指向?qū)W科核心素養(yǎng)的信息技術(shù)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

郝進(jìn)峰

學(xué)科核心素養(yǎng)由三個(gè)層面構(gòu)成：最底層的“學(xué)科知識(shí)層”，以本學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能為核心;中間層的“問(wèn)題解決層”，以解決問(wèn)題過(guò)程中所發(fā)生的認(rèn)知沖突及認(rèn)知沖突的解決為核心;最上層的“學(xué)科思維層”，指在系統(tǒng)的學(xué)科學(xué)習(xí)中通過(guò)體驗(yàn)、認(rèn)識(shí)及內(nèi)化等過(guò)程逐步形成的相對(duì)穩(wěn)定的思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的思維方法和價(jià)值觀，實(shí)質(zhì)上是初步得到學(xué)科特定的認(rèn)識(shí)世界和改造世界的世界觀和方法論。教學(xué)目標(biāo)的制訂不再流于形式，它真正成為把控教學(xué)走向的標(biāo)桿，將教師從知識(shí)技能的教學(xué)中解放出來(lái)，更多地關(guān)注學(xué)科思維的實(shí)際應(yīng)用。下面筆者以小學(xué)信息技術(shù)課程中的“搜索”為例，通過(guò)不同版本（1.0-4.0）的教學(xué)設(shè)計(jì)思路，說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)面向?qū)W科核心素養(yǎng)的教學(xué)。

● 夯實(shí)“學(xué)科知識(shí)層”，強(qiáng)化“問(wèn)題解決層”

1.思路：夯實(shí)基礎(chǔ)，才能逐層歸因

教學(xué)的主導(dǎo)者是教師，教師“站穩(wěn)講臺(tái)”是基礎(chǔ)，而教好知識(shí)技能是教師“站穩(wěn)”的關(guān)鍵。認(rèn)知沖突是隨著知識(shí)技能的提升和知識(shí)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性而不斷發(fā)生的，因此知識(shí)技能的數(shù)量和質(zhì)量將決定核心素養(yǎng)的整體走向。

2.案例：“搜索”1.0到2.0

該內(nèi)容為小學(xué)三年級(jí)信息技術(shù)“遨游因特網(wǎng)”單元的知識(shí)點(diǎn)，以“掌握簡(jiǎn)單的百度搜索”為技能目標(biāo)，目標(biāo)相對(duì)單一，因此，筆者拓展了百度搜索相關(guān)的知識(shí)進(jìn)行補(bǔ)充教學(xué)。

“搜索”1.0中聽(tīng)課教師是這樣評(píng)價(jià)的：

“他有時(shí)候會(huì)十分地認(rèn)真且又有著一定的想當(dāng)然，他可以在一堂課上（如本課）準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的幾乎所有的可能性（拓展內(nèi)容）……于是課就少了必要的整體感，思考上的深度意識(shí)也會(huì)弱許多……”

“課堂上只重視了‘雙基層目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和強(qiáng)化，知識(shí)炒知識(shí)，只有量的增加，沒(méi)有質(zhì)的提升，兜兜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，卻始終無(wú)法深入?！?/p>

2013年秋的異地公開(kāi)課中筆者嘗試從“實(shí)際問(wèn)題的解決”的角度進(jìn)行新的嘗試，于是有了“搜索”2.0。

由于是異地上課，筆者從授課教師的自我介紹中無(wú)痕地引出“搜索”的知識(shí)目標(biāo)，當(dāng)學(xué)生搜索到的關(guān)于教師的信息太雜太亂、分不清真假時(shí)，就形成了認(rèn)知沖突，就自然過(guò)渡到第二環(huán)節(jié)的“多關(guān)鍵詞搜索”進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選，信息逐漸豐富后，一個(gè)虛擬的“我”的形象漸漸清晰，接著進(jìn)入第三階段，完成一份“簡(jiǎn)歷”制作（信息的加工、表達(dá)），最后引出“人肉搜索”的思維爭(zhēng)辯。

3.反思：從邊緣處徘徊到由淺嘗處深入

在從“搜索1.0”到“2.0”的轉(zhuǎn)變過(guò)程中，筆者重新審視了自己的教學(xué)，從強(qiáng)化知識(shí)技能的基礎(chǔ)教學(xué)，漸漸提升到“指向方法”層面，即“問(wèn)題解決層”。

