面向深度學(xué)習(xí)的問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式應(yīng)用研究

危進(jìn)進(jìn)

【摘 要】提高課堂教學(xué)的有效性，是一線教師共同的追求，而關(guān)注學(xué)習(xí)本質(zhì)的深度學(xué)習(xí)逐漸得到信息技術(shù)教師的重視。在介紹深度學(xué)習(xí)概念的基礎(chǔ)上，闡述了問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式的具體應(yīng)用。該模式是將學(xué)生置身于真實(shí)的情境中解決問題，從而促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的發(fā)生，以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。案例研究表明，該模式為當(dāng)下課堂教學(xué)改革提供了有益的探索。

【關(guān)鍵詞】問題驅(qū)動(dòng);深度學(xué)習(xí);信息技術(shù)教學(xué);計(jì)算思維

如何解決課堂效率低下的問題，是信息技術(shù)教師面臨的一個(gè)重要課題。單調(diào)的操練雖然是學(xué)生掌握知識(shí)的一個(gè)非常常見的途徑，但卻往往讓學(xué)生習(xí)慣了被動(dòng)的接受，忽視了主動(dòng)思考的習(xí)慣培養(yǎng)。隨著課程改革的不斷深化，信息技術(shù)教學(xué)理念正在發(fā)生著轉(zhuǎn)變：從注重技能習(xí)得到關(guān)注素養(yǎng)培養(yǎng)，更加突出學(xué)生綜合素養(yǎng)培養(yǎng)?！镀胀ǜ咧行畔⒓夹g(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中指出了信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)是指學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)逐步形成的正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力，其中計(jì)算思維被作為一項(xiàng)重要的核心素養(yǎng)。而計(jì)算思維的培養(yǎng)卻與問題解決有著密切聯(lián)系。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)者能夠進(jìn)行深度學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)真正發(fā)生的重要前提條件，而面向深度學(xué)習(xí)的問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式可以讓學(xué)生深度參與課堂教學(xué)，更好地培養(yǎng)其核心素養(yǎng)。

一、深度學(xué)習(xí)概念

深度學(xué)習(xí)是備受一線教師關(guān)注的一個(gè)概念。在信息技術(shù)前沿中所涉及到的深度學(xué)習(xí)是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的一個(gè)研究?jī)?nèi)容，是一種復(fù)雜的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，在語(yǔ)音和圖像識(shí)別方面應(yīng)用較多。而教育領(lǐng)域中談到的深度學(xué)習(xí)，大部分是相對(duì)于淺層學(xué)習(xí)而言的一種知識(shí)處理方式。淺層學(xué)習(xí)往往會(huì)與注意力不集中、死記硬背、知識(shí)碎片化以及不能遷移等特征聯(lián)系在一起;而深度學(xué)習(xí)是讓學(xué)習(xí)者能夠深度參與，建立知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)，以及形成有效遷移的學(xué)習(xí)。

筆者在本文中所指的深度學(xué)習(xí)是教育領(lǐng)域的深度學(xué)習(xí)，是指學(xué)習(xí)者積極主動(dòng)參與課堂，在理解、體驗(yàn)和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，把握知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)，旨在做出決策或解決問題的學(xué)習(xí)。它是一種觸及學(xué)生心靈深處的學(xué)習(xí)，是主動(dòng)解決問題的學(xué)習(xí)。

如何才能讓學(xué)生在課堂中處于深度學(xué)習(xí)的狀態(tài)，讓學(xué)習(xí)真正發(fā)生呢？對(duì)于中小學(xué)一線教師而言，的確需要一種可模仿、易操作的課堂教學(xué)模式來引領(lǐng)其教學(xué)行為，讓師生共同參與到課堂教學(xué)中。

二、問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式

為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，讓深度學(xué)習(xí)在中小學(xué)信息技術(shù)課堂中落地生根，我市信息技術(shù)教研員王衛(wèi)全老師的團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年的研究，提出了通達(dá)計(jì)算思維的問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式。該模式提煉出了教學(xué)環(huán)節(jié)中的五個(gè)要素：情境場(chǎng)、問題群、活動(dòng)串、思維橋以及知識(shí)樹。

在教學(xué)過程中，將學(xué)生置身于真實(shí)的情境中，圍繞某一核心問題，通過搭建一系列探究學(xué)習(xí)的腳手架，讓他們?cè)诜纸鈫栴}、解決問題的活動(dòng)中培養(yǎng)其計(jì)算思維，而教師在課堂中所起的作用是組織、引導(dǎo)以及知識(shí)總結(jié)、完善學(xué)生知識(shí)體系等作用，從而讓學(xué)生習(xí)得的知識(shí)能夠更好地遷移。

三、面向深度學(xué)習(xí)的問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式應(yīng)用實(shí)踐

