基于理解的信息技術(shù)深度教學(xué)思考與設(shè)計(jì)

劉鳴家

目前的信息技術(shù)課堂，形式越來越多樣，活動(dòng)越來越豐富，如游戲式教學(xué)、小組合作、自主探究、競(jìng)賽比拼……這些活動(dòng)都是取外力協(xié)助的策略，以活動(dòng)調(diào)動(dòng)非智力因素，幫助學(xué)生建構(gòu)知識(shí)技能。那么，取之于內(nèi)的策略呢？如何通過更多的智力活動(dòng)來幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)理解呢？教什么比怎么教更重要，方向重于方法，內(nèi)容決定形式，在教學(xué)內(nèi)容和教材挖掘上下功夫，這正是求之于內(nèi)的策略。信息技術(shù)教師精通各類軟件操作，面對(duì)問題總是隨便動(dòng)動(dòng)手便可解決，然而解決問題之道真是自然浮現(xiàn)在我們腦中的嗎？核心素養(yǎng)中的計(jì)算思維講求解決問題的一系列思維活動(dòng)，周以真教授也提出計(jì)算思維中包括抽象、分解、建模等要素。教師要認(rèn)定答案不是自然浮現(xiàn)的，自有其來龍去脈，通過拷問內(nèi)心式的追問，探尋自己的思維過程，尋求對(duì)知識(shí)技能的更深層理解，才能得以拓展教學(xué)設(shè)計(jì)思路，才能引導(dǎo)學(xué)生理解。下面，我結(jié)合初中信息技術(shù)教材中電子表格部分的兩處內(nèi)容（地址引用與圖表創(chuàng)建），談一談具體的設(shè)計(jì)與做法。

● 從順序到逆推的教學(xué)目標(biāo)設(shè)定

以《圖表創(chuàng)建》一課為例，有的教師在課后和我交流：24小時(shí)空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)表一定要用折線圖來表示？本課的常規(guī)教學(xué)目標(biāo)是知道圖表的類型、掌握創(chuàng)建方法、知道表圖關(guān)聯(lián)。以上述教學(xué)目標(biāo)來組織教學(xué)，因?yàn)閿?shù)據(jù)與時(shí)間相關(guān)，為表現(xiàn)變化趨勢(shì)，自然是用折線圖。而在我的公開課中，學(xué)生面對(duì)同一表格，最多呈現(xiàn)了七張圖，區(qū)別在哪里？因?yàn)槲业哪繕?biāo)設(shè)定是用圖表表達(dá)思想。我的思維過程是假設(shè)學(xué)生真正理解了圖表，那么，我期望他們是根據(jù)任務(wù)要求完成圖表創(chuàng)建，還是根據(jù)表格繪制多張圖表進(jìn)行數(shù)據(jù)分析呢？很顯然，如果學(xué)生真正理解了，那么我們期待的是后者?；谶@一結(jié)果預(yù)期，我開始追問自己：

一表多圖，學(xué)生需要做什么？——選數(shù)據(jù)，建圖表。

為什么選數(shù)據(jù)可以建立不同的圖表？——因?yàn)閿?shù)據(jù)源不同，圖表自然不同。

為什么要選擇不同的數(shù)據(jù)源？——因?yàn)橄胍磉_(dá)的內(nèi)容不同。

圖表是一種表達(dá)形式，因需要合理表達(dá)，所以需要選擇合適的圖表類型。那么，在教學(xué)目標(biāo)設(shè)定時(shí)，關(guān)注表達(dá)需求應(yīng)是一切目標(biāo)的起點(diǎn)，這樣的目標(biāo)設(shè)定，才更符合學(xué)科核心素養(yǎng)，才能提高信息意識(shí)，為解決問題服務(wù)。圖表的學(xué)習(xí)是為了能更好地解決表達(dá)的問題，不同的表達(dá)需要不同的數(shù)據(jù)，不同的表達(dá)需要不同的圖表類型。

● 從多杯到一缸的教師思維深度

“與人一杯水，自有一缸水?！边@是對(duì)教師的學(xué)科專業(yè)要求。此處的一缸水不只是簡(jiǎn)單的多少問題，而是包括深度和廣度兩個(gè)方面。通過訪談多位一線教師，我發(fā)現(xiàn)，在對(duì)教材和所授內(nèi)容的理解上，教師更多的類似擁有多杯水，廣度有余而深度不足。以蘇科版初中信息技術(shù)7年級(jí)教材為例，其中關(guān)于圖表和地址相對(duì)引用的說明如下。

圖表的作用：“我們通常難以記住一連串?dāng)?shù)字，以及它們之間的關(guān)系和變化趨勢(shì)，但可以輕松地記住一幅圖畫或者一條曲線?！瓟?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的圖示，更直觀的方式顯示數(shù)據(jù)……”

