面向未來的信息技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計

巫雪琴 陳銀萍

【摘 要】信息技術(shù)學(xué)科最根本的任務(wù)是全面提升學(xué)生的信息素養(yǎng)，而信息素養(yǎng)的內(nèi)涵隨著技術(shù)與社會的發(fā)展不斷演進(jìn)，引發(fā)育人方向的變化，隨之而來的是育人內(nèi)容、方式的變革。要適應(yīng)這種變化，在信息技術(shù)課程的具體實施層面，可從理念、方法及模板三個方面進(jìn)行面向未來的教學(xué)設(shè)計。

【關(guān)鍵詞】設(shè)計理念;設(shè)計方法;設(shè)計模板

【中圖分類號】G434? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? 【文章編號】1005-6009（2022）44-0011-05

【作者簡介】1.巫雪琴，南京市東山高級中學(xué)（南京，211100）教育技術(shù)處主任，正高級教師，主要研究方向為中小學(xué)信息技術(shù)教育、創(chuàng)新教育;2.陳銀萍，南京市東山高級中學(xué)（南京，211100）教師，一級教師，主要研究方向為高中信息技術(shù)教學(xué)。

《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“2017年課標(biāo)”）確立了“全面提升全體高中學(xué)生的信息素養(yǎng)”的課程目標(biāo)。[1]1信息素養(yǎng)的內(nèi)涵從開始的“信息使用、查找與獲取、理解與吸收、評價”等低階素養(yǎng)，向智能時代的“信息安全與監(jiān)控、人機交互與協(xié)作、信息創(chuàng)新、信息思維以及終身學(xué)習(xí)”等高階素養(yǎng)發(fā)展，不斷接近“促進(jìn)人的全面發(fā)展”的最終目標(biāo)。[2]信息技術(shù)教育的關(guān)注點也隨之從原來的培養(yǎng)“技術(shù)應(yīng)用能力”轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)“技術(shù)環(huán)境勝任力”。育人方向的改變必然帶來教育內(nèi)容與教育方式的變革，落實到教學(xué)層面，首先需要進(jìn)行面向未來的教學(xué)設(shè)計。

一、面向未來的教學(xué)設(shè)計之設(shè)計理念

加涅認(rèn)為：“教學(xué)設(shè)計是一個系統(tǒng)化（systematic）規(guī)劃教學(xué)系統(tǒng)的過程?！盵3]面向未來的教學(xué)設(shè)計需要秉持以下設(shè)計理念。

（一）基于前瞻視點，關(guān)注指向未來的目標(biāo)設(shè)計

技術(shù)發(fā)展日新月異，社會對人的要求在不斷變化，人對自身的要求也在不斷改變。面對技術(shù)、社會、人自身的不斷發(fā)展，學(xué)習(xí)目標(biāo)的設(shè)計需要“面向未來”，從學(xué)生的實際出發(fā)，評估發(fā)展軌跡，指向?qū)W生的未來發(fā)展，進(jìn)行長遠(yuǎn)規(guī)劃。

（二）基于建構(gòu)主義視點，關(guān)注以“學(xué)”為中心的活動設(shè)計

建構(gòu)主義認(rèn)為學(xué)習(xí)是個體在與環(huán)境相互作用的過程中，其內(nèi)部心理結(jié)構(gòu)不斷變化的過程，是個體在原有基礎(chǔ)上主動進(jìn)行的意義建構(gòu)。2017年課標(biāo)也提倡培育以學(xué)為中心的教學(xué)關(guān)系，倡導(dǎo)在問題解決過程中提升學(xué)生信息素養(yǎng)。為此，面向未來的教學(xué)設(shè)計需要關(guān)注學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)，把知識與技能融入項目的各個環(huán)節(jié)，讓學(xué)生的“學(xué)”隨著項目的推進(jìn)自然發(fā)生;關(guān)注學(xué)生主觀能動性的激發(fā)，在學(xué)習(xí)活動中，學(xué)生不只是被動地解決問題，而是要參與到問題的發(fā)現(xiàn)、分析、解決的整個過程中。

