指向核心素養(yǎng)的高中信息技術(shù)學(xué)習(xí)支架設(shè)計(jì)策略

王永偉 浙江省青田縣伯溫中學(xué)

曹建香 浙江省麗水市教育教學(xué)研究院

高中信息技術(shù)課程以培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)為目標(biāo)，以學(xué)科大概念組織課程內(nèi)容，注重學(xué)生問(wèn)題解決及遷移能力的提升。為實(shí)現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》倡導(dǎo)在教學(xué)中實(shí)施項(xiàng)目學(xué)習(xí)，這就需要教師在確定學(xué)生的學(xué)習(xí)需求后，通過(guò)組織和創(chuàng)設(shè)支持性的教學(xué)資源和學(xué)習(xí)路徑，為學(xué)生開(kāi)展項(xiàng)目化學(xué)習(xí)提供合適的學(xué)習(xí)支架，從而引導(dǎo)學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，支持學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)，助力學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。

●學(xué)習(xí)項(xiàng)目與學(xué)習(xí)支架

學(xué)習(xí)支架是指在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中為學(xué)生提供幫助和支持的各種學(xué)習(xí)資源，能有效引導(dǎo)學(xué)生形成自我探究與學(xué)習(xí)的能力。

為引導(dǎo)學(xué)生的思維能力實(shí)現(xiàn)螺旋式上升，教師要根據(jù)學(xué)生不同階段的特征設(shè)計(jì)由“內(nèi)容項(xiàng)目”“挑戰(zhàn)項(xiàng)目”“拓展項(xiàng)目”組成的階梯式學(xué)習(xí)項(xiàng)目（如圖1）。其中，內(nèi)容項(xiàng)目是為學(xué)生開(kāi)展項(xiàng)目化學(xué)習(xí)提供支架或模板，適合學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)；挑戰(zhàn)項(xiàng)目一般在單元教學(xué)完成后開(kāi)展，可根據(jù)教學(xué)實(shí)際采用課內(nèi)課后相結(jié)合的方式實(shí)施；拓展項(xiàng)目是讓學(xué)有余力的學(xué)生自己設(shè)計(jì)任務(wù)并實(shí)施。[1]教師根據(jù)三種不同形式的項(xiàng)目，在項(xiàng)目的實(shí)施環(huán)節(jié)提供不同類(lèi)型或不同內(nèi)容的學(xué)習(xí)支架（范例、建議、提示性問(wèn)題、導(dǎo)圖、學(xué)習(xí)單等），以支持學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，助力項(xiàng)目任務(wù)的完成。

圖1

●學(xué)習(xí)支架的設(shè)計(jì)原則

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)支架的設(shè)計(jì)有四大原則，即多元性原則、層次性原則、適時(shí)性原則和引導(dǎo)性原則。

1.多元性原則

體現(xiàn)在提供支架的主體（教師、學(xué)生）“多元”以及學(xué)習(xí)支架的類(lèi)型與呈現(xiàn)形式的“多元”。

2.層次性原則

由于學(xué)生認(rèn)知和能力水平存在差異，因此，需要針對(duì)不同層次的學(xué)生設(shè)計(jì)不同的學(xué)習(xí)支架，以滿足他們的不同學(xué)習(xí)需求。

3.適時(shí)性原則

設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)支架的根本目的是讓學(xué)生在完成項(xiàng)目的過(guò)程中遇到困難時(shí)能及時(shí)獲取有效的幫助，因此教師要選擇在合適的時(shí)間、合適的階段提供合適的支架。

4.引導(dǎo)性原則

在項(xiàng)目活動(dòng)的逐步推進(jìn)中，學(xué)習(xí)支架起著引導(dǎo)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的作用。

●學(xué)習(xí)支架的設(shè)計(jì)案例

1.創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境，搭建情境支架

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)要求創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，真實(shí)的項(xiàng)目情境可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生快速融入到課堂學(xué)習(xí)中。

案例1：動(dòng)動(dòng)有獎(jiǎng)。

學(xué)生通過(guò)分析運(yùn)動(dòng)APP與運(yùn)動(dòng)智能設(shè)備聯(lián)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，呈現(xiàn)每日、每周，甚至每月的步數(shù)排行榜。該情境通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生觀察數(shù)據(jù)、討論數(shù)據(jù)、計(jì)算數(shù)據(jù)的方法來(lái)創(chuàng)設(shè)項(xiàng)目情境，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)投入項(xiàng)目學(xué)習(xí)。