地址相對(duì)引用：“計(jì)算式中直接用到了單元格地址B8和C8，這就是單元格地址的引用?！梢姡ㄟ^填充柄填充數(shù)據(jù)時(shí)，只是復(fù)制了其中的運(yùn)算關(guān)系，單元格地址做了自動(dòng)調(diào)整，這就是單元格地址的相對(duì)引用。”

接受訪談的教師大多理解，圖表形象直觀，易于記憶；相對(duì)地址引用就是普通單元格地址做填充拖拉的時(shí)候會(huì)自動(dòng)改變?；谶@樣的理解，教師進(jìn)行授課后就出現(xiàn)如文章開頭所說，學(xué)生在課堂上證明掌握了技能，卻在面對(duì)新的問題場(chǎng)景時(shí)無能為力，遷移并未形成，理解并未真正發(fā)生。針對(duì)這一情況，我對(duì)這兩個(gè)概念的界定進(jìn)行了基于更深層次理解的設(shè)計(jì)。

1.抽絲剝繭，追本溯源

比較法是在進(jìn)行這一部分教學(xué)時(shí)教師常用的策略，將文本、表格、圖表進(jìn)行對(duì)比，得出圖表形象直觀、易于記憶的特性，在這一點(diǎn)上，教材、教師、學(xué)生的理解層級(jí)一致。如果教師更深一層會(huì)怎樣呢？從表達(dá)的角度（借助信息的概念）來看，文本表達(dá)了全部的信息；表格剝離了大量的文本信息，保留了必要的字段和數(shù)字信息（如表1）；圖表剝離了大部分的數(shù)據(jù)信息，保留了PM2.5和監(jiān)測(cè)點(diǎn)信息（如下圖）。通過這樣抽絲剝繭，我們發(fā)現(xiàn)圖表保留的信息量遠(yuǎn)小于文本和表格，那么易于記憶和表達(dá)突出是必然的效果。

文本呈現(xiàn)：

為檢測(cè)空氣質(zhì)量，蘇州市設(shè)立了7個(gè)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)，檢測(cè)包括AQI、PM2.5、PM10等八項(xiàng)數(shù)據(jù)。

某日，蘇州市南門檢測(cè)點(diǎn)測(cè)到的PM2.5的數(shù)據(jù)是26，相城區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)是38，工業(yè)園區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)是39，上方山的數(shù)據(jù)是40，吳中區(qū)的數(shù)據(jù)是45，彩香的數(shù)據(jù)是50……

當(dāng)理解進(jìn)入這一層次，如何制作圖表已不重要，重要的是需要保留的數(shù)據(jù)與表達(dá)的含義。此時(shí)我完成了自己的深層理解建構(gòu)，也切合到前文設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)，擺在我面前的設(shè)計(jì)之路將比以往更加寬廣。

2.咬文嚼字，立足生活

地址引用同樣是學(xué)生理解的難點(diǎn)，教材、教師、學(xué)生的理解層級(jí)也是驚人一致，有$的地址引用叫絕對(duì)地址，填充時(shí)不變，無$的地址引用叫相對(duì)地址，填充時(shí)自動(dòng)改變。當(dāng)然這樣生硬的概念談不上理解，也無法指導(dǎo)學(xué)生靈活運(yùn)用。在此處，我對(duì)名詞進(jìn)行咬文嚼字式的理解，并嘗試回歸生活尋求問題的本源，請(qǐng)看下頁表2。

相對(duì)在物理學(xué)中有明確概念，相對(duì)的關(guān)鍵是參照物。相對(duì)地址A1：對(duì)于B1來說，別稱是“左1”，對(duì)于C1來說，別稱是“左2”。這樣一轉(zhuǎn)換，發(fā)現(xiàn)和平時(shí)我們提的問題是一致的（請(qǐng)?jiān)诳偡忠粰谟?jì)算左邊三格之和），地址的相對(duì)性自然就凸顯出來。相對(duì)的參照物是引用單元格、利用地址加別稱來找到相對(duì)性。同理可以嘗試去理解國(guó)際象棋問題、楊輝三角問題?；谶@樣的理解，在公式函數(shù)被復(fù)制、拖拉填充時(shí)的地址變化就一目了然了。基于這樣的理解，課堂上學(xué)生可以練習(xí)和思考的東西更多了，設(shè)計(jì)之路再次被拓展。