①?gòu)钠戒伒綕u進(jìn)?！?.0”時(shí)面面俱到是缺乏教學(xué)能力的一種表現(xiàn)，教學(xué)目標(biāo)不明確，沒(méi)有重點(diǎn)，缺乏層次?！?.0”則是對(duì)教學(xué)狀態(tài)的一種修正，從一個(gè)有意義的點(diǎn)切入，營(yíng)造出一個(gè)適切的場(chǎng)域，隨著“情節(jié)”的深入，教學(xué)不斷遞進(jìn)和伸展，最終引申到道德教育層面的“人肉搜索大討論”。這個(gè)強(qiáng)調(diào)過(guò)程的設(shè)計(jì)突出“問(wèn)題解決層”，利用已知信息分析推理的過(guò)程比快速解決問(wèn)題更重要。雖然還停留在“實(shí)際問(wèn)題的解決”層面，但已經(jīng)開(kāi)始嘗試將學(xué)生引向“認(rèn)知沖突的發(fā)生和解決”層面，通過(guò)設(shè)計(jì)和引導(dǎo)，讓學(xué)生以第一人稱視角去解決這個(gè)“認(rèn)知沖突”。

②從單一到單元。單一的教材知識(shí)點(diǎn)往往只指向一個(gè)或幾個(gè)具體的“學(xué)科知識(shí)”目標(biāo)，課與課之間有知識(shí)上的關(guān)聯(lián)，卻沒(méi)有過(guò)程上的連貫，弱化了“問(wèn)題解決層”目標(biāo)培養(yǎng)的達(dá)成度。一個(gè)個(gè)小場(chǎng)景的虛構(gòu)不如一個(gè)大場(chǎng)域的設(shè)計(jì)，整個(gè)單元就是一個(gè)完整的大場(chǎng)域，每一課都是一個(gè)放大的教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，完成一個(gè)個(gè)課堂小目標(biāo)，積小為大，最終完成整體教學(xué)。例如，網(wǎng)絡(luò)搜索單元有6課，這些內(nèi)容的核心包括信息獲?。ňW(wǎng)絡(luò)搜索）、信息加工處理（網(wǎng)絡(luò)下載和整理加工）、信息表達(dá)（主題活動(dòng)），用一個(gè)項(xiàng)目式主題就可以串起整個(gè)單元教學(xué)。

搜索1.0到2.0迭代的過(guò)程中，除了面向解決實(shí)際問(wèn)題之外，其實(shí)更重要的是把教學(xué)目標(biāo)調(diào)整成面向?qū)W生思維認(rèn)知沖突的“問(wèn)題解決層”。每一次的學(xué)習(xí)都是建立在前概念的基礎(chǔ)之上的，而每一次認(rèn)知沖突，就是新概念生成的開(kāi)始。2.0版本中“當(dāng)搜索的信息太雜太亂時(shí)”，這就是一個(gè)認(rèn)知沖突生成點(diǎn)。搜索已經(jīng)學(xué)會(huì)了，但是搜索到的不是全部有用，那么如何才能使信息真正有價(jià)值呢？于是知識(shí)技能的強(qiáng)化過(guò)程中引出了思維的參與，通過(guò)思維去影響和優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)。只是在這兩個(gè)版本中“問(wèn)題解決層”的處理還相對(duì)稚嫩，認(rèn)知沖突的發(fā)生和解決還缺乏關(guān)注。

● 優(yōu)化“問(wèn)題解決層”，面向“學(xué)科思維層”

1.思路：從教師設(shè)計(jì)“解決實(shí)際問(wèn)題”，到引導(dǎo)學(xué)生解決自身“認(rèn)知沖突”

項(xiàng)目式教學(xué)是從教師的視角進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，它傾向于“解決實(shí)際問(wèn)題”，但在這個(gè)過(guò)程中更多的應(yīng)該關(guān)注學(xué)生在“解決實(shí)際問(wèn)題過(guò)程”中“認(rèn)知沖突”的發(fā)生和解決，依托于“實(shí)”（實(shí)際問(wèn)題）讓教學(xué)有形可依，而解決“虛”（認(rèn)知沖突），則能更好地體現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，真正突破“問(wèn)題解決層”，以實(shí)帶虛，以虛證實(shí)，承上啟下，上達(dá)“學(xué)科思維層”，下饋“學(xué)科知識(shí)層”。

2.案例：“搜索”3.0

2017省杏壇杯決賽，課型是信息技術(shù)課前指導(dǎo)課。筆者將課設(shè)計(jì)成“現(xiàn)場(chǎng)搜尋K教師”。K教師到底是男是女、有什么具體特征、坐在教室的什么位置等信息都是未知的。于是探案式的抽絲剝繭，從教師提示的有限信息入手，一步步深入課堂，其間教師引導(dǎo)，一組一組不斷地遞進(jìn)重復(fù)這個(gè)過(guò)程，最后找到張老師。接著提煉總結(jié)現(xiàn)場(chǎng)搜索的關(guān)鍵，將它引申到信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)搜索單元，完成了這堂信息技術(shù)課前指導(dǎo)課。