（三）基于深度學(xué)習(xí)的視點，關(guān)注以“遷移”為特征的評價設(shè)計

未來社會需要的不是知識的“記憶者”、技術(shù)的“復(fù)制者”，所以我們需要培養(yǎng)有遷移能力的“問題解決者”。當(dāng)“遷移”實現(xiàn)了，知識與技能才能真正升華為素養(yǎng)。深度學(xué)習(xí)正是能促使遷移發(fā)生的一種學(xué)習(xí)。實現(xiàn)“深度學(xué)習(xí)”的教學(xué)設(shè)計要給予學(xué)生提問的機會，給學(xué)生形成問題、解決問題的環(huán)境，要設(shè)計“相互傾聽”“反思”等活動，推動對話與協(xié)作的形成。[4]以“遷移”為特征的評價需要分解到項目的不同環(huán)節(jié)中，調(diào)節(jié)項目開展的節(jié)奏與方向，使項目有序推進(jìn)，從而達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

二、面向未來的教學(xué)設(shè)計之設(shè)計方法

威金斯等設(shè)計的“理解為先教學(xué)設(shè)計模式（UbD，Understanding by Design）”，主張“以終為始”進(jìn)行逆向思考，UbD設(shè)計模式更適用于大單元與項目教學(xué)。[5]2017年課標(biāo)“倡導(dǎo)基于項目的學(xué)習(xí)方式，將知識建構(gòu)、技能培養(yǎng)與思維發(fā)展融入運用數(shù)字化工具解決問題和完成任務(wù)的過程中”。[1]2可見，UbD是比較適用于信息技術(shù)學(xué)科進(jìn)行教學(xué)設(shè)計的方法。UbD設(shè)計整體分為“確定預(yù)期結(jié)果、確定合適的評估證據(jù)、設(shè)計學(xué)習(xí)體驗和教學(xué)”三個部分。

在實際應(yīng)用過程中，我們對UbD模式進(jìn)行了一定的改進(jìn)，通過二次“握手”的方法，增加行動支架，提升操作的便捷性（如圖1所示）。具體來說，首先完成學(xué)習(xí)目標(biāo)的設(shè)計，對評價證據(jù)進(jìn)行初步設(shè)計。然后進(jìn)行二次“握手”的操作。第一次“握手”是在學(xué)習(xí)目標(biāo)與情境之間展開，確保情境的創(chuàng)設(shè)指向?qū)W習(xí)目標(biāo)，從學(xué)習(xí)目標(biāo)出發(fā)，“以始為終”來選擇恰當(dāng)?shù)那榫?。這種由目標(biāo)逆推選擇的情境能確保情境創(chuàng)設(shè)的指向性。第二次“握手”是在活動環(huán)節(jié)與分解目標(biāo)之間，活動環(huán)節(jié)的設(shè)計對應(yīng)分解后的學(xué)習(xí)目標(biāo)。這種活動環(huán)節(jié)與分解目標(biāo)之間的“握手”能確保活動過程的指向性。接著就是證據(jù)鏈的形成，把前期初步預(yù)設(shè)的證據(jù)再基于活動進(jìn)行微調(diào)，讓主要活動與分解目標(biāo)形成對應(yīng)的評價證據(jù)，確保活動的有效性，一步一個腳印，最終達(dá)成課時或者項目目標(biāo)。

三、面向未來的教學(xué)設(shè)計模式及注意事項

（一）教學(xué)模板框架

2017年課標(biāo)的教學(xué)建議中明確提出，要緊緊圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)，把項目整合于課堂教學(xué)中，重構(gòu)教學(xué)組織方式?；谝陨纤伎?，我們設(shè)計了一個信息技術(shù)課程教學(xué)模板，整體框架如下：

1.項目背景：側(cè)重解決“為什么選擇這個項目”，對應(yīng)教學(xué)設(shè)計分析中的“學(xué)習(xí)需要分析”。

2.項目目標(biāo)：側(cè)重解決“項目可以達(dá)成什么樣的目標(biāo)”，目標(biāo)的確立需要面向未來，關(guān)注發(fā)展性，關(guān)注“遷移”的形成。

