初中信息科技课程可视化教学研究

【摘要】培育学生高阶思维，是初中信息科技课教学的重要目标之一。基于思维培养的可视化教学强调用可视化工具传递与加工信息，依托高阶思维的显性化让深度学习真正发生，可有效促进学生的思维发展。文章结合初中信息科技课程教学现状，介绍了基于思维培养的可视化教学意义，深入探讨了创设可视化情境、设计可视化问题链、开展可视化活动、绘制可视化图示等具体的教学路径。

【关键词】初中；信息科技课程；思维培养；可视化教学

【中图分类号】G633.67【文献标志码】A【文章编号】1004—0463（2024）22—0073—04

一、问题的提出

信息科技课程是培育学生数字技能、思维能力以及科学精神的重要载体，学科核心素养中的计算思维、数字化学习与创新等要素皆属于思维层面。对此，如何创新课程教学策略，有效培育学生的思维能力，成为信息科技课程教师重点关注的议题。

目前，一些教师依然将信息技术知识的传授作为课堂教学的重点，长期采用固化的教学模式，先向学生讲解理论知识、示范基础操作，之后让学生按照标准流程动手实践。该种教学模式不利于学生的深度思考与个性化体验，课堂缺乏活力，致使学生的思维能力得不到有效提升。随着课程改革的日趋深入，部分教师结合信息科技课程知识点繁杂的特征，引入了知识可视化教学策略，强调利用可视化图示展现知识间的关系，帮助学生建立完整的知识体系。该种教学模式主要关注知识层，从知识间的内在关系着手，但教学活动难以真正培育学生的高阶思维。针对这种情况，信息科技课程教师要以思维培养为目标，重构可视化教学模式，从知识层、记忆层上升至思维层，充分重视思维训练，构建思维化、深度化的信息科技课堂。

二、基于思维培养的可视化教学的意义

知识可视化侧重于呈现知识间的关系，而思维可视化将思维过程、思维方式等无形的思想作为关注重点。基于思维培养的可视化教学指的是利用图示或图示组合的方式，清晰呈现原本不可见的思维结构与思考路径，在帮助学生系统建构知识的基础上，有效培养学生的思维能力。在课堂教学中，教师引入可视化教学呈现思考过程，引导学生在知识理解的基础上开展联想记忆，提出问题并探索其中的意义，能更好地达成育人目标[1]。

一是促进知识建构。信息科技课程的知识点较为零碎，很多学生采取机械记忆的方式来学习，难以准确把握知识点，无法建立系统化的知识网络，影响学习效果。思维可视化教学采用概念图、思维导图等技术工具清晰呈现知识脉络和思维过程，引导学生在把握知识脉络的基础上，深度联想与想象，形成知识网状结构与思维网络，从而帮助学生系统建构知识体系，灵活运用学科知识解决现实问题。二是提高教学效能。思维可视化教学倡导教师采取多样化的教学策略与图示工具，直观显现学生的思维过程。教师可以清晰了解班级学生的思维习惯，找出学生在学习过程中出现的偏差与问题，从而及时调整教学目标并改变教学方法，改善课堂教学效果[2]。三是培养思维品质。思维可视化教学利用思维工具和教学策略清晰展现思维过程。教师依据初中阶段学生的思维特点，有针对性地开展思维训练，可以使学生的思维能力得到持续提升。

三、基于思维培养的初中信息科技可视化教学策略

（一）创设可视化情境，激活思维

思维可视化教学的起点是激活学生思维，让学生产生认知冲突，从而使思考过程顺利发生。目前，一些信息科技课程教师采取传统单一的教学方法，向学生灌输知识要点，致使学生失去学习探究的热情，难以形成深度思考。可视化情境融合了图片、视频等趣味元素，激活学生融合原有的经验与知识，初步归纳方法，从而形成思考轨迹，为后续可视化教学奠定基础。

1.生活化情境。初中生在成长过程中积累了一定的生活经验，教师灵活创设生活化情境，可以有效激活学生的经验，引发学生的深度思考。在课堂教学中，教师要认真分析教学目标与知识内容，选取与教学主题紧密相关的典型生活场景，利用语言描述、图片展现等方式呈现，引导学生根据经验思考和解决问题，深度体验信息技术课程知识的现实应用，帮助学生深刻理解知识内涵，培养学生的思维能力与解决问题能力[3]。例如，在学习“认识物联网”一课时，教师可创设用手机控制空调设备、远程控制车辆等情境，有效激活学生的思维。

