基于深度學習的高中信息技術教學設計與實踐

何國柱

【摘 ?要】 長期以來，信息技術課程在各級學校未能得到充分重視，常常陷入形式化的窘境。教師對信息技術課的教學觀念，也呈現(xiàn)出功利化的傾向，過于注重講授計算機的操作與應用技巧，沒有注重學生對信息技術理論知識的思考、分析與內化，未達到國家開設該課程的目標?；诖耍恼轮饕懻摿松疃葘W習理論在高中信息技術教學中的應用策略。首先明確了深度學習的內涵與特征，然后闡述了基于深度學習理論的信息技術教學過程，給出了具體的教學策略，強調了知識構建和實踐體驗的重要性，最后論述了深度學習理論在培養(yǎng)學生信息技術學科核心素養(yǎng)方面的關鍵作用。

【關鍵詞】 深度學習;高中信息技術;教學設計

一、深度學習的內涵與特征

費倫斯·馬頓和羅杰·薩爾喬首次提出了深度學習的概念，將學生的學習方法劃分為“深度學習”和“淺層學習”兩種。隨后，許多學者進行了大量的相關研究，其中包括比格斯（John Biggs）和諾爾·恩蒂維斯爾（Noel Entwistle）等人。這些學者一致認可深度學習在學習過程中的重要性，認為深度學習強調的是對知識的理解和應用，而不僅僅是記憶和重復。

在我國，深度學習的相關研究也開展得較早，郭華教授將深度學習視為學生全身心地投入學習并從中獲得成長的過程。在這個過程中，學生需要關注學習的核心主題，接受任務挑戰(zhàn)，掌握并理解基本知識和方法，構建自己的知識體系，能夠創(chuàng)新地解決問題。深度學習不僅有助于學生形成積極的學習動機和正確的價值觀，還能提高他們的邏輯思維能力，培養(yǎng)他們的核心素養(yǎng)和創(chuàng)新精神。郭華教授還特別強調了深度學習的五個關鍵特征，即活動與體驗、聯(lián)想與結構、本質與變式、遷移與創(chuàng)造以及價值與評判。這五個特征反映了學生在深度學習過程中的主要活動和發(fā)展階段。

二、基于深度學習的信息技術教學設計概述

（一）活動與體驗

教師通過構建問題情境，整合多學科領域的內容，并以主題項目開發(fā)為主線貫穿整個教學過程。這樣的設計充分利用了大單元設計和項目式學習的概念，以宏觀建構的方式規(guī)劃和組織了活動。學生在這個過程中通過實踐和體驗，積極參與項目開發(fā)，并解決了實際問題，從而深入理解了信息技術在不同領域的應用和影響。通過跨學科的整合，學生獲得了更廣泛的知識背景和全面的學科視野，提升了學科核心素養(yǎng)，具有了綜合能力和創(chuàng)新思維。

（二）聯(lián)想與結構

在設計教學流程時，教師需要注重培養(yǎng)學生有效結合新舊知識的能力，幫助學生建立一個全面而連貫的知識體系。在開發(fā)主題項目的流程中，教師可以利用各種教學輔助工具可視化學生的知識結構，讓學生能更好地理解新舊知識之間的聯(lián)系。例如在教學中引入知識導圖，有助于學生更系統(tǒng)地構建知識網絡，促進知識與概念的整合、深化。

（三）本質與變式

在教學設計中，首要目標是讓學生能夠深入理解并熟練運用學科的基礎理論和方法，達到學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標，這是“本質”?！白兪健眲t指教師激勵學生在具體的項目實踐中，通過自身學科核心素養(yǎng)的能力驅動，巧妙地運用掌握的基本知識和技能解決項目中的各類問題。對此教師需要找到一個平衡點，以便在學生掌握基礎知識的同時，鼓勵他們發(fā)揮主觀能動性，把知識與技能應用到實踐中。

（四）遷移與創(chuàng)造

教學設計的目標是培養(yǎng)學生將所學的知識與技能應用到其他環(huán)境中的實踐與創(chuàng)造能力。在設計教學流程時，教師既要鼓勵學生利用已經掌握的知識和技能解決當前的實際問題，又要鼓勵學生借助知識與技能的遷移、創(chuàng)造，去進一步解決其他環(huán)境的問題，乃至未來發(fā)生的問題。這樣的教學策略不僅能夠加強學生對知識的深入理解，還鍛煉了學生面對新問題時解決問題的能力。

（五）價值與評判

教學設計要引導學生樹立積極、正面的價值觀。教師應鼓勵學生進行批判性思考，以提升其理解和批判思考的能力。楊永明教授指出，“信息技術教育，不僅要重視技術層面的技能教授，還應關注學生價值觀的引導與塑造?！币虼嗽诮虒W設計中，特別是在項目實踐環(huán)節(jié)，教師應強調學生在解決問題的過程中，反思自身解決問題的方式是否會對社會、他人及環(huán)境產生正面的影響。在這樣的引導下，學生不僅能獲取信息技術知識，還能形成正確的價值觀。

