中生信息素养为目标导向的问题情境教学紧紧围绕着“通过问题解决助力学生掌握知识、提升素养”这一主旨，建立单元课程问题观念，创设问题情境，设计核心问题，开展问题情境教学。具体而言，就是在课程标准指引下，围绕一个较大的主题或项目整合相关教学内容，设计核心问题作为教学主线，并根据学生已有的知识、能力、思维水平，将难以解决的核心问题拆分成若干个小问题，这些问题环环相扣、层层深入，问题之间形成严密完整的逻辑。学生在解决小问题的同时激发思维，发展认知，最终形成解决核心问题的方法与策略，并从中体验信息技术行业实践者真实的工作模式和思考方式，感悟信息技术学科方法、思想与内涵，从而提升信息素养。以提升信息素养为目标的问题情境教学设计如图1所示。

（一）以较大的主题或项目整合教学内容

在课程标准指引下，围绕一个较大的主题或项目，教师解构、关联和重组教材，将知识结构化、有机地组织在一起，使学习内容更具有广度、深度和厚度，学生从中了解问题解决的全过程，提高发现问题、分析问题、解决问题的能力，最终形成对知识全面、完整的认识。［2］在问题情境教学中，教师要从整体上思考所创设的问题情境、所解决的问题，是否能持续地提高学生的学习力、思考力，是否能落实核心素养的培养。

（二）以持久思考性的核心问题贯穿学习过程

核心问题是能反映学科本质，能引导学生不断思考和理解，能鼓励学生超越思维、知识、狭隘经验，进行更深刻的迁移和应用的问题。教师应将核心问题贯穿整个学习过程，帮助学生厘清解决问题的思路，形成解决问题的基本策略，在解决问题的过程中激发学生更多思考，产生疑问，引发高阶思考，刺激思维生长，逐步抽象出学科的上位概念和思想。

（三）以真实问题助力学生持久深入学习

课程标准指出，在课程中融入真实问题情境，既要与信息技术内容相关，也要和学生的学习经验、生活经历关联起来。真实问题是指问题具有真实性，强调情境与学生经验的联系、与学生好奇心的结合，它是学生沟通知识与思维、将知识转化为素养的桥梁。真实问题让学生有身临其境的感觉，能激发学生积极主动地参与到解决实际问题的过程中，促进学生对问题的思考和探究，将学习引向深入。

（四）以问题解决实现知识的迁移应用

学生在解决问题的过程中，要查阅资料、提出假设、探究验证，同时会遇到很多困难和问题，经过试错、探索、领悟、合作、分享、反思，逐渐学会学习，提升综合能力，得到成长。

二、问题情境教学实例剖析

能否合理设计程序解决生活中的实际问题，体现学生信息素养水平。“编程计算”是《信息技术必修1数据与计算》第二单元的教学内容，该单元内容专业性、逻辑性较强，与学生既有的学习经验、生活经历关联较小，学生普遍难以从整体上把握知识，不能清晰地感知所学知识能够解决什么类型的问题。为此，笔者将问题情境教学充分运用于该模块的教学中，取得了较好的教学效果。

（一）以问题解决为导向确定单元学习目标

结合课程标准对应的内容要求和学业质量水平要求，该模块教学要求学生掌握算法和程序设计的方法，体验计算思维内涵，并能迁移应用知识解决生活中的实际问题。具体的单元学习目标如下：①了解计算机解决问题的基本过程，能够绘制流程图，感知算法与程序在实际生活中的应用。②掌握顺序、选择和循环三种程序结构的原理与方法，能够描述三种程序结构的使用范围、分类、特点及执行过程。③能多角度分析问题，利用Python语言实现算法，解决生活中的实际问题。④在解决问题的过程中，愿意与团队成员共享信息，对他人的作品能够给予恰当的评价。