作為問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式研究的實(shí)驗(yàn)校，我校信息技術(shù)教研組在市教研室的引領(lǐng)下，圍繞真實(shí)情境創(chuàng)設(shè)、核心問題設(shè)置、學(xué)生活動(dòng)中腳手架搭建以及如何有效促進(jìn)學(xué)生知識(shí)整合與遷移等一系列內(nèi)容開展了許多研究?！端惴▽?shí)例》是教學(xué)實(shí)踐中具有代表性的案例之一，特以此課為例，詳細(xì)介紹問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式在課堂教學(xué)中的具體應(yīng)用。

（一）前段分析

1.教材分析

在教材中的位置。本節(jié)課是江蘇鳳凰科學(xué)技術(shù)出版社《初中信息技術(shù)》8年級(jí)第4章《程序設(shè)計(jì)》第2節(jié)《算法》的第3小節(jié)《算法實(shí)例》。

在教材中的地位。設(shè)計(jì)程序時(shí)，首先要分析問題、算法設(shè)計(jì)，再選用一種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言來編寫程序，因此算法是編程解決問題的基礎(chǔ)。而具體實(shí)例是培養(yǎng)學(xué)生分析問題、設(shè)計(jì)算法的重要載體。

知識(shí)點(diǎn)分析。主要介紹兩種算法：解析法和枚舉法。針對(duì)具體實(shí)例，設(shè)計(jì)算法，并用自然語(yǔ)言和流程圖的方式描述。

知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系。算法是核心，實(shí)例是載體，為學(xué)習(xí)算法服務(wù)。而用自然語(yǔ)言和流程圖來描述算法，有利于學(xué)生更好地理解和運(yùn)用算法。

2.學(xué)情分析

已有經(jīng)驗(yàn)。本校八年級(jí)的學(xué)生應(yīng)該有基本生活常識(shí)，應(yīng)該有陪爸爸媽媽取快遞的經(jīng)歷。

已有知識(shí)。學(xué)生已經(jīng)體驗(yàn)過簡(jiǎn)單VB程序，了解算法的概念，知道可以用自然語(yǔ)言和流程圖描述算法。

思維特點(diǎn)。八年級(jí)學(xué)生已經(jīng)具備一定的分析問題、解決問題的能力。

學(xué)習(xí)風(fēng)格。有一定主觀能動(dòng)性，喜歡自己探究，不太愿意發(fā)表觀點(diǎn)。

學(xué)習(xí)中可能遇到的問題。很多學(xué)生沒有多角度去考慮問題的意識(shí)，解決問題的算法能否被優(yōu)化需要更多地引導(dǎo);算法用自然語(yǔ)言相對(duì)容易描述，用流程圖（尤其是在畫程中）描述算法，有一定的難度。

3.教學(xué)目標(biāo)

學(xué)科知識(shí)。熟悉解析法和枚舉法的算法思想;學(xué)會(huì)針對(duì)具體實(shí)例，選擇合適的算法，并采用自然語(yǔ)言和流程圖描述。

問題解決。通過幫助爸爸提高收發(fā)快遞的效率，熟悉解析法和枚舉法兩種算法。通過分析問題、用自然語(yǔ)言和流程圖描述算法，最后升華到用計(jì)算機(jī)程序提高收發(fā)快遞的效率，感受程序的魅力。

學(xué)科核心素養(yǎng)。能夠結(jié)合實(shí)際問題的需要，主動(dòng)找尋方法處理信息（信息意識(shí)）;能夠?qū)⒋蟮膯栴}分解，分析問題，選擇合理的算法，并描述出來，最終解決問題;能夠合理使用畫程軟件，將算法用不同的方式描述;弘揚(yáng)傳統(tǒng)孝文化，增強(qiáng)將知識(shí)學(xué)習(xí)用于解決實(shí)際問題的社會(huì)責(zé)任感。

（二）教學(xué)過程分析

課前氛圍營(yíng)造：播放筷子兄弟的《父親》，渲染濃烈的父與子（女）親情關(guān)系。

環(huán)節(jié)一：情境創(chuàng)設(shè)，提出核心問題

引言：一首非常感人的《父親》。不知道剛剛過去的父親節(jié)，大家送給了自己父親什么禮物。

小時(shí)候我們都認(rèn)為父親是超人，家里沒什么活兒是他不會(huì)干的，修家電、玩具，講童話故事;而隨著我們漸漸長(zhǎng)大，發(fā)現(xiàn)父親并不是那么無所不能，他也有很多不知道的東西。但是，他依然愛著我們……

小孫的父親是一個(gè)快遞代管員，他每天要核算費(fèi)用，分發(fā)快遞，經(jīng)常工作到很晚。小孫想：能否利用所學(xué)的知識(shí)來幫助爸爸提高效率呢？（核心問題）

