指向探究實踐的高中信息技術教學問題設計研究

摘要：教學問題能夠讓學生積極主動地參與到學習活動之中，促進學生的深度理解和綜合應用，能夠真正實現(xiàn)信息技術學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。因此本文提出，在高中信息技術教學中，教師要精準把握學生學情，對學習內(nèi)容進行周密分析，設計“真實性”“挑戰(zhàn)性”“沖突性”“綜合性”的教學問題，讓學生在解決問題的過程中生成綜合能力，培養(yǎng)信息技術學科核心素養(yǎng)。

關鍵詞：高中信息技術；探究實踐；教學問題；設計

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2024）18-0067-03

陶行知先生說過：“發(fā)明千千萬，起點在一問，智者問得巧，愚者問得笨。”教學問題的設計會對教學產(chǎn)生關鍵影響。因此，為了更好地實施信息技術學科教學，高中信息技術教師應綜合考慮各種影響因素，多維度、多角度、多層面地設計具有“真實性”“挑戰(zhàn)性”“沖突性”“綜合性”的教學問題，使教學問題真正體現(xiàn)出科學性、趣味性、有效性等特征，讓學生的學習主體性和積極性在教學問題調(diào)動下得以有效激發(fā)，同時，提升高中信息技術課堂教學品質(zhì)。下面，筆者結(jié)合實際案例，闡釋指向探究實踐的高中信息技術教學問題設計的具體策略。

問題的“真實性”，聯(lián)系生活情境

教學問題是高中信息技術教學的認知起點和活動主線。自《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》頒布以后，高中信息技術課程內(nèi)容擺脫了以往的技能化傾向，但概念、原理類內(nèi)容相對增多，那么，如何建立起信息技術概念、原理類內(nèi)容與生活之間的聯(lián)系，讓學生切實感受到信息技術最終服務于生活實際呢？設置“真實性”的教學問題，不失為一個有效的解決方法。如果能夠恰到好處地挖掘和創(chuàng)設源于生活且適合學生年齡特征的“真實性”問題，使情境變得生活化，則能夠引起學生共鳴，激發(fā)學生參與信息技術探究實踐的積極性。在“真實性”教學問題提出后，教師引導學生進行問題分析與思考，進行問題拆解和方案設計，進而培養(yǎng)學生的計算思維能力。

例如，教師可以從常見的“青少年近視問題”入手，讓學生完整地經(jīng)歷“視力保護控制系統(tǒng)”的制作過程。首先，出示教學問題情境：“同學們，你們未來有人想從事航空航天或者軍事等行業(yè)嗎？你們的視力達到要求嗎？根據(jù)國家衛(wèi)健委公布的2020年我國兒童青少年近視率相關數(shù)據(jù)，2020年全國兒童青少年總體近視率為52.7%，其中6歲兒童為14.3%，小學生為35.6%，初中生為71.1%，高中生為80.5%。近視呈現(xiàn)高發(fā)、低齡化趨勢，若沒有有效的政策干預，近視將影響當代和未來人口質(zhì)量，未來我國在航空航天、精密制造、軍事等行業(yè)領域的勞動力將面臨巨大缺口。研究表明，在兒童、青少年視覺發(fā)育期，高強度近距離用眼是造成整體人群近視高發(fā)的最主要影響因素。既然我們之前已經(jīng)學習了傳感器，那么有沒有傳感器能獲取我們的用眼距離，然后利用傳感器來解決近距離用眼的問題呢？”之后，提出本次活動的驅(qū)動性教學問題：“如何使用傳感器制作一個視力保護控制系統(tǒng)？”這個教學問題是與學生息息相關的真實問題，通過該驅(qū)動性問題能讓學生感受到信息技術學科的魅力。

問題的“挑戰(zhàn)性”，指向高階思維

在高中信息技術教學中，教師要適度設計一些具有較高復雜度的挑戰(zhàn)性問題，挑戰(zhàn)性問題能夠幫助學生提高發(fā)散式思維、過濾式思維、逆向思維、創(chuàng)新思維以及批判性思維等。高中信息技術是一門基礎性、發(fā)展性和實踐性的課程，課程性質(zhì)意味著它不是一門坐而論道就能夠達成目標的課程。高中信息技術課程性質(zhì)決定了它必須在豐富多樣的挑戰(zhàn)性教學問題解決中達成課程目標，以實現(xiàn)高階思維能力的培養(yǎng)。信息技術學科教學問題的“挑戰(zhàn)性”體現(xiàn)在三個方面：

①發(fā)展性。挑戰(zhàn)性是針對學生原來基礎上的挑戰(zhàn)和發(fā)展，要充分地考慮學生原來的知識基礎和認知發(fā)展水平。②復雜性。挑戰(zhàn)性是超越了單一學科知識、單個層面方法，需要綜合使用多個層面、多個領域和多個學科的知識、技能和思想共同解決問題。③多樣性。挑戰(zhàn)性就是教學問題不局限于某個固化模式，而是要充分考慮學習內(nèi)容、學生特點等而產(chǎn)生的多樣教學問題。

