從教學(xué)設(shè)計(jì)看高中信息技術(shù)核心素養(yǎng)實(shí)施的拐點(diǎn)

廖麗鴛

摘要：培養(yǎng)學(xué)生信息技術(shù)核心素養(yǎng)能增強(qiáng)學(xué)生的信息意識(shí)，提升學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力，能提高他們思維的邏輯性，使其養(yǎng)成主動(dòng)思考的習(xí)慣，為終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。課堂教學(xué)是提升學(xué)生信息技術(shù)核心素養(yǎng)的主要陣地，教學(xué)設(shè)計(jì)是課堂教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本文從實(shí)例出發(fā)，提出利用好主要陣地能更好地實(shí)施關(guān)鍵環(huán)節(jié)的具體方案，并分別從“轉(zhuǎn)向以核心素養(yǎng)為指引的教學(xué)目標(biāo)”“轉(zhuǎn)向以學(xué)生興趣為出發(fā)點(diǎn)的真實(shí)情境創(chuàng)設(shè)”“轉(zhuǎn)向?qū)W生的自主學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)”和“轉(zhuǎn)向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的設(shè)計(jì)”四個(gè)方面闡述基于核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的拐點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；拐點(diǎn)；教學(xué)設(shè)計(jì)；發(fā)展點(diǎn)；上升點(diǎn)

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2018）10-0022-04

2018年初，高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）正式出臺(tái)。高中信息技術(shù)的核心素養(yǎng)包括信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新和信息社會(huì)的責(zé)任四個(gè)方面，這四方面的內(nèi)涵，要求教師在近三年時(shí)間里先在理論層面進(jìn)行學(xué)習(xí)，其中“如何從理論研究到教學(xué)實(shí)踐”“如何讓核心素養(yǎng)落地生根”是每一位信息技術(shù)教師都要思考的問題。核心素養(yǎng)的實(shí)施離不開教學(xué)設(shè)計(jì)，要在教學(xué)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)信息意識(shí)、計(jì)算思維和信息社會(huì)責(zé)任的培養(yǎng)，運(yùn)用好信息技術(shù)就是改進(jìn)學(xué)生的信息技術(shù)學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。身處教學(xué)改革前沿的高中信息技術(shù)教師要找到拐點(diǎn)、準(zhǔn)切點(diǎn)以便讓高中信息技術(shù)核心素養(yǎng)通過教學(xué)設(shè)計(jì)在教學(xué)過程中更好地實(shí)施。

拐點(diǎn)是數(shù)學(xué)解析幾何中的一個(gè)基本概念，又稱反曲點(diǎn)（如圖1的P點(diǎn)和圖2的Q點(diǎn)），指改變曲線向上或向下方向的點(diǎn)，直觀地說，拐點(diǎn)是使切線穿越曲線的點(diǎn)（即曲線的凹凸分界點(diǎn)）。若該曲線圖形的函數(shù)在拐點(diǎn)有二階導(dǎo)數(shù)，則二階導(dǎo)數(shù)在拐點(diǎn)處異號(hào)（由正變負(fù)或由負(fù)變正）或不存在，拐點(diǎn)的切線與該曲線是有交叉的，所以拐點(diǎn)并不是簡(jiǎn)單地指曲線“拐彎”，而且曲線到了“拐點(diǎn)”或是呈下降趨勢(shì)，或是繼續(xù)上升，變化率發(fā)生了改變。

在核心素養(yǎng)的實(shí)施過程中，也會(huì)出現(xiàn)“拐點(diǎn)”現(xiàn)象，有些“拐點(diǎn)”可能是教學(xué)的興奮點(diǎn)、激趣點(diǎn)，是核心素養(yǎng)的切入點(diǎn)、發(fā)展點(diǎn)，但也有一些“拐點(diǎn)”是消極現(xiàn)象的開始。消極“拐點(diǎn)”的產(chǎn)生，很大程度上是由教學(xué)設(shè)計(jì)造成的。因此，教師需要從教學(xué)設(shè)計(jì)開始，追求積極向上的“拐點(diǎn)”的出現(xiàn)，避免消極向下的“拐點(diǎn)”的形成。