在課中首次強(qiáng)調(diào)了課堂中的“大合作”，后來(lái)的改編版中加入了“知識(shí)錦囊”和“求助卡片”，最終定稿。

3.反思：從大處布局，于小處落實(shí)

課前指導(dǎo)課是賽事主辦方專家給出的課型，筆者遵從并完成賽課，實(shí)現(xiàn)了自己對(duì)教材理解的突破，也引發(fā)了對(duì)信息技術(shù)教學(xué)方向的再思考……“搜尋K教師”比“搜尋我”來(lái)得更為巧妙，它直接將教學(xué)目標(biāo)指向了“問(wèn)題解決層”，通過(guò)顯性的“問(wèn)題解決”來(lái)實(shí)現(xiàn)隱性“認(rèn)知沖突”的解決，達(dá)到思維能力提升的最終目標(biāo)。

①?gòu)姆忾]走向開(kāi)放。2.0版本中將教師作為資源去搜索有一定的新奇性，但缺乏問(wèn)題解決層面的設(shè)計(jì)，無(wú)法深入教學(xué)，因此從封閉教學(xué)情境中走出來(lái)是關(guān)鍵，于是3.0版本直切主題——搜尋K教師。這個(gè)場(chǎng)域的設(shè)計(jì)讓教學(xué)脫離網(wǎng)絡(luò)的束縛，回歸真實(shí)課堂，開(kāi)放的設(shè)計(jì)更容易將教學(xué)指向“問(wèn)題解決層”。其實(shí)現(xiàn)場(chǎng)搜尋K教師和網(wǎng)絡(luò)搜索一樣，也需要分析提煉關(guān)鍵詞，也需要通過(guò)關(guān)鍵詞組合來(lái)縮小信息范圍，更需要通過(guò)數(shù)據(jù)的整理篩選來(lái)達(dá)到目的，而且探案式的抽絲剝繭，比網(wǎng)絡(luò)虛擬搜索更真實(shí)、更投入，更容易直觀理解搜索的本質(zhì)內(nèi)涵。

看似仍是在說(shuō)“解決實(shí)際問(wèn)題”，但是本質(zhì)卻是指向“認(rèn)知沖突”。豐富“K教師”特征的過(guò)程就是一個(gè)不斷完善概念的過(guò)程，在這過(guò)程中，學(xué)生的思維水平也從雜亂生長(zhǎng)漸漸地轉(zhuǎn)向良性發(fā)展。

②從獨(dú)立走向合作。在3.0版本中，細(xì)節(jié)處設(shè)計(jì)了“知識(shí)錦囊”“求助卡片”，同時(shí)也營(yíng)造出組與組間競(jìng)爭(zhēng)的氛圍，但是隨著教學(xué)的深入，組間有意無(wú)意的模仿和調(diào)整、教師采訪時(shí)學(xué)生交流互通、知識(shí)錦囊的使用分享、求助卡片的嘗試使用，都漸漸將競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)變?yōu)楹献?，尤其是單組無(wú)法完成任務(wù)時(shí)，真正的“大合作”就成了自然生發(fā)的行為。

合作是基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)合作和學(xué)習(xí)中的合作就是它的過(guò)程體現(xiàn)。拓展初期，分組隨機(jī)，團(tuán)隊(duì)即時(shí)形成，當(dāng)合作變得不順暢，無(wú)法維系的時(shí)候，必然會(huì)帶來(lái)對(duì)合作方式的“質(zhì)疑”，這就是一個(gè)“認(rèn)知沖突點(diǎn)”的設(shè)計(jì)，解決這個(gè)沖突點(diǎn)的過(guò)程，就是完成拓展的過(guò)程，也是一個(gè)問(wèn)題解決的過(guò)程。學(xué)生合作、質(zhì)疑、糾錯(cuò)、重組、突破，最終完成教學(xué)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)。

