用智慧賦予教材第二次生命

趙春聲

在基礎教育的課程中，信息技術課程是一門與時代發(fā)展關系最為密切的課程。普通高中信息技術課程標準2017版與2013版相比較，有三個明顯的變化：在教學目標上，提出培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng);在教學內容上，提出了以學科大概念建構課程體系;在教學形式上，提出了以項目整合課堂教學，反映了人們對信息技術價值及信息技術課程價值的時代發(fā)展的需求。這三者之間，項目學習是教師教學的落腳點，即在教學中提倡通過項目學習來整合學科知識與技能的學習，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。三位教師的教學設計，為這樣的具體實踐活動提供了有益的學習借鑒。

教學形式的改變伴隨技術的發(fā)展

計算機問世前，“數(shù)據(jù)”多指用于統(tǒng)計的“數(shù)字”或“數(shù)值”;計算機問世初期，其主要用于“數(shù)值計算”。所以早期的程序設計語言的教學難以與學生的生活情境相聯(lián)系，只是單純地為學習編程而學習。隨著計算機和互聯(lián)網技術的發(fā)展，現(xiàn)代的“數(shù)據(jù)”有了更多的內涵，只要計算機能處理的，都可以稱為數(shù)據(jù)，加上互聯(lián)網的快速發(fā)展，使計算機的應用領域越來越來廣泛。所以，信息技術的教學提出創(chuàng)設情境，項目化學習就成為歷史的必然選擇。

盡管信息技術的快速發(fā)展為我們教學提供了大量的可以運用的項目，但怎樣的項目才是適合的項目，這考量著教師的智慧。奧蘇伯爾指出，有意義學習的心理機制是新知識與學習者認知結構中已有的觀念建立非人為的實質性聯(lián)系。在《計算機解決問題的過程——定時提醒》設計中，“生活中學生經常接觸到的智能設備都具有‘定時功能，我們可以將這種自動化的管理思想‘移植到合理管理用眼時間中”，在此基礎上，教師通過梳理學生的方案引出“算法”概念;《數(shù)據(jù)與結構——“包裹的旅行”項目探究》設計更是直接來自學生的生活經驗;《數(shù)值計算——“心隨疫動馳援標記”項目設計》聚焦當前社會的熱點。三位教師的項目都是從學生已有的知識結構中去挖掘與新知識的聯(lián)系。好的教學設計不在于精彩的演示實踐或豐富的多媒體手段，而在于設計的內容（項目）是否調動了學生的積極思維，是否調動了學生原有的認知結構，并以原有的認知圖式作為認識新事物的工具。一堂課的項目選擇得好與不好，很大程度上取決于教師在教學設計時對新舊知識同化關系的分析與決策。

學科大概念的提出對教學的促進

2017版課程標準按照學科特征，梳理出“數(shù)據(jù)、算法、信息系統(tǒng)、信息社會”學科大概念，“數(shù)據(jù)”是這四個概念中的核心，沒有數(shù)據(jù)，談不上算法，沒有算法，構成不了信息系統(tǒng)，信息社會也就失去了根基。Python語言之所以受到大家的喜愛，其原因之一是，它有著比其他程序設計語言更豐富的且有特色的數(shù)據(jù)類型及相應的操作規(guī)則，如列表、元組、字典等。學生對遠離生活的抽象概念和規(guī)則的理解往往是困難的，如果教師按照傳統(tǒng)的計算教學的方法，先講概念的定義，再講運用規(guī)則，然后學生編程序，最后上機調試程序，這種模式下，學生會感到概念和規(guī)則的抽象、枯燥甚至會模糊，與其說是學信息技術，不如說是接受一種操作訓練，教學就會陷入傳統(tǒng)的窠臼中。

2017版課程標準提出：“教師應淡化知識的單一講解，鼓勵學生通過自主探究解決項目中的問題，在解決問題的過程中整合知識學習，促進思維發(fā)展?！眾W蘇伯爾的有意義學習理論的研究發(fā)現(xiàn)，有邏輯組織的學習材料便于學生理解、保持和應用。對于一個高中生來說，可能他們并不缺少對數(shù)據(jù)的感性認識，而是缺少對這些數(shù)據(jù)的深入理解，特別是對數(shù)據(jù)之間的關系從未進行過深入了解和剖析。為此，黃梅老師的《數(shù)據(jù)與結構——“包裹的旅行”項目探究》設計，把項目整合到課堂教學中，重構教學組織方式，通過網上購物一個完整流程將數(shù)據(jù)及分類、數(shù)據(jù)結構（隊列、樹、圖）這些概念比較完美地結合在一起。從分析訂單中各個具體數(shù)值，抽象出數(shù)據(jù)及類型，從訂單管理中抽象出隊列的概念，從包裹的行程了解數(shù)據(jù)之間的關系，抽象出樹結構，再到取包裹，了解圖結構，一步一步地引導學生把現(xiàn)實生活中的具體事務抽象成計算機容易處理的模型，整個項目形成了一個完整的網絡購物邏輯結構，將知識的學習內容有邏輯地組織到這樣的項目中去，揭示了數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)結構的邏輯聯(lián)系，在問題解決過程中使學生對數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)結構的思想與方法有初步認識，從而成為有意義的學習。

教材是課程標準的具體化，是實施教學的重要資源

新課標要求，教材要“為教師自主選擇、增補和調整教學內容預留空間”，這就要求教師在教學中要對課程資源進行開發(fā)和設計，要由“教教材”轉向“用教材”，用教材促進學生發(fā)展，引導學生學會學習。三位教師的教學設計都體現(xiàn)了這樣的理念與追求。

在《計算機解決問題的過程——定時提醒》教學設計中，“定”不限于“時”，如智能電飯煲，具有恒溫保溫作用，它是如何工作的？我們是否遇到過其他場景應用了類似的工作模式？這些問題的設計，延伸了教材中“最強大腦”游戲的“延時”的應用范圍?！稊?shù)據(jù)與結構——“包裹的旅行”項目探究》在項目完成后，對項目進行了拓展，引導學生進一步了解圖結構在生活中的應用，提示學生在生活中有很多事情也可以做規(guī)劃，從而將現(xiàn)實中的復雜問題簡單化處理。這些設計體現(xiàn)了課程標準中倡導的“適當設計一些與科學、技術和社會生活相關聯(lián)的開放性問題”理念。《數(shù)值計算——“心隨疫動馳援標記”項目設計》中將“Wordcloud”模塊引入教學中，更是對教材中非數(shù)值計算問題的拓展與升化，將“代碼”“文本”“圖形”有機融合在一起，甚至我們還可以將此拓展到學生平時的學科學習中去，學會如何提煉關鍵詞，如何用圖形來表達內容。這樣的設計，具體地踐行了課程標準中提出的內容要求，即通過典型的應用實例，了解數(shù)據(jù)采集、分析和可視化表達的基本方法。

隨著《普通高中信息技術課程標準（2017版）》的實施，根據(jù)新課程標準編寫的信息技術教材已經展示在每一位信息技術教師面前。新教材帶給我們的不僅僅是形式內容的變化，更多的是全新的理念。如果說教材是樂譜的話，教師就是演奏者，教師的智慧就是用自己對樂譜的理解和演奏技巧為教材賦予第二生命。