拐點(diǎn)之一：轉(zhuǎn)向以核心素養(yǎng)為指引的教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)活動(dòng)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。教師通過教學(xué)目標(biāo)分析可以確定所需的教學(xué)內(nèi)容，通過教學(xué)評(píng)價(jià)則可以檢查教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度，教學(xué)過程要圍繞教學(xué)目標(biāo)來實(shí)施，所以核心素養(yǎng)支持下的教學(xué)設(shè)計(jì)其教學(xué)目標(biāo)必須以核心素養(yǎng)為指引。

例如，Excel《美化圖表》這一課，如果本課的教學(xué)目標(biāo)是掌握?qǐng)D表設(shè)計(jì)、美化的基本要領(lǐng)，那這個(gè)設(shè)計(jì)的拐點(diǎn)將呈下降趨勢(shì)，只是停留于簡(jiǎn)單的操作技能，并不能體現(xiàn)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。在核心素養(yǎng)的指引下，Excel《美化圖表》的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該是“讓圖表會(huì)說話”。

關(guān)鍵的問題是“用圖還是用表，用什么樣的圖表”，解決了這兩個(gè)關(guān)鍵問題也就解決了本課的重難點(diǎn)，學(xué)生自然就能夠?qū)W會(huì)根據(jù)需要選擇合適的圖表解決實(shí)際問題。本課，筆者讓學(xué)生圍繞以下兩個(gè)課題進(jìn)行討論學(xué)習(xí)。

課題一：看一看、說一說、想一想，不同種類的圖表傳遞了哪些不同的信息呢？并寫出簡(jiǎn)要的分析報(bào)告。（如下表，以柱形圖、折線圖和餅圖為例）

課題二：觀察圖3中的三個(gè)圖表，說說圖表所表達(dá)的信息，請(qǐng)說明理由。

學(xué)生在以上兩個(gè)小課題的研究學(xué)習(xí)中漸漸明白：美化不僅僅是讓圖表變美，而是讓圖表更好地表達(dá)數(shù)據(jù)的真實(shí)意義。選用不同的圖表類型表達(dá)不同的數(shù)據(jù)結(jié)果，可以讓人們更方便地理解數(shù)據(jù)所表示的意思。從學(xué)生交上來的分析報(bào)告可以看出，通過本課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能從實(shí)際生活中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值，能用數(shù)據(jù)處理軟件Excel解決實(shí)際問題，認(rèn)識(shí)到有效數(shù)據(jù)處理對(duì)提高數(shù)據(jù)價(jià)值的意義，實(shí)現(xiàn)了核心素養(yǎng)培養(yǎng)的目標(biāo)。

拐點(diǎn)之二：轉(zhuǎn)向以學(xué)生興趣為出發(fā)點(diǎn)的真實(shí)情境創(chuàng)設(shè)

大腦有個(gè)部位叫杏仁核，它可以產(chǎn)生、識(shí)別并調(diào)節(jié)情緒，還可以控制學(xué)習(xí)和記憶。興趣產(chǎn)生的前提是必須有某個(gè)事件作為最初刺激源作用于大腦邊緣系統(tǒng)，并觸發(fā)杏仁核產(chǎn)生多巴胺。多巴胺一旦分泌獎(jiǎng)賞回路就被激活，這種獎(jiǎng)賞機(jī)制能促使人做一切有利于自身基因延續(xù)的事情。因此，這在心理學(xué)上又叫作正向反饋或正向激勵(lì)。拐點(diǎn)的英文是inflexion，也稱為“扭轉(zhuǎn)點(diǎn)”“回折點(diǎn)”，找到了學(xué)生的興趣點(diǎn)也就找到了inflexion。這需要教師在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中以興趣為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行情境創(chuàng)設(shè)，在生活化實(shí)例中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，使得枯燥的邏輯思維培養(yǎng)有吸引力。下面，筆者圍繞著兩個(gè)生活化的課題來展開對(duì)算法思維的培養(yǎng)。