運(yùn)動(dòng)APP需要采集運(yùn)動(dòng)者的哪些數(shù)據(jù)？步數(shù)排行榜的功能是如何實(shí)現(xiàn)的？它的運(yùn)動(dòng)卡幣是如何計(jì)算的？針對(duì)這些問(wèn)題，首先，讓學(xué)生置身于情境中并進(jìn)行合理的思考與分析（計(jì)步原理、卡幣計(jì)算等）；其次，教師使用手機(jī)投屏動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)某APP運(yùn)動(dòng)步數(shù)界面的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及福利社中的卡幣數(shù)據(jù)和獎(jiǎng)品；最后，提出本節(jié)的項(xiàng)目主題并讓學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)步數(shù)或項(xiàng)目情況進(jìn)行深入討論，逐步引導(dǎo)學(xué)生提煉核心要素，如步數(shù)、卡幣、天數(shù)等。

2.啟發(fā)學(xué)習(xí)思維，搭建問(wèn)題支架

教師可以基于創(chuàng)設(shè)的真實(shí)情境啟發(fā)學(xué)生思考，從中引申并設(shè)計(jì)出與學(xué)生年齡層次相符的不同類(lèi)型的一系列探究問(wèn)題，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)關(guān)鍵問(wèn)題的分析，幫助學(xué)生逐步形成解決問(wèn)題的方案。

案例2：出租車(chē)軌跡可視化分析。

為了分析人們的出行信息，優(yōu)化交通環(huán)境，教師采集了出租車(chē)的大量行駛軌跡數(shù)據(jù)，借助如圖2所示的問(wèn)題支架，引導(dǎo)學(xué)生圍繞下列問(wèn)題進(jìn)行思考、分析，并挖掘可視化軌跡背后的價(jià)值。

圖2

①出租車(chē)軌跡數(shù)據(jù)可通過(guò)什么方式獲?。恳粭l軌跡數(shù)據(jù)應(yīng)包含哪幾個(gè)屬性？軌跡數(shù)據(jù)與采集精度有無(wú)關(guān)系？（數(shù)據(jù)獲?。?/p>

②這些軌跡數(shù)據(jù)采用TXT格式文件組織和存儲(chǔ)，如何導(dǎo)入到對(duì)象？結(jié)合項(xiàng)目要求，有哪些數(shù)據(jù)是無(wú)關(guān)的？該怎樣快速清洗這些數(shù)據(jù)？（數(shù)據(jù)清洗）

③把每一輛出租車(chē)的軌跡作為一條出行線路進(jìn)行可視化，怎樣計(jì)算出租車(chē)當(dāng)日載客次數(shù)、停車(chē)時(shí)長(zhǎng)、空載平均速度與載客平均速度？（數(shù)據(jù)計(jì)算）

④根據(jù)行駛軌跡數(shù)據(jù)的可視化分析，怎樣優(yōu)化交通環(huán)境？有哪些具體措施？（數(shù)據(jù)分析應(yīng)用）

3.著眼學(xué)習(xí)任務(wù)，搭建學(xué)習(xí)單支架

在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)單是課堂教學(xué)中的一種重要的學(xué)習(xí)支架。巧妙設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)單可將學(xué)習(xí)目標(biāo)具體化、過(guò)程化、知識(shí)化，從而引導(dǎo)學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，積極主動(dòng)地探究、學(xué)習(xí)、交流。

案例3：簡(jiǎn)易五子棋游戲。

游戲雙方依據(jù)黑方先下、黑白交替輸入棋子位置的規(guī)則，分別使用黑白兩色的棋子，下在棋盤(pán)直線與橫線的交叉位置上，最先形成五子連線的一方獲勝。

