指向探究实践的高中信息技术教学问题设计研究

摘要：教学问题能够让学生积极主动地参与到学习活动之中，促进学生的深度理解和综合应用，能够真正实现信息技术学科核心素养的培养。因此本文提出，在高中信息技术教学中，教师要精准把握学生学情，对学习内容进行周密分析，设计“真实性”“挑战性”“冲突性”“综合性”的教学问题，让学生在解决问题的过程中生成综合能力，培养信息技术学科核心素养。

关键词：高中信息技术；探究实践；教学问题；设计

中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2024）18-0067-03

陶行知先生说过：“发明千千万，起点在一问，智者问得巧，愚者问得笨。”教学问题的设计会对教学产生关键影响。因此，为了更好地实施信息技术学科教学，高中信息技术教师应综合考虑各种影响因素，多维度、多角度、多层面地设计具有“真实性”“挑战性”“冲突性”“综合性”的教学问题，使教学问题真正体现出科学性、趣味性、有效性等特征，让学生的学习主体性和积极性在教学问题调动下得以有效激发，同时，提升高中信息技术课堂教学品质。下面，笔者结合实际案例，阐释指向探究实践的高中信息技术教学问题设计的具体策略。

问题的“真实性”，联系生活情境

教学问题是高中信息技术教学的认知起点和活动主线。自《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》颁布以后，高中信息技术课程内容摆脱了以往的技能化倾向，但概念、原理类内容相对增多，那么，如何建立起信息技术概念、原理类内容与生活之间的联系，让学生切实感受到信息技术最终服务于生活实际呢？设置“真实性”的教学问题，不失为一个有效的解决方法。如果能够恰到好处地挖掘和创设源于生活且适合学生年龄特征的“真实性”问题，使情境变得生活化，则能够引起学生共鸣，激发学生参与信息技术探究实践的积极性。在“真实性”教学问题提出后，教师引导学生进行问题分析与思考，进行问题拆解和方案设计，进而培养学生的计算思维能力。

例如，教师可以从常见的“青少年近视问题”入手，让学生完整地经历“视力保护控制系统”的制作过程。首先，出示教学问题情境：“同学们，你们未来有人想从事航空航天或者军事等行业吗？你们的视力达到要求吗？根据国家卫健委公布的2020年我国儿童青少年近视率相关数据，2020年全国儿童青少年总体近视率为52.7%，其中6岁儿童为14.3%，小学生为35.6%，初中生为71.1%，高中生为80.5%。近视呈现高发、低龄化趋势，若没有有效的政策干预，近视将影响当代和未来人口质量，未来我国在航空航天、精密制造、军事等行业领域的劳动力将面临巨大缺口。研究表明，在儿童、青少年视觉发育期，高强度近距离用眼是造成整体人群近视高发的最主要影响因素。既然我们之前已经学习了传感器，那么有没有传感器能获取我们的用眼距离，然后利用传感器来解决近距离用眼的问题呢？”之后，提出本次活动的驱动性教学问题：“如何使用传感器制作一个视力保护控制系统？”这个教学问题是与学生息息相关的真实问题，通过该驱动性问题能让学生感受到信息技术学科的魅力。

问题的“挑战性”，指向高阶思维

在高中信息技术教学中，教师要适度设计一些具有较高复杂度的挑战性问题，挑战性问题能够帮助学生提高发散式思维、过滤式思维、逆向思维、创新思维以及批判性思维等。高中信息技术是一门基础性、发展性和实践性的课程，课程性质意味着它不是一门坐而论道就能够达成目标的课程。高中信息技术课程性质决定了它必须在丰富多样的挑战性教学问题解决中达成课程目标，以实现高阶思维能力的培养。信息技术学科教学问题的“挑战性”体现在三个方面：

①发展性。挑战性是针对学生原来基础上的挑战和发展，要充分地考虑学生原来的知识基础和认知发展水平。②复杂性。挑战性是超越了单一学科知识、单个层面方法，需要综合使用多个层面、多个领域和多个学科的知识、技能和思想共同解决问题。③多样性。挑战性就是教学问题不局限于某个固化模式，而是要充分考虑学习内容、学生特点等而产生的多样教学问题。

例如，在高中信息技术必修二“信息系统与社会”模块教学中，教师设计了一个具有挑战性的教学问题：“怎样开发一个校园温度提醒器？”这是契合学生生活实际，但又具有挑战性的问题。在挑战性教学问题解决的过程中，信息系统需求的调研，以及原型设计、算法实现等，都需要学生整合运用已学过的信息技术知识，如Python编程的实际操作、物联网硬件连接等。可见，挑战性教学问题不仅能有效地促进学生学会审视问题、识别重要信息、提高预测的准确度，还可以推动学生在形成问题解决方案的过程中提升高阶思维能力。