課題一：生活中，我們需要交換兩個(gè)不同容器中的溶液，如交換兩瓶不同顏色的墨水，交換兩瓶不同的飲料，那么怎樣才能交換呢？

這是一個(gè)學(xué)生感興趣的問題，幾乎所有的學(xué)生都可以繪聲繪色地描述出解決方案。在學(xué)生興高采烈、熱情洋溢的交流中，教師引導(dǎo)他們寫出算法，并將其轉(zhuǎn)化為一般的數(shù)學(xué)問題：交換兩個(gè)變量的值。

分三步走：z=x；x=y；y=z（z是中間變量）。具體分析如下：

在程序設(shè)計(jì)中，經(jīng)常用到x、y變量，當(dāng)這兩個(gè)變量要交換時(shí)：把x的值賦予y，把y的值賦予x，一般要設(shè)第三個(gè)變量z，也就是先把x的值賦予z，再把y的值賦予x，最后再把z的值賦予y。這個(gè)案例非常好地體現(xiàn)了兩個(gè)變量交換的含義。

課題二：用沒有刻度的3毫升杯子和5毫升杯子量出1毫升的水。

這個(gè)案例解釋了要用判斷和循環(huán)來解決問題的思維方法，可以畫出流程圖（如圖4）。

以上兩個(gè)生活化小課題的研究過程其實(shí)就是學(xué)生根據(jù)實(shí)際問題進(jìn)行抽象與建模，并完成算法的分析與設(shè)計(jì)的過程。學(xué)生在輕松愉快的學(xué)習(xí)中培養(yǎng)了計(jì)算思維，使得核心素養(yǎng)在具體問題的解決過程中得到了實(shí)施。

拐點(diǎn)之三：轉(zhuǎn)向?qū)W生的自主學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)

所謂信息意識(shí)，是指?jìng)€(gè)人對(duì)信息的敏感度和對(duì)信息價(jià)值的判斷，信息意識(shí)能力強(qiáng)的學(xué)生具有內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上的“想學(xué)”，在掌握了一定的學(xué)習(xí)策略基礎(chǔ)上“會(huì)學(xué)”，還能在意志努力基礎(chǔ)上“堅(jiān)持學(xué)”，所以核心素養(yǎng)支持下的教學(xué)設(shè)計(jì)必須要有學(xué)生的自主學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)。而自主學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)能使學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)自己學(xué)習(xí)中存在的問題，認(rèn)識(shí)到主動(dòng)學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)和書本的局限性，積極利用各種信息系統(tǒng)促進(jìn)學(xué)習(xí)與發(fā)展。

在算法與編程的教學(xué)中，對(duì)初學(xué)者來說，語法錯(cuò)誤是最常犯的錯(cuò)誤，雖然有編譯工具，但由于初次接觸這門課的學(xué)生對(duì)一些專業(yè)術(shù)語還不夠敏感，往往很難找到錯(cuò)誤。學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤第一時(shí)間就會(huì)想到老師，如果一節(jié)課教師頻繁“征戰(zhàn)”于某些學(xué)生的錯(cuò)誤中，則往往會(huì)兼顧不到其他學(xué)生，而且也很難完成預(yù)先設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)。如何變“錯(cuò)”為“寶”，有針對(duì)性地把這些語法錯(cuò)誤轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂資源，引導(dǎo)學(xué)生形成自查自糾的意識(shí)，提高糾錯(cuò)的敏感度，培養(yǎng)糾錯(cuò)能力是算法與程序設(shè)計(jì)教學(xué)中的教學(xué)設(shè)計(jì)需要思考的問題。筆者在這里列舉兩個(gè)小課題。

課題一：教學(xué)設(shè)計(jì)階段，事先預(yù)計(jì)學(xué)生有可能犯的錯(cuò)誤，并把這些錯(cuò)誤放到學(xué)生要完成的任務(wù)中，通過主動(dòng)設(shè)置錯(cuò)誤障礙，讓學(xué)生在改錯(cuò)的過程中加深印象，并理解錯(cuò)誤中所涉及的問題，以防再犯同類的錯(cuò)誤（如圖5）。

課題二：學(xué)生一般很難察覺隱性錯(cuò)誤，教師發(fā)現(xiàn)此類錯(cuò)誤后，最好不要直接指出，而是要引導(dǎo)學(xué)生多觀察、多思考、多比較，讓“錯(cuò)誤”逐步浮出水面。學(xué)生往往對(duì)自己的隱性錯(cuò)誤有很大的興趣，找到錯(cuò)誤后也會(huì)很興奮，教師可借此機(jī)會(huì)讓他們積極開展自我反思（如上頁圖6）。