在這一版本中，“問(wèn)題解決層”真正從學(xué)生的認(rèn)知沖突出發(fā)進(jìn)行了規(guī)劃和設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在“搜尋K教師”這個(gè)探案式的場(chǎng)域中，激發(fā)認(rèn)知矛盾沖突，并逐一突破，最終從思維上形成“搜索”的深度認(rèn)知，在這個(gè)過(guò)程中“雙基層目標(biāo)”得到鞏固，“問(wèn)題解決層目標(biāo)”得到優(yōu)化。思維促進(jìn)了知識(shí)的吸收，知識(shí)技能的迭代強(qiáng)化，又推動(dòng)了思維的提升。在3.0版本中，拓展的介入是筆者真正面向“解決問(wèn)題層”的開(kāi)始，因?yàn)槠綍r(shí)的課上，合作的廣度會(huì)被思維習(xí)慣所束縛，會(huì)忽略真正“解決問(wèn)題”意義上的合作。而創(chuàng)設(shè)一個(gè)看似不可能完成的任務(wù)，其實(shí)突破它的關(guān)鍵就在于合作本身。在3.0版本中，強(qiáng)調(diào)了“合作”，其實(shí)已經(jīng)明確了“拓展”的方向，這或許就是3.0版本區(qū)別于其他兩個(gè)版本的最大意義所在。而“拓展”中體現(xiàn)出的合作的意識(shí)、思維的爭(zhēng)辯、創(chuàng)造性思維，都將目標(biāo)直接提升到最高的“學(xué)科思維層”。

● 通達(dá)“學(xué)科思維層”，實(shí)現(xiàn)“學(xué)科核心素養(yǎng)”培養(yǎng)

1.思路：在解決“認(rèn)知沖突”的過(guò)程中，整束和提煉“學(xué)科思維”品質(zhì)

信息技術(shù)學(xué)科的核心素養(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、信息社會(huì)責(zé)任。雖然這是高中的信息技術(shù)核心素養(yǎng)，但是兒童是成長(zhǎng)的，小學(xué)信息技術(shù)也有必要為了完整的兒童教育，進(jìn)行正確的引導(dǎo)教育。對(duì)于課程而言，應(yīng)以學(xué)科思維作為課程內(nèi)容組織的主邏輯，而具體知識(shí)則應(yīng)以學(xué)科思維為中心進(jìn)行聚類。只有這樣，具體知識(shí)才能形成合力以有效促成抽象學(xué)科思維的生成?！八阉鳌钡谋驹词恰八阉魉惴ā?，算法是計(jì)算思維的集中體現(xiàn)，以“搜索算法”為中心進(jìn)行類聚，通過(guò)教師設(shè)計(jì)有效的教學(xué)場(chǎng)域，通過(guò)學(xué)生解決“認(rèn)知沖突”的過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)知識(shí)和技能的學(xué)習(xí)與強(qiáng)化，同時(shí)又在“雙基層”和“問(wèn)題解決層”的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)“學(xué)科思維”的凝練，將學(xué)科核心素養(yǎng)三維度上通下達(dá)。

2.案例：“搜索”4.0

筆者在2018年末的大市公開(kāi)課中，不用課件，在完全脫離電腦的環(huán)境下上了一堂信息技術(shù)課——“搜索算法”。

本節(jié)課的內(nèi)容很簡(jiǎn)單，就是猜學(xué)號(hào)，猜中有獎(jiǎng)。隨機(jī)抽一個(gè)號(hào)讓學(xué)生猜。

七嘴八舌胡亂猜——隨機(jī)搜索。

當(dāng)有學(xué)生順著上一個(gè)學(xué)號(hào)往下的時(shí)候，直接獎(jiǎng)勵(lì)糖果，繼續(xù)猜，很快就有學(xué)生發(fā)現(xiàn)按著學(xué)號(hào)順序猜不僅快，還能有獎(jiǎng)勵(lì)，于是自然過(guò)渡到線性搜索。

剛才的搜索都是用“=”來(lái)判斷的，那么我們能不能嘗試用“<”或“>”來(lái)判斷呢？讓小組自己去設(shè)計(jì)，嘗試用最少的次數(shù)完成最快的搜索，引出二分法。學(xué)號(hào)>30，還是小于<30……再減半。

最后的“散列法”就是將數(shù)據(jù)按照一定的方法換算成便于查找的關(guān)鍵詞，學(xué)號(hào)就是一種最典型的關(guān)鍵詞，學(xué)號(hào)十位是1還是2，是3還是4，然后在相應(yīng)關(guān)鍵詞列表中再進(jìn)行后續(xù)搜索，學(xué)生很快就掌握其精髓。

于是，在多種算法的組合使用下，學(xué)生很快指向了筆者初定學(xué)號(hào)的那個(gè)人。

3.反思：真教、真為，回歸信息技術(shù)的本原

以學(xué)科思維為課程內(nèi)容設(shè)計(jì)的主邏輯，具體知識(shí)則應(yīng)以學(xué)科思維為中心進(jìn)行聚類，于是課程框架下的合理規(guī)劃和調(diào)整就有了依據(jù)。