问题的“冲突性”，唤起内在动机

教学问题的设计并不是目的，而是要通过设计高水平的教学问题唤起学生的内在动机，让学生在积极思考和行动中达成学习目标。高中信息技术教学的困难之一就是学生学习动机的激发。因此，教师要为学生设置具有挑战性的教学问题，让该问题与学生原有经验产生冲突，以激发学生主动思考和积极参与。学生在信息技术知识“原平衡—打破平衡—恢复平衡”的螺旋转化过程中实现知识达成和素养提升。高中信息技术教师要改变以往简单知识灌输的教学方式，要在充分了解学情的基础上，运用最近发展区理论精心设计教学问题，让学生产生认知冲突。在学生产生认知冲突后，教师要及时提供多样化的学习支架，推动学生的思维朝着问题解决、决策、批判、创造等相对较高级的思维进阶。

例如，在高中信息技术必修1“数据与计算”模块中，教师设计了一个联系学生真实生活的实际问题：“某位同学在进行体检时，发现自己的BMI指数处于超重区间，为了健康，该同学进行了持续的体育锻炼，主要采取了跑步的方式来达到身体锻炼的目的。但该同学发现与跑步机配套的手机APP上只能显示一些运动的数值，没有办法显示其消耗掉的卡路里，请你帮助这位同学改进一下该APP。”该教学问题贴近学生生活实际，让学生感觉到解决问题的必要性。特别是“改进跑步APP”这一教学问题，学生利用现有知识很难解决，为了解决该问题，学生愿意学习相关的Python语言编程知识。

问题的“开放性”，拓展思维深度

相对于其他学科，高中信息技术教学更加注重设计开放性的问题，尤其注重学生创造潜力的开发。因此，教师应多设计一些具有高阶思维含量、能够激发学生开动脑筋创新创造的开放性问题。通过设计及引导学生解决开放性问题，激发学生的思考与创造力，促进学生运用所学信息技术原理和技能进行分析、推理和创造，提高学生思维的灵活性、广阔性、创新性和批判性。

例如，在高中信息技术必修2“信息系统与社会”模块教学中，教师可以基于老龄化时代背景设计开放性的教学问题：“请针对当前我国的老龄化趋势，设计一个能够支持老年人养老的信息系统，要求主题不限。”这样的一个养老信息系统的开放性教学问题，能够很好地激发学生利用所学知识解决老年人养老问题的现实问题，同时，教学问题的开放性也会使学生开拓思维发散思考，从不同角度对养老信息系统进行设计与思考。有的学生选择设计“智能养老急救信息系统”，设计目的是能够及时将老年人出现突发事件的信息传送给家人或医院等；有的学生选择设计“老年人防跌倒智能警报信息系统”，设计目的是能够及时给出老年人防跌倒警报……教学问题的开放性给予学生综合使用信息技术解决各种真实问题的机会，通过对开放性问题——“养老信息系统”的层层递进探究，让学生能够在猜想证明、拓展延伸中，培养逻辑推理和发散思维能力，从而提高学生的信息技术学科核心素养。

结束语

探究实践是高中信息技术新课程改革背景下培育学科核心素养的重要途径，而教学问题始终处于指向探究实践的高中信息技术教学的核心地位。因此，只有掌握高中信息技术教学问题设计策略，设计出兼具“真实性”“挑战性”“冲突性”“开放性”特征的教学问题，才能真正让学生积极主动地参与到学习活动中，真正实现对信息技术学科核心素养的培养。所以，在高中信息技术教学中，教师要以教学问题为主线，对学习内容进行周密分析，关注学科特点，精准把握学生学情，让学生在解决问题的过程中生成综合能力，为信息技术学科核心素养的培养奠定坚实基础。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]于见宝.真实情境视域下认知冲突类地理问题的破解[J].中学地理教学参考，2024（01）：36-39+2.

[3]彭培.以认知冲突为起点的初中信息技术思维型教学模式设计研究[D].曲阜：曲阜师范大学，2022.

[4]杨文鹏.基于高阶思维能力培养的高中信息技术大单元教学实践[J].教育界，2024（13）：29-31.

[5]张长水.计算思维：高中信息技术学科中培育核心素养的中枢[J].中国信息技术教育，2018（21）：50-53.

本文系无锡市教育科学“十四五”规划2021年度重点立项课题“指向学科核心素养的高中信息技术问题探究式教学研究”（立项编号：F/B/2021/01）的阶段性成果。