環(huán)節(jié)二：分析問題，解決問題

問題一：如何計(jì)算每天代管快遞的費(fèi)用？

計(jì)費(fèi)方式：代管一個(gè)重量超過2公斤的快遞收快遞公司的費(fèi)用為3元，其它快遞收費(fèi)2元。

活動(dòng)一：

①分析為孫爸爸計(jì)算每天快遞代管費(fèi)的過程，用自然語(yǔ)言描述出來。

②打開“學(xué)生素材”中“活動(dòng)1”，在畫程中完善描述該算法的流程圖。

知識(shí)建構(gòu)一：在分析具體問題的基礎(chǔ)上，先找出待解決問題的數(shù)學(xué)表達(dá)式，再求出表達(dá)式的值。這是解析法的算法思想。

過渡語(yǔ)：基于該算法的計(jì)算機(jī)程序可以幫助爸爸很快地計(jì)算出代管費(fèi)用了！

問題二：如何提高查找快遞的效率？

爸爸平時(shí)是怎樣查找顧客的快遞的？每天的快遞爸爸都是散亂地堆放著。今天，店里代管了50個(gè)快遞。每次，爸爸都要根據(jù)顧客提供的手機(jī)號(hào)逐個(gè)去查找快遞。

活動(dòng)二：

①分析孫爸爸為第一位顧客找快遞的過程，用自然語(yǔ)言描述出來。

②打開“學(xué)生素材”中“活動(dòng)2”，在畫程中完善描述該算法的流程圖。

知識(shí)建構(gòu)二：（利用計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度快的特點(diǎn)）對(duì)要解決問題中的所有可能的答案一一列舉，并進(jìn)行判斷，滿足條件的保留，不滿足的丟棄，最后得到符合要求的答案。這是枚舉法的算法思想。

過渡語(yǔ)：枚舉法是一種比較適合計(jì)算機(jī)的算法，爸爸人工查找快遞的方式效率很低。

活動(dòng)三：

討論優(yōu)化孫爸爸查找快遞的方法，用自然語(yǔ)言描述出來。

討論總結(jié)：按順序逐一查找體現(xiàn)了枚舉法的算法思想，而大家剛才提出的給快遞分類、按號(hào)碼排序等都是對(duì)算法的優(yōu)化，的確可以提高查找快遞的效率。如果運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決查找問題，效率可能會(huì)更高。

過渡語(yǔ)：選取大家剛才優(yōu)化的算法，結(jié)合計(jì)算機(jī)語(yǔ)言可以編寫出一個(gè)快遞查詢程序！

知識(shí)建構(gòu)三：解決同一問題，算法的優(yōu)劣不同，其效果和效率可能大不相同。

算法是程序的靈魂，算法的優(yōu)劣直接影響所編程序的質(zhì)量，要盡可能選用優(yōu)化的算法。

設(shè)計(jì)意圖：通過優(yōu)化爸爸平時(shí)查找快遞的方式，讓學(xué)生在分析、對(duì)比的基礎(chǔ)上，體會(huì)算法有優(yōu)劣，培養(yǎng)學(xué)生盡量選擇優(yōu)化的算法來解決問題的意識(shí)。

過渡語(yǔ)：終于可以提高爸爸收發(fā)快遞的效率了！

環(huán)節(jié)三：課堂總結(jié)，拓展升華

本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了解析法和枚舉法兩種基本算法，當(dāng)然在解決具體問題的過程中，我們還有可能運(yùn)用到一些其它的算法，如排序算法。算法很多，我們一定要有選擇性，并且要養(yǎng)成優(yōu)化算法的意識(shí)。最后用程序設(shè)計(jì)來解決具體實(shí)例。

（三）實(shí)踐反思

本節(jié)課設(shè)計(jì)在父親節(jié)的背景下，將學(xué)生置身于幫爸爸提高收發(fā)快遞效率的核心問題中，融入解析法、枚舉法兩種算法思想的學(xué)習(xí)，體現(xiàn)算法的重要性，強(qiáng)化要有優(yōu)化算法的意識(shí)。課堂教學(xué)中，將核心問題又進(jìn)一步分解，提供了畫程軟件、自學(xué)材料等腳手架，并為學(xué)生總結(jié)知識(shí)，讓他們能遷移解決日常生活中的其它問題;充分肯定學(xué)生的想法，并給出針對(duì)性的指導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、合作交流來解決問題。在這節(jié)課中，學(xué)生深度參與，迸發(fā)出了很多可執(zhí)行的算法，達(dá)成了預(yù)期目標(biāo)。

經(jīng)過一段時(shí)間的教學(xué)實(shí)踐，筆者對(duì)問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式有了更深的認(rèn)同感，該模式在信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用，讓《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中所提到的“學(xué)主從教、以學(xué)定教、先學(xué)后教”的教學(xué)建議得到落實(shí)，讓學(xué)生在課堂中處于主動(dòng)思考、尋找問題解決方法的高階思維中，使深度學(xué)習(xí)的發(fā)生更具可能性。當(dāng)然，一種合適的模式也需要在實(shí)踐中經(jīng)過不斷反思、修改、完善和再實(shí)踐的過程，相信在廣大一線教師的不斷實(shí)踐后，該模式將會(huì)在課堂教學(xué)中發(fā)揮更大的作用。