3.項目實施策略：側(cè)重解決“項目如何進(jìn)行”，包括項目具體介紹、項目實施時間安排。

4.項目準(zhǔn)備：包括項目實施環(huán)境、硬件與軟件準(zhǔn)備。

5.項目流程：從問題解決層面、項目實施層面、活動推進(jìn)層面、知識技能層面再到素養(yǎng)層面進(jìn)行多維度分析與梳理。

6.項目實施過程：以學(xué)生活動設(shè)計為主體，每個活動列出所融入的知識與技能，活動以問題、任務(wù)為主要表現(xiàn)形式。

7.項目實施反思：設(shè)計依據(jù)、后期改進(jìn)設(shè)想以及對于使用者的建議。

（二）使用模板的注意事項

1.項目名稱的表述

項目名稱要能統(tǒng)領(lǐng)項目主要內(nèi)容，體現(xiàn)項目精髓。內(nèi)涵可以是一節(jié)課的微項目，也可以是多個單元融合的大項目，甚至可以是融合幾本教材的項目。項目的名稱一般不指向具體的知識點而是更偏向具體內(nèi)容，如“智能保溫杯的設(shè)計與制作”;也可以用啟發(fā)性的、能激發(fā)學(xué)生興趣的名稱，如“時間去哪里了”“你好好吃飯了嗎”。

2.項目背景的描述

項目背景的描述首先可以讓大家了解項目選擇的來龍去脈，進(jìn)一步認(rèn)識項目與本部分教學(xué)內(nèi)容的關(guān)系、與學(xué)生的關(guān)系，從而對項目的意義、價值有進(jìn)一步的認(rèn)同。背景描述包括本部分課標(biāo)與教材的分析、學(xué)生的分析、項目背景的分析、項目內(nèi)各種因素的關(guān)系與作用。

3.項目目標(biāo)的表述

項目目標(biāo)的確定有4個依據(jù)：課程標(biāo)準(zhǔn)/學(xué)科素養(yǎng)的相關(guān)表述（目標(biāo)與內(nèi)容、學(xué)業(yè)要求），教材內(nèi)容，學(xué)情，教師經(jīng)驗。教學(xué)目標(biāo)常用ABCD描述法，其中A（Audience）即學(xué)習(xí)者，B（Behavior）為實際的行為及其結(jié)果，C（Condition）為教學(xué)實施相應(yīng)的條件，D（Degree）為行為完成質(zhì)量的最低衡量依據(jù)。當(dāng)學(xué)習(xí)者確定的時候，可以對B、C、D3個要素做進(jìn)一步整合與明確，采用三段式來描述，也就是通過什么具體的活動（方法）、達(dá)成什么目標(biāo)（借鑒課標(biāo)）、目標(biāo)達(dá)成的評價依據(jù)是什么。如通過“點亮生日蠟燭”活動，理解二進(jìn)制與十進(jìn)制的關(guān)系，能實現(xiàn)“年齡和點亮的蠟燭根數(shù)與位置之間對應(yīng)關(guān)系的轉(zhuǎn)換”?？v向的層次除了三維目標(biāo)外也可以借鑒UbD設(shè)計方法，將目標(biāo)分成知識和技能目標(biāo)、意義建構(gòu)目標(biāo)、遷移目標(biāo)3個層級。信息技術(shù)課程的實踐性較強，可以直接與活動對應(yīng)起來，不需要刻意強調(diào)層次。

4.項目實施策略

本部分側(cè)重說明項目的具體實施思路與方法，可以分層描述，如學(xué)生要有效地開展學(xué)習(xí)并獲得預(yù)期的結(jié)果，需要具備哪些知識（事實、概念、原理）和技能（過程、程序、策略）;哪些活動可以使學(xué)生獲得所需知識和技能;根據(jù)表現(xiàn)性目標(biāo)，教師需要教哪些內(nèi)容;指導(dǎo)學(xué)生做什么，以及如何用恰當(dāng)?shù)姆绞介_展教學(xué);對于完成這些目標(biāo)，哪些材料和資源是合適的;等等。