2.音像类情境。近些年来，教育现代化高速发展，强调在学科教学中积极应用现代信息技术，打造高效课堂。信息科技课程在应用信息技术方面具有得天独厚的条件，利用信息技术创设图文并茂、声像结合的情境，能够使枯燥的课程变得趣味化，从而激发学生的探究欲望，为思维发展提供良好条件。因此，教师要搜集整理与教学内容高度相关的音频或视频资料，并在课堂教学中向学生呈现这些内容，有效调动学生的耳、眼、口、手、脑等多重感官，激活学生的思维。例如，在学习“认识智能机器人”一课时，教师可搜集有关智能机器人的视频资料，包括智能除草机器人的作业场景、人形机器人的研发动态等，勾起学生的好奇心，从而促进思维发展。

（二）设计可视化问题链，形成思维链条

问题是思维锻炼的优良载体，教师依据知识间的逻辑关系设计梯度化、层次性的问题链，引导学生依次思考和解决问题，清晰展现学生的思维过程，从而实现思维可视化。问题链有效连接了独立的思维端点，既可以帮助学生更加系统地掌握知识脉络，又能够形成有序完整的思维链条。在具体实施中，教师应围绕教学内容设计面向真实生活的核心问题，再利用有逻辑、有层次的若干个问题分解核心问题，形成一个逻辑严密的问题链条，引导学生逐个分析与解决这些问题，循序渐进地拓展学生的思考深度，从而促进学生的思维成长。

1.符合认知水平。课堂提问的目的是引发学生思考，问题过难或过易均会影响到课堂提问效果。因此，教师要准确把握班级学生的认知水平，遵循最近发展区理论合理设计问题，科学调控问题难度。

2.联系现实生活。目前，信息技术在现实生活中得到广泛应用，已成为人们生活中不可或缺的组成部分。教师在设计课堂问题时，可从学生的日常生活着手，提出具备生活意义的趣味问题，使学生充分认识到信息技术知识的使用价值，激发学生的探究兴趣。

3.指向教学目标。课堂提问服务于教学目标的达成，因此，教师要紧密依据课程育人目标设计核心问题，结合学生的思维成长规律设计子问题，利用问题帮助学生理解教学内容，培养学生的思维能力[4]。

4.确保梯度层次。学生的认知与思维发展呈现出螺旋递进的特点，因此，教师应设计梯度化、层次性的问题。例如，在学习“让机器能听会说”一课时，教师先向学生展示小度等智能音箱与人们对话的视频片段，提出该节课的核心问题“为什么小度能够与人交流？”之后，依次提出“智能语音技术的基本原理是什么？”“如何在平台上实现由语音控制小熊猫移动？需要经过哪些步骤才能完成？”等子问题，利用梯度化、层次性的问题链促进学生的思维发展。

（三）开展可视化活动，构建思维网络

问题链虽然能够帮助学生连接孤立的思维端点，使学生形成“线状”认识，但学生的系统思维网络尚未形成，无法全面、深刻地掌握知识。因此，信息科技课程教师要科学设计可视化的探究活动，从横向、纵向等维度进一步拉伸思维链条，使学生逐步形成结构化的思维网络。信息科技学科知识相对枯燥与抽象，教师在带领学生解析基础理论知识后，应及时开展探究活动，引导学生运用课堂知识解决真实问题，采取独立探究、合作交流等形式探究实践，进一步深化对知识的理解与掌握，从而建立系统化的知识结构，形成思维网络。在具体实施中，教师要引导学生利用活动计划等思维图示展现自身的逻辑推理、批判性思考、决策分析以及问题解决过程，这样既可以帮助学生重新审视实践过程，了解自己的不足，又能进一步拓宽学生的思维深度与广度，帮助教师了解学生的学习情况，及时调整课堂指导策略。需要注意的是，为保证活动实施效果，教师不能零散地设计探究活动，而应引入项目驱动教学策略，围绕教学目标确定项目主题，提出核心任务，再分解为若干个小任务，使零碎、孤立的动手活动得到有机串联。

1.设计项目任务。教师在确定项目时，应将教学目标与班级学情纳入考虑范围，设计综合性、实践性较强的项目任务，在项目中融入课程核心知识与技能，利用项目实践有效锻炼学生的思维能力与动手能力。