教師創(chuàng)設(shè)程序設(shè)計(jì)活動(dòng)情境，組織學(xué)生在解決實(shí)際問題過程中探究順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)，依據(jù)解決問題的需要，設(shè)計(jì)和表示簡(jiǎn)單算法，利用程序設(shè)計(jì)語言實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單算法，解決實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)調(diào)試程序的意識(shí)，利用軟件的功能找出語法錯(cuò)誤，解決自己程序中出現(xiàn)的問題，在這些問題支架的基礎(chǔ)上，教師可以通過學(xué)生合作學(xué)習(xí)、線上自主學(xué)習(xí)等活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)從“想學(xué)”到“學(xué)會(huì)”的過程，提升他們的核心素養(yǎng)。

拐點(diǎn)之四：轉(zhuǎn)向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的設(shè)計(jì)

創(chuàng)新是指以現(xiàn)有的思維模式提出有別于常規(guī)或常人思路的見解為導(dǎo)向，利用現(xiàn)有的知識(shí)和物質(zhì)，在特定的環(huán)境中，本著理想化需要或?yàn)闈M足社會(huì)需求，而改進(jìn)或創(chuàng)造新的事物、方法、元素、路徑、環(huán)境，并獲得一定有益效果的行為。創(chuàng)新是一種高度復(fù)雜的智能活動(dòng)，只有在輕松、自由、民主的氛圍中，人們才會(huì)產(chǎn)生好奇心，萌發(fā)求知欲，才會(huì)有創(chuàng)新的意向和行動(dòng)。核心素養(yǎng)支持下的教學(xué)設(shè)計(jì)要考慮學(xué)生的現(xiàn)實(shí)需求和個(gè)人的學(xué)習(xí)習(xí)慣，使他們能借助軟件工具與平臺(tái)應(yīng)用幫助自己學(xué)習(xí)，能積極利用各種信息系統(tǒng)促進(jìn)學(xué)習(xí)與發(fā)展。因此，教師有必要轉(zhuǎn)向?qū)W(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的設(shè)計(jì)，通過整合幫助學(xué)生利用數(shù)字化學(xué)習(xí)工具表達(dá)思想、建構(gòu)知識(shí)。

作為Excel《美化圖表》這一課的拓展與創(chuàng)新，教師可以讓學(xué)生思考如果是大數(shù)據(jù)如何進(jìn)行可視化處理。課后思考與分析：上網(wǎng)搜索數(shù)據(jù)可視化的典型案例，寫出案例分析報(bào)告。

學(xué)生課后通過自主探究與創(chuàng)新不僅能根據(jù)實(shí)際需要選用合適的方法和軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理，還能根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的圖表使之可視化效果更好，更直觀地解決實(shí)際問題，案例如下。

案例：從圖表看美國(guó)人口年齡段分布。

應(yīng)該用什么方式去呈現(xiàn)一種單一的數(shù)據(jù)？Pew Research創(chuàng)造了這個(gè)可視化圖表（如圖7），顯示人口統(tǒng)計(jì)數(shù)量隨著時(shí)間推移的變化。它將一個(gè)內(nèi)容較多的故事壓縮成了一個(gè)小的動(dòng)圖包。此外，這種類型的微內(nèi)容很容易在社交網(wǎng)絡(luò)上分享或在博客中嵌入，擴(kuò)大了內(nèi)容的傳播范圍。

總之，教師必須認(rèn)識(shí)到，培養(yǎng)與發(fā)展學(xué)生信息技術(shù)核心素養(yǎng)絕非一朝一夕之事，學(xué)生信息意識(shí)的形成、計(jì)算思維的提高、信息社會(huì)責(zé)任感的加強(qiáng)都需要在教學(xué)中滲透，在日常中積累，唯有如此，才能真正培養(yǎng)學(xué)生的優(yōu)秀品格與創(chuàng)新能力，使他們得到全面發(fā)展。

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