5.項目流程

項目流程一般采用單線程描述，但多線程描述會更清晰，因為項目實施本身也是多線程的。項目的實施過程就是問題解決的過程，項目需要活動來推進(jìn)，項目內(nèi)容融合知識與技能。

6.項目實施過程

項目實施過程可以分成多個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)由環(huán)節(jié)名稱、本環(huán)節(jié)對應(yīng)的知識與技能、師生活動、設(shè)計意圖組成，其中活動設(shè)計是重點?；顒迎h(huán)節(jié)的小標(biāo)題結(jié)合具體的內(nèi)容撰寫，活動設(shè)計關(guān)注進(jìn)階性、開放性與啟發(fā)性，關(guān)注評價與反思的融入。設(shè)計意圖側(cè)重闡明本環(huán)節(jié)對于項目進(jìn)程、學(xué)生能力提升等的意義。

7.項目反思

教師反思包括設(shè)計初期預(yù)設(shè)的一些可能的問題，項目實施中不斷完善的過程，學(xué)生在項目中的表現(xiàn)、任務(wù)完成情況等。

四、教學(xué)設(shè)計案例“危化品實驗室智能通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計與制作”

“?；穼嶒炇抑悄芡L(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計與制作”項目的整體設(shè)計框架如圖2所示。項目的目標(biāo)定位不是指向“while、for”語句的掌握，而是通過危化品實驗室的真實問題“危害氣體超標(biāo)”的編程解決，指向?qū)W生分析問題、解決問題的能力提升;活動設(shè)計充分關(guān)注以“學(xué)”為中心，以“危從何來”“何以解危”等環(huán)節(jié)不斷形成問題鏈。學(xué)生參與問題生成、界定、分析、編程解決、反思遷移的完整過程，評價融入學(xué)生回答問題、完成程序、反思梳理等活動中。

（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)

本課側(cè)重點是體驗計算機解決問題的一般過程，知識目標(biāo)（for、while等語句）與技能目標(biāo)（調(diào)試、運行）融入項目推進(jìn)過程中。目標(biāo)撰寫橫向采用三段式，縱向與活動對應(yīng)，每一層就是一個分解目標(biāo)。

1.通過“危從何來”與“何以解?！眱蓚€環(huán)節(jié)，聚焦真實情境中的問題，學(xué)生梳理出?；穼嶒炇铱赡墚a(chǎn)生的問題，以及針對毒氣超標(biāo)可以采取的措施。

2.通過“熱身”“智能初體驗”“突發(fā)智排除”3個環(huán)節(jié)，學(xué)生體驗用計算機編程解決問題的過程，能修改與拼接教師提供的代碼實現(xiàn)相應(yīng)功能。

3.通過對活動的反思，學(xué)生得出計算機編程解決問題的一般過程，在對for與while應(yīng)用場景的對比中辨析兩個循環(huán)的異同，并能正確遷移到其他的應(yīng)用場景。

（二）項目實施過程

1.“危”從何來

觀看視頻后，學(xué)生在對話中提出并聚焦問題。教師可以采用精煉貼切的小標(biāo)題吸引學(xué)生的關(guān)注，讓學(xué)生帶著問題走入情境中。

知識、技能與目標(biāo)分解：發(fā)現(xiàn)問題，分析?；穼嶒炇椅ｋU的來源。

學(xué)生討論問題。

教師在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上點題——濃度超標(biāo)問題。

2.何以解“?！?/p>

推動學(xué)生討論不斷形成問題，在對話中總結(jié)解決問題的策略，學(xué)生學(xué)習(xí)體現(xiàn)主體性、協(xié)同性。

知識、技能與目標(biāo)分解：通過對話協(xié)商找到解決毒氣超標(biāo)的辦法。

問題：毒氣濃度超標(biāo)，你的妙招是什么？

學(xué)生：中和、排氣等。

教師：聚焦排氣。

問題：毒氣排放，你的方法與步驟是什么？

學(xué)生討論、列舉。

教師總結(jié)梳理：規(guī)律排放與突發(fā)狀況及時排放。

3.熱身——人工排放，模擬排放實施策略（無硬件）

本部分是基礎(chǔ)語句知識點的學(xué)習(xí)，對于剛接觸Python語言的學(xué)生來說，教師的分析與講解很有必要。

知識、技能與目標(biāo)分解：了解time模塊的導(dǎo)入與time.sleep（）函數(shù)的應(yīng)用方法;能初步分析程序，通過復(fù)制來實現(xiàn)多次排放。