2.制订实施方案。教师提出任务后，应给予学生充分的思考时间，引导学生在独立思考的基础上，与小组同学交流，互换意见，共同制订项目实施计划与方案。在制订方案时，要详细叙述流程步骤，介绍解决问题的思路，展现思维过程。

3.协作探究实践。信息技术项目任务的综合性较强，教师应引导学生以小组合作的形式完成。各小组要明确成员职责，合理分工，共同商讨与解决实践中遇到的难题。在这一过程中，教师要做好调查工作，了解各个小组的思路计划与实践进展，适时点拨和指导，确保各小组能顺利完成任务。

4.呈现项目成果。各小组完成任务后，应指派代表向全班同学展示和汇报项目成果，详细介绍小组探究思路与实践过程，与其他小组交流分享感悟经验。在这一过程中，各小组审视自己的思路，学习其他小组的方法经验，拓宽思维广度，逐渐形成批判性思维和创造性思维。

例如，在学习“演示文稿”一课时，教师可设计以“我的故乡”为主题的项目任务，引导学生以小组为单位制作主题幻灯片。在具体实施中，小组成员先独立思考任务主题，初步确定幻灯片的制作思路，包括从哪些方面介绍“我的故乡”，在制作过程中使用哪些材料和技巧等。之后，小组成员间深入交流，达成一致意见后，编制计划方案，明确组员的职责，确保各个学生都可以参与进来。各小组按照既定的计划方案开展动手实践活动，认真完成资料搜集、文字表达、图片插入、文稿修饰等工作。当各小组完成制作任务后再分享经验感悟，反思实践过程。在这一过程中，学生经历了提出问题、分析问题、解决问题、反思优化等学习过程，有助于培养学生的思维品质，提升动手能力。

（四）绘制可视化图示，形成思维成果

思维导图、思维地图等可视化图示能够再现思维过程，帮助学生重新审视知识联系与解题思路，提取相应的规律和经验，从而进一步完善认知结构与思维结构。学生利用图示呈现知识脉络与思维成果，本质上属于自我纠正、自我发展的过程，有助于促进学生的成长与发展[5]。和其他学科相比，信息科技课程知识较为多。在教学过程中引入思维导图等可视化工具，让学生直观梳理知识要点，可以帮助学生系统建立知识结构。此外，学生间分享各自绘制的可视化图示，既可以了解自己的思维路径，又能够分析和借鉴他人的创意表达，从而迸发出思维火花，进一步促进学生的思维成长。因此，在课堂教学实践中，教师要引导学生依据知识脉络，自主绘制可视化图示，在总结课堂知识的基础上，回顾学习过程与思维路径。

例如，在学习“电子板报的修饰与展示”一课时，此节课围绕“输入文本”和“文字修饰”展开，虽然内容简单，但涉及的知识点较为零碎。为加深学生的理解和记忆，培养学生的系统思维，教师可引导学生根据自己的学习感悟，自主选择绘制工具，利用可视化图示展现课程内容。在绘制思维导图时，学生回顾梳理字号设置、字符处理、边框和底纹的添加等知识，围绕“文字修饰”主题统一整理，结构化处理课程内容，在建立知识体系的基础上有效发展高阶思维。

综上所述，思维可视化教学强调展现知识背后的思维生成过程，以思维外显促进学生的思维成长。在新课改背景下，信息科技课程教师应充分认识到思维培养的重要意义，积极应用思维可视化教学策略，创设与教学内容紧密相关的动态情境，合理设计问题链，实施可视化的动手实践活动，引发学生的深度思考，在提升课堂教学有效性的基础上，培养学生的高阶思维与综合能力。

参考文献

[1]张小玲.基于可视化工具的初中信息技术教学活动设计与实践应用[J].中国新通信，2022（18）：146-148.

[2]陈修娟，赵统顺.思维可视化支架让教与学同频共振——以初中信息技术学科为例[J].中国信息技术教育，2022（13）：49-52.

[3]蓝海峰.基于计算思维培养的信息技术拓展课程实践探究[J].广西教育，2022（25）：57-61.

[4]惠保平.指向计算思维的小学信息科技思维可视化教学实践研究[J].中小学电教，2024（05）：88-90.

[5]张金俊.思维可视化与信息技术教学的巧妙融合[J].教育界，2023（17）：11-13.

编辑：宋春宇