①?gòu)摹斑B橫”到“合縱”。在本文中，“連橫”特指按年級(jí)、按教材順序教學(xué)的方式，而“合縱”則指打亂教材結(jié)構(gòu)的教學(xué)再設(shè)計(jì)。“搜索”2.0到4.0的螺旋遞進(jìn)上升，則打通了信息素養(yǎng)的達(dá)成過(guò)程。運(yùn)用“雙基”基礎(chǔ)，以符合兒童年齡特點(diǎn)的“問(wèn)題解決”方式，通達(dá)“學(xué)科思維層”，通俗易懂地將“計(jì)算思維”這一核心素養(yǎng)內(nèi)涵的壁壘提前攻破?；厮荨八阉鳌钡膸讉€(gè)版式，將4.0版本中的“搜索算法”作為“搜索”的主邏輯去設(shè)計(jì)，更為直接地達(dá)成了最高級(jí)的“學(xué)科思維層”目標(biāo)。

②從基礎(chǔ)到拓展。4.0版本是一堂純粹的信息技術(shù)基礎(chǔ)課，同時(shí)它也是一堂顛覆傳統(tǒng)的信息技術(shù)拓展課。說(shuō)它是基礎(chǔ)，是因?yàn)橄扔兴阉魉惴ê笥兴阉鳎f(shuō)它是拓展，是因?yàn)樗鼘⑺惴ㄟ€原到搜索過(guò)程中去讓學(xué)生體驗(yàn)、感悟、理解、升華，最終實(shí)現(xiàn)搜索算法的理解，這樣的信息技術(shù)教學(xué)有很大的挑戰(zhàn)性，設(shè)計(jì)上也有很大的難度和不確定性。筆者覺(jué)得只有有了思考和專注的過(guò)程，才能生發(fā)出“感悟”“理解”“升華”等一系列的“學(xué)科思維”特性，這才是我們追求的方向。我們要訓(xùn)練大腦會(huì)思考而不是存知識(shí)，我們要多培養(yǎng)合作，而不僅僅是競(jìng)爭(zhēng)。從猜學(xué)號(hào)開(kāi)始的隨機(jī)搜索到線性搜索，就是一個(gè)“分析”的過(guò)程，通過(guò)“問(wèn)題解決層”引發(fā)認(rèn)知沖突：怎樣搜索可以更精確地找到學(xué)號(hào)？這堂課的設(shè)計(jì)精準(zhǔn)定位了教師在教學(xué)中的位置，在傳授“搜索算法”這一知識(shí)時(shí)，主動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行高階思維，要運(yùn)用關(guān)聯(lián)、拓展、遷移等手段幫助學(xué)生形成結(jié)構(gòu)化的知識(shí)（隨機(jī)搜索、線性搜索、二分搜索、散列搜索）。

● 小結(jié)

回顧“搜索”，六年磨一課，依托學(xué)科核心素養(yǎng)，從量變迭代到質(zhì)變顛覆，嘗試變革傳統(tǒng)的信息技術(shù)教學(xué)范式，進(jìn)而重新理解和設(shè)計(jì)信息技術(shù)課程架構(gòu)。第一，尋根覓林，只為向思維最深處漫溯。信息技術(shù)的根就是算法，掌握了算法，才能將信息技術(shù)發(fā)展推向更深處。隨著人工智能應(yīng)用的深入，新的算法正在不斷地創(chuàng)造出來(lái)，改變著這個(gè)世界。信息技術(shù)世界的“算法樹(shù)”已經(jīng)枝繁葉茂，我們?cè)谛蕾p繁花似錦的同時(shí)，需要回溯根本，去看看它是如何攝取養(yǎng)分，衍生出如此多又如此美麗的枝和葉的。第二，只為“深入，并隨著孩子的興趣深入”。1.0版本的導(dǎo)師評(píng)語(yǔ)中有這樣一句話：指導(dǎo)一個(gè)項(xiàng)目，深入并隨著孩子的興趣深入，是至關(guān)重要的。這句話點(diǎn)醒了筆者，讓筆者不斷深入研究學(xué)科核心素養(yǎng)。筆者不僅關(guān)注學(xué)生深度學(xué)習(xí)的結(jié)果，更關(guān)注在“社會(huì)性情境”下學(xué)生“如何進(jìn)行深度學(xué)習(xí)”的過(guò)程，并把“學(xué)科核心素養(yǎng)”作為理論依托，細(xì)致入微地探尋促進(jìn)信息技術(shù)課程教學(xué)的具體策略，嘗試在過(guò)程和方法上拓展、深化。