教師根據(jù)項(xiàng)目情境與功能設(shè)計(jì)出如表1所示的本節(jié)課的課前預(yù)習(xí)單、課中導(dǎo)學(xué)單和課后學(xué)習(xí)單，為學(xué)生在不同的學(xué)習(xí)階段搭建不同內(nèi)容的學(xué)習(xí)支架，使學(xué)生在預(yù)習(xí)、交流、探究學(xué)習(xí)的過(guò)程中深入理解項(xiàng)目背后的算法思想與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識(shí)。其中，課前預(yù)習(xí)單讓學(xué)生在課前通過(guò)對(duì)項(xiàng)目的預(yù)習(xí)，初步了解項(xiàng)目的實(shí)踐內(nèi)容與實(shí)踐步驟，并對(duì)項(xiàng)目實(shí)施有一個(gè)整體的思路；課中導(dǎo)學(xué)單主要通過(guò)“抽象建?！O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法—編寫(xiě)程序—調(diào)試運(yùn)行”來(lái)學(xué)習(xí)和掌握二維數(shù)組；課后學(xué)習(xí)單可以讓學(xué)有余力的學(xué)生思考解決課堂中動(dòng)態(tài)生成的疑難問(wèn)題。

表1

4.聚焦學(xué)習(xí)難點(diǎn)，搭建圖表支架

對(duì)于項(xiàng)目學(xué)習(xí)中的重難點(diǎn)，學(xué)生可以通過(guò)觀察表格圖、思維導(dǎo)圖等，將教材中“看不見(jiàn)的”思維過(guò)程轉(zhuǎn)化為直觀清晰的圖表，為學(xué)習(xí)提供策略支持，以實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的本質(zhì)認(rèn)知和結(jié)構(gòu)化認(rèn)知。[2]

案例4：答題卡填涂識(shí)別。

在答題卡填涂識(shí)別的項(xiàng)目中，需要對(duì)答題卡中準(zhǔn)考證號(hào)填涂區(qū)的信息點(diǎn)逐一進(jìn)行檢測(cè)（準(zhǔn)考證號(hào)填涂區(qū)為9*10大小的區(qū)域，共90個(gè)填涂信息點(diǎn)）。答題卡中的每個(gè)信息點(diǎn)都有固定的坐標(biāo)值并按一定的順序排列，依據(jù)這種規(guī)律可抽象出如圖3所示的信息點(diǎn)坐標(biāo)示意圖。

圖3

借助示意圖可引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建信息點(diǎn)起始位置水平方向與垂直方向坐標(biāo)的計(jì)算模型：

①水平方向坐標(biāo)值x可表示為：x=xs+(fw+sw)*col；col為列號(hào)。

②垂直方向坐標(biāo)值y可表示為：y=ys+(fh+sh)*row；row為行號(hào)。

5.落實(shí)以評(píng)促學(xué)，搭建評(píng)價(jià)支架

在課堂教學(xué)中，教師要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、結(jié)果做出及時(shí)有效的評(píng)價(jià)。因此，教師可以根據(jù)情境性評(píng)價(jià)的要求，制訂評(píng)價(jià)量化表，并通過(guò)評(píng)價(jià)量表引導(dǎo)項(xiàng)目實(shí)施，幫助學(xué)生完成課堂反思。

案例5：口算題批改。

在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中，可以圍繞核心素養(yǎng)的整體要求，結(jié)合具體的項(xiàng)目?jī)?nèi)容，設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)量化表（如表2），突出評(píng)價(jià)的過(guò)程性、診斷性、激勵(lì)性，讓每位學(xué)生都有所學(xué)、有所思。

表2

●學(xué)習(xí)支架的設(shè)計(jì)路徑

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)支架要以學(xué)生為中心，支持學(xué)生將已有的知識(shí)遷移到新知識(shí)的理解和問(wèn)題解決中，并圍繞項(xiàng)目學(xué)習(xí)中所涉及的“項(xiàng)目背景”“項(xiàng)目指導(dǎo)”“項(xiàng)目設(shè)計(jì)”“項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)”“項(xiàng)目評(píng)價(jià)”五個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)（針對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)若干個(gè)支架，支架間相互銜接、相互助力），具體設(shè)計(jì)路徑如圖4所示。

圖4

綜上所述，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)支架的設(shè)計(jì)要以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體、探究合作為手段，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)支架對(duì)領(lǐng)域知識(shí)學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)的輔助作用，并對(duì)學(xué)生對(duì)新知識(shí)和新方法的認(rèn)知和運(yùn)用加以引導(dǎo)。通過(guò)搭建多種類(lèi)型的學(xué)習(xí)支架，幫助學(xué)生主動(dòng)地解決問(wèn)題，使學(xué)生在真實(shí)的項(xiàng)目活動(dòng)中習(xí)得知識(shí)、獲得能力、提升素養(yǎng)。