（二）学情解读

高中生思维较灵活，善于观察思考问题，具备一定的逻辑思维能力，针对同一问题可以提出多种假设。經过义务教育阶段的学习，学生已具备一定的信息技术基础，能够尝试利用计算机去解决问题，但基本上没有形成计算思维，对如何利用程序解决问题的方法和过程缺乏系统分析和梳理能力，无法感受计算机编程的魅力。

本单元教学从学生身边的实际问题入手，对实际问题进行拆解、建模、编程实现，探究程序解决问题的方法和过程，为解决更复杂的问题奠定基础。

（三）单元主题设计

在对教学目标和学情充分分析、了解的基础上，选取学生身边的日常生活素材设计单元主题：在刚刚经历的学校50周年校庆活动中，有邮折、明信片套装、手机扣、书签等多达13种定制文创纪念品，深受大家的喜爱。由于每款产品定价不一，折扣优惠条件各不相同，如何根据本班收到的班费和人数设计相对应的购买方案，实现购买物品种类和数量最多呢？

设计意图：要解决这个问题，需要掌握算法、流程图、顺序结构、分支结构和循环结构的原理与方法，在此基础上，将这些知识整合迁移应用，形成问题解决的策略并用程序实现。通过解决这个实际问题，将相关知识点串成链，学生能清晰地感知知识“从何而来，能到哪去”，从而突破教学难点。

（四）单元核心问题解构设计

在单元学习过程中，教师引导学生持续思考核心问题：①程序结构是什么？有什么特点？适合解决哪一类问题？②如何合理运用程序结构解决问题？

本单元以解决实际问题为核心，由于核心问题难度较高，学生难以抽象概括，因此将核心问题先解构成问题链和任务群，在解决问题链的同时学习对应的知识，最后整合知识，形成单元问题的解决方案（见表1）。学生在问题解决过程中实现学习目标，由点到面，形成对知识全面、完整的认识。

（五）教学过程示意

将“编程计算”单元教学过程整理如图2所示。

（六）教学效果及反思

为验证教学效果，笔者在实施问题情境教学前进行前测，测试对象为2021学年高一入学新生，通过SPSS 25.0软件对测试成绩进行独立样本T检验（见表2），从中选择了两个没有显著差异的1班、3班作为实验对象。以随机抽取的方式安排1班为干预组，采用问题情境教学法教学，3班作为对照组，采用传统的教学方法教学。在高一必修1《数据与计算》教学结束后，对实验对象进行后测，后测试题编制参考广州市高中信息技术学业水平考试要求。

经过检验，干预组的成绩显著高于对照组（T=4.180，P<0.001），表明问题情境教学法取得较好的教学效果。具体体现如下：

第一，学生在分析问题、设计算法、编程解决问题的过程中，要梳理、整合、重组、运用知识，经历从低阶思维向高阶思维发展的一系列思维活动，符合科学的认知规律，能够切实提升思维能力。

第二，相较于传统教学，问题情境教学更能激发学生的挑战欲望，为了妥善解决问题，学生要深入思考和探究，关注所学知识背后的思维、方法与观念，促使深度学习真正发生。

第三，在解决问题过程中，学生愿意与团队成员分工合作、交流表达，显著改善学习态度。

发展高中生信息素养是信息技术课程育人价值的集中体现，在教学实践中发现，问题情境教学对于培养学生的信息素养有显著成效，教师可加以借鉴，并进行更深入的探索。

【参考文献】

［1］王春妮．小学数学情境教学有效性研究［D］．济南：山东师范大学，2017：15．

［2］郑子燕．基于问题导向的初中美术大单元教学应用研究：以旗袍设计为例［J］．美术教育研究，2022（2）：164-165.

杨志柯 / 广东广州市花都区秀全中学，高级教师，从事中学信息技术教学（广州 510800）

【基金项目】廣州市教育科学规划2022年度能效课题“基于学科核心素养的中学信息技术情境化教学实践研究”（202214079）