例如，在高中信息技術必修二“信息系統(tǒng)與社會”模塊教學中，教師設計了一個具有挑戰(zhàn)性的教學問題：“怎樣開發(fā)一個校園溫度提醒器？”這是契合學生生活實際，但又具有挑戰(zhàn)性的問題。在挑戰(zhàn)性教學問題解決的過程中，信息系統(tǒng)需求的調(diào)研，以及原型設計、算法實現(xiàn)等，都需要學生整合運用已學過的信息技術知識，如Python編程的實際操作、物聯(lián)網(wǎng)硬件連接等?？梢?，挑戰(zhàn)性教學問題不僅能有效地促進學生學會審視問題、識別重要信息、提高預測的準確度，還可以推動學生在形成問題解決方案的過程中提升高階思維能力。

問題的“沖突性”，喚起內(nèi)在動機

教學問題的設計并不是目的，而是要通過設計高水平的教學問題喚起學生的內(nèi)在動機，讓學生在積極思考和行動中達成學習目標。高中信息技術教學的困難之一就是學生學習動機的激發(fā)。因此，教師要為學生設置具有挑戰(zhàn)性的教學問題，讓該問題與學生原有經(jīng)驗產(chǎn)生沖突，以激發(fā)學生主動思考和積極參與。學生在信息技術知識“原平衡—打破平衡—恢復平衡”的螺旋轉(zhuǎn)化過程中實現(xiàn)知識達成和素養(yǎng)提升。高中信息技術教師要改變以往簡單知識灌輸?shù)慕虒W方式，要在充分了解學情的基礎上，運用最近發(fā)展區(qū)理論精心設計教學問題，讓學生產(chǎn)生認知沖突。在學生產(chǎn)生認知沖突后，教師要及時提供多樣化的學習支架，推動學生的思維朝著問題解決、決策、批判、創(chuàng)造等相對較高級的思維進階。

例如，在高中信息技術必修1“數(shù)據(jù)與計算”模塊中，教師設計了一個聯(lián)系學生真實生活的實際問題：“某位同學在進行體檢時，發(fā)現(xiàn)自己的BMI指數(shù)處于超重區(qū)間，為了健康，該同學進行了持續(xù)的體育鍛煉，主要采取了跑步的方式來達到身體鍛煉的目的。但該同學發(fā)現(xiàn)與跑步機配套的手機APP上只能顯示一些運動的數(shù)值，沒有辦法顯示其消耗掉的卡路里，請你幫助這位同學改進一下該APP?！痹摻虒W問題貼近學生生活實際，讓學生感覺到解決問題的必要性。特別是“改進跑步APP”這一教學問題，學生利用現(xiàn)有知識很難解決，為了解決該問題，學生愿意學習相關的Python語言編程知識。

問題的“開放性”，拓展思維深度

相對于其他學科，高中信息技術教學更加注重設計開放性的問題，尤其注重學生創(chuàng)造潛力的開發(fā)。因此，教師應多設計一些具有高階思維含量、能夠激發(fā)學生開動腦筋創(chuàng)新創(chuàng)造的開放性問題。通過設計及引導學生解決開放性問題，激發(fā)學生的思考與創(chuàng)造力，促進學生運用所學信息技術原理和技能進行分析、推理和創(chuàng)造，提高學生思維的靈活性、廣闊性、創(chuàng)新性和批判性。

例如，在高中信息技術必修2“信息系統(tǒng)與社會”模塊教學中，教師可以基于老齡化時代背景設計開放性的教學問題：“請針對當前我國的老齡化趨勢，設計一個能夠支持老年人養(yǎng)老的信息系統(tǒng)，要求主題不限?！边@樣的一個養(yǎng)老信息系統(tǒng)的開放性教學問題，能夠很好地激發(fā)學生利用所學知識解決老年人養(yǎng)老問題的現(xiàn)實問題，同時，教學問題的開放性也會使學生開拓思維發(fā)散思考，從不同角度對養(yǎng)老信息系統(tǒng)進行設計與思考。有的學生選擇設計“智能養(yǎng)老急救信息系統(tǒng)”，設計目的是能夠及時將老年人出現(xiàn)突發(fā)事件的信息傳送給家人或醫(yī)院等；有的學生選擇設計“老年人防跌倒智能警報信息系統(tǒng)”，設計目的是能夠及時給出老年人防跌倒警報……教學問題的開放性給予學生綜合使用信息技術解決各種真實問題的機會，通過對開放性問題——“養(yǎng)老信息系統(tǒng)”的層層遞進探究，讓學生能夠在猜想證明、拓展延伸中，培養(yǎng)邏輯推理和發(fā)散思維能力，從而提高學生的信息技術學科核心素養(yǎng)。

結(jié)束語

探究實踐是高中信息技術新課程改革背景下培育學科核心素養(yǎng)的重要途徑，而教學問題始終處于指向探究實踐的高中信息技術教學的核心地位。因此，只有掌握高中信息技術教學問題設計策略，設計出兼具“真實性”“挑戰(zhàn)性”“沖突性”“開放性”特征的教學問題，才能真正讓學生積極主動地參與到學習活動中，真正實現(xiàn)對信息技術學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。所以，在高中信息技術教學中，教師要以教學問題為主線，對學習內(nèi)容進行周密分析，關注學科特點，精準把握學生學情，讓學生在解決問題的過程中生成綜合能力，為信息技術學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)奠定堅實基礎。

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本文系無錫市教育科學“十四五”規(guī)劃2021年度重點立項課題“指向?qū)W科核心素養(yǎng)的高中信息技術問題探究式教學研究”（立項編號：F/B/2021/01）的階段性成果。