學(xué)生：運行半成品程序，其中設(shè)置了每天13：00進(jìn)行有毒氣體排放。

教師講解實現(xiàn)策略，print語句與time模塊的應(yīng)用。

學(xué)生用復(fù)制代碼的方式實現(xiàn)24小時的排放，需要重復(fù)應(yīng)用某些功能。

教師點題：可以用“循環(huán)”來實現(xiàn)。

4.智能初體驗——如何實現(xiàn)重復(fù)的“智能化”

直接復(fù)制拼接運行，確保問題解決的主線清晰。

知識、技能與目標(biāo)分解：for語句應(yīng)用場景的初步體驗，格式的初步認(rèn)識，能通過代碼拼接實現(xiàn)功能。

學(xué)生分析自己程序代碼中重復(fù)的部分，應(yīng)用提供的for語句進(jìn)行拼接，體驗“循環(huán)”的實現(xiàn)。

5.突發(fā)智排除——突發(fā)濃度超標(biāo)情況的解決

側(cè)重“突發(fā)濃度超標(biāo)”的編程解決，與“解題”對比，學(xué)習(xí)與計算機對話，學(xué)生體驗編程解決實際問題需要考慮輸入、輸出，采用半成品的方式來支撐，關(guān)注問題的解決思路。

知識、技能與目標(biāo)分解：while語句應(yīng)用場景的初步體驗，格式的初步認(rèn)識，通過分析了解計算機解決問題的“已知”與“結(jié)果”表達(dá)方式，同時初步體驗隨機函數(shù)的應(yīng)用。

問題：突發(fā)情況計算機如何知道？多少就算超標(biāo)？超標(biāo)后做什么？

對話：學(xué)生自然語言描述功能的實現(xiàn)。

教師提供程序半成品。

學(xué)生通過填空應(yīng)用while語句實現(xiàn)循環(huán)，了解突發(fā)濃度可用“隨機數(shù)”實現(xiàn)，體驗while語句的條件修改。

6.建構(gòu)——反思出新知

梳理計算機編程解決問題的一般過程，同時從當(dāng)前的應(yīng)用場景進(jìn)行遷移，進(jìn)一步比較for與while的區(qū)別。

知識、技能與目標(biāo)分解：學(xué)生學(xué)習(xí)反思的方法，在反思的過程中鏈接原有知識與新知實現(xiàn)遷移，同時獲得成功感。

學(xué)生：回顧?；穼嶒炇抑悄芡L(fēng)系統(tǒng)的編程實現(xiàn)過程，梳理計算機編程解決問題的一般程序，總結(jié)for與while應(yīng)用場景特點，嘗試遷移到其他的應(yīng)用場景。

【參考文獻(xiàn)】

[1]任友群，黃榮懷.普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）解讀[M].北京：高等教育出版社，2020.

[2]吳砥，王美倩，楊金勇.智能時代的信息素養(yǎng)：內(nèi)涵、價值取向與發(fā)展路徑[J].開放教育研究，2021（3）：46-53.

[3]百度百科.教學(xué)設(shè)計[EB/OL].（2021-4-16）[2022-5-10].https：//baike.baidu.com/item/E6%95%99%E5%AD%A6%E8%AE%BE%E8%AE%A1/6040050？fr=Aladdin.

[4]鐘啟泉.深度學(xué)習(xí)：課堂轉(zhuǎn)型的標(biāo)識[J].全球教育展望，2021（1）：14-33.

[5]格蘭特·威金斯，伊杰·麥克泰格.追求理解的教學(xué)設(shè)計[M].閆寒冰，宋雪蓮，賴平，譯.2版.上海：華東師范大學(xué)出版社，2017：224.