● 從單一到開放的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

當(dāng)我們立足教材，以學(xué)生理解預(yù)期逆推教學(xué)目標(biāo)，以教師深層理解深挖教材之后，就可以更有底氣回答第一部分中的問題：如果學(xué)生理解了，那么他們能做什么？教師和學(xué)生的深層理解給教與學(xué)帶來了多樣化的選擇，理解給了我們選擇的力量。理解技術(shù)，教師思路將得到拓展，產(chǎn)生更多的選擇，由單一方向的命題成為多角度發(fā)散性的命題。理解技術(shù)，學(xué)生思路將得到拓展，在面對(duì)開放性試題的時(shí)候，有更多的想法和選擇。在《為未知而教，為未來而學(xué)》中，戴維·珀金斯這樣描述：學(xué)習(xí)即理解，理解即思考。前文我們也提過，理解真正發(fā)生的標(biāo)志是遷移運(yùn)用的產(chǎn)生，即學(xué)生會(huì)擁有選擇的能力。在面臨真實(shí)問題和項(xiàng)目時(shí)，學(xué)生面臨的挑戰(zhàn)更多的是選擇工具，并不斷轉(zhuǎn)化問題?，F(xiàn)在我們還是回到圖表和地址引用的例子上來，看看發(fā)生理解后可以做的學(xué)生練習(xí)設(shè)計(jì)。

1.教師：設(shè)計(jì)問題從單一到多樣開放

練習(xí)設(shè)計(jì)：將E3單元格（=E2+E4+D3+F3）復(fù)制到G7，它的公式會(huì)變成什么？你還可以自己設(shè)計(jì)幾個(gè)類似這樣有趣的問題？

理解：這個(gè)公式計(jì)算的是E3單元格上下左右四個(gè)單元格的和，那么到了G7公式自然會(huì)變成……類似的問題本質(zhì)在于相對(duì)性，我也可以這樣設(shè)計(jì)……

原有課堂的練習(xí)基本集中在利用填充柄進(jìn)行橫向和縱向的拖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)公式的復(fù)制。運(yùn)用相對(duì)性來理解地址引用以后，則可以進(jìn)行公式遠(yuǎn)距離、跨表復(fù)制的命題。比如累計(jì)和小計(jì)，比如國(guó)際象棋問題，理解的不是字符和地址，而是穿越地址直達(dá)公式的意義。此時(shí)地址的概念是在運(yùn)用，所謂的公式也回歸本真。正如我們說s=vt的時(shí)候，其實(shí)我們想表達(dá)的是路程=速度×?xí)r間。而由學(xué)生來設(shè)計(jì)問題，經(jīng)由他們對(duì)問題的天馬行空的聯(lián)想，對(duì)語句的反復(fù)推敲，進(jìn)一步加深他們的理解。

2.學(xué)生：面對(duì)問題的多元開放思考

練習(xí)設(shè)計(jì)：吳江某地24小時(shí)空氣質(zhì)量跟蹤表，用什么圖來進(jìn)行表達(dá)展示比較合適？在什么情況下可以用柱形圖呢？可以用餅圖展示其中的一些數(shù)據(jù)嗎？

理解：圖是為了表達(dá)，柱形圖比較數(shù)值大小，選擇表中的2～3個(gè)數(shù)據(jù)，用柱形圖就非常合適了。

原先的命題是要求反映數(shù)據(jù)關(guān)系，尋找變化規(guī)律。如果理解不夠深入，那么學(xué)生一般就是套用。先是全部數(shù)據(jù)的選定，或者兩列數(shù)據(jù)的選定，然后固定化地產(chǎn)生比大小柱形、看變化折線、現(xiàn)比例餅圖的思維。在理解為何圖更具力量的基礎(chǔ)上，選擇數(shù)據(jù)將更靈活，目的從制作圖真正轉(zhuǎn)化為用圖表達(dá)，以圖說話，鍛煉了逆向思維，以終定始。比如常見的天氣變化折線圖，如果確定結(jié)果需要的是柱形圖，需要選擇哪些數(shù)據(jù)，反映何種關(guān)系。這里我們用“如果”一詞來引導(dǎo)學(xué)生逆向思維的產(chǎn)生，進(jìn)而推動(dòng)他們對(duì)“數(shù)據(jù)是圖的基礎(chǔ)，圖是數(shù)據(jù)的表達(dá)”這一觀點(diǎn)的更深層理解，明白最終數(shù)據(jù)和圖都是為觀點(diǎn)服務(wù)。

當(dāng)學(xué)生遺忘了我們傳授的東西以后，當(dāng)學(xué)生遺忘了我們傳授的一步步的操作以后，他們還留下什么呢？我想應(yīng)該是理解，應(yīng)該是學(xué)生建構(gòu)出來的，關(guān)于問題解決，關(guān)于技能本身的理解，專屬于學(xué)生自身的理解。這份理解將幫助他們?nèi)蘸笮枰臅r(shí)候重拾記憶，快速上手，并幫助他們將這份技能遷移到不同的工作環(huán)境中，這份理解才是激發(fā)、激活他們創(chuàng)造力的源泉。