三、基于深度學習理論的高中信息技術教學策略

（一）確定項目主題

根據大單元教學理念，教師可以選擇一個涵蓋了多個領域、與信息技術緊密相連、具有一定復雜性的主題;可以選擇與當前熱門話題，如“物聯(lián)網”“人工智能”或“大數據”等相關的主題。主題應體現(xiàn)學生的生活實際或興趣，以激發(fā)學生的學習興趣，促使他們主動地探索和學習。在項目開展前，教師可以通過主題討論，讓學生提出他們感興趣的領域，并讓學生嘗試找出與信息技術相關的主題。這種自主選擇的過程，不僅可以激發(fā)學生的學習動機，還可以優(yōu)化他們解決問題的能力和批判性思維。

（二）設定學習目標

教師應根據學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求設定具體的學習目標，包括理論知識、技術技能、創(chuàng)新思維和團隊協(xié)作等方面。學習目標既要注重知識的深入理解和掌握，又要關注技能與實踐能力的提高。這一階段的任務是為學生提供明確的方向和參考標準，使他們能夠了解自己需要學習和掌握哪些知識和技能，以及應如何利用這些知識和技能解決實際問題。

（三）設計學習活動

教師可以設計一系列讓學生在實踐中進行學習和應用知識的活動，可以通過這些實踐活動，鼓勵學生主動探索、提出問題、尋求解答。這一階段，學生的主動性和創(chuàng)新性得到了充分發(fā)揮。在設計學習活動時，教師需要考慮任務的復雜性、挑戰(zhàn)性和相關性，確保學生能夠在完成任務的過程中，深化理解并實際運用所學的信息技術知識。例如在設計一個人臉識別應用程序的項目中，學生需要了解并應用深度學習、計算機視覺等相關技術，還需要解決數據收集、模型訓練和算法優(yōu)化等實際問題。在這個過程中，學生不僅可以提升自己的技術能力，還能體驗到解決復雜問題的樂趣和成就感。

（四）提供反饋和支持

教師在學生活動的過程中，應提供及時的反饋和支持，定期查看學生的進度，提出問題，引導學生進行深度思考;還需要提供技術上的支持，幫助學生解決技術問題。在這個階段，教師的角色是一個引導者、支持者和合作者。教師通過提供反饋，引導學生進行深度思考，提升了學生的學習效果。例如教師可以定期檢查學生的項目進度，并在他們遇到困難時提供幫助，不僅可以保證學生的學習進度，還可以及時發(fā)現(xiàn)并解決學生在學習過程中遇到的問題。這樣的反饋和支持，可以讓學生感到被關注、被理解，增強了他們的學習自信和動力。

（五）評估學習成果

教師需要全面評估學生的學習成果，評估內容應涵蓋學習目標的各個方面，包括知識理解、技能應用和創(chuàng)新思維等;應以過程性來評估結果，讓學生對自身的優(yōu)點和不足有更清晰的認識，以此為基礎，針對性地指導學生進行下一步的學習。例如教師可以通過評估學生的項目報告、演示和反思等，了解他們在知識理解、技能應用和創(chuàng)新思維等方面的表現(xiàn)，并據此給出針對性的反饋和建議。

綜上，可以看到，基于深度學習理論的高中信息技術課堂教學設計與教學策略的有效實踐，有助于提升學生理解、應用與實踐信息技術知識的能力，激發(fā)了學生的創(chuàng)新思維和團隊合作精神，提高了學生的學科核心素養(yǎng)。

四、教學案例分析

下文將通過案例分析的方式，詳細地展示如何基于深度學習進行教學設計和策略制訂，以及這些設計和策略在實際教學中的應用效果，為教師在教學實踐中提供一些參考和啟示。本案例選自粵教版必修六第四章第四節(jié)“綜合應用項目開發(fā)”的實踐應用部分，學生需要通過設計、開發(fā)和實踐項目，全面體驗整個開源軟硬件項目的開發(fā)過程，從而深入理解并掌握常用開源軟硬件的基本概念、功能和技術特性，如表1所示。

基于以上Arduino的自動灌溉系統(tǒng)項目開發(fā)案例，可以看到，深度學習在教學設計和策略制訂中的重要性和有效性。案例分析的結果表明，結合深度學習的教學策略，能夠有效地提升學生的信息技術知識的實操技能，還能激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和團隊協(xié)作精神，有效地培養(yǎng)了學生的信息技術學科核心素養(yǎng)。

參考文獻：

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