基于信息素養(yǎng)培養(yǎng)的問題情境教學(xué)探究

【摘 要】以發(fā)展高中生信息素養(yǎng)為目標(biāo)導(dǎo)向的問題情境教學(xué)與課程改革要求的理念高度契合，為解決高中信息技術(shù)學(xué)習(xí)中學(xué)生難以學(xué)以致用的教學(xué)困境提供了可行的路徑?；谛畔⑺仞B(yǎng)培養(yǎng)的問題情境教學(xué)需要以較大的主題或項目整合教學(xué)內(nèi)容，以持久思考性的核心問題貫穿學(xué)習(xí)過程，以真實問題助力學(xué)生持久深入學(xué)習(xí)，以問題解決實現(xiàn)知識的遷移應(yīng)用。文章以“編程計算”教學(xué)為例探討如何在問題情境教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】信息素養(yǎng) 高中信息技術(shù) 問題情境 教學(xué)探究

【中圖分類號】G623.58? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A? 【文章編號】1002-3275（2023）14-59-03

信息技術(shù)是一門源于生活、寓于生活、用于生活的學(xué)科。高中信息技術(shù)以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過分析數(shù)據(jù)形成算法，構(gòu)建或應(yīng)用信息系統(tǒng)服務(wù)于信息社會。由于部分知識點邏輯性、專業(yè)性較強(qiáng)，與學(xué)生既有的學(xué)習(xí)、生活經(jīng)驗聯(lián)系較小，學(xué)生不能清晰地感知所學(xué)知識能夠解決什么類型的問題，不能順利實現(xiàn)知識的遷移和應(yīng)用，從而阻礙學(xué)生信息素養(yǎng)的提升。如何打破當(dāng)前教學(xué)困境，切實提高育人成效，成為當(dāng)前高中信息技術(shù)教學(xué)中亟待突破的問題。

《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱課程標(biāo)準(zhǔn)）提出高中信息技術(shù)課程旨在全面提升全體高中學(xué)生的信息素養(yǎng)。學(xué)生應(yīng)“從解題走向解決問題”，通過問題解決提升學(xué)生的信息素養(yǎng)。建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)總是與一定的社會文化背景相聯(lián)系的。這“一定的社會文化背景”就是情境。情境即情況、環(huán)境，是由外界、景物、事件和人物關(guān)系等因素構(gòu)成的某種具體的境地。［1］創(chuàng)設(shè)含有具體事件或具體問題的情境，使學(xué)生在探求事件或解決問題的過程中自發(fā)地學(xué)習(xí)知識、構(gòu)建意義就是情境教學(xué)。這里的情境是基于現(xiàn)實世界的，是與現(xiàn)實世界一致或類似的。情境教學(xué)與課程改革要求的理念非常契合，將情境教學(xué)與問題解決結(jié)合起來，為解決上述教學(xué)困境提供了可行的路徑。

一、構(gòu)建以發(fā)展高中生信息素養(yǎng)為目標(biāo)的問題情境教學(xué)

以發(fā)展高中生信息素養(yǎng)為目標(biāo)導(dǎo)向的問題情境教學(xué)緊緊圍繞著“通過問題解決助力學(xué)生掌握知識、提升素養(yǎng)”這一主旨，建立單元課程問題觀念，創(chuàng)設(shè)問題情境，設(shè)計核心問題，開展問題情境教學(xué)。具體而言，就是在課程標(biāo)準(zhǔn)指引下，圍繞一個較大的主題或項目整合相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計核心問題作為教學(xué)主線，并根據(jù)學(xué)生已有的知識、能力、思維水平，將難以解決的核心問題拆分成若干個小問題，這些問題環(huán)環(huán)相扣、層層深入，問題之間形成嚴(yán)密完整的邏輯。學(xué)生在解決小問題的同時激發(fā)思維，發(fā)展認(rèn)知，最終形成解決核心問題的方法與策略，并從中體驗信息技術(shù)行業(yè)實踐者真實的工作模式和思考方式，感悟信息技術(shù)學(xué)科方法、思想與內(nèi)涵，從而提升信息素養(yǎng)。以提升信息素養(yǎng)為目標(biāo)的問題情境教學(xué)設(shè)計如圖1所示。

（一）以較大的主題或項目整合教學(xué)內(nèi)容

在課程標(biāo)準(zhǔn)指引下，圍繞一個較大的主題或項目，教師解構(gòu)、關(guān)聯(lián)和重組教材，將知識結(jié)構(gòu)化、有機(jī)地組織在一起，使學(xué)習(xí)內(nèi)容更具有廣度、深度和厚度，學(xué)生從中了解問題解決的全過程，提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，最終形成對知識全面、完整的認(rèn)識。［2］在問題情境教學(xué)中，教師要從整體上思考所創(chuàng)設(shè)的問題情境、所解決的問題，是否能持續(xù)地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)力、思考力，是否能落實核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

（二）以持久思考性的核心問題貫穿學(xué)習(xí)過程

核心問題是能反映學(xué)科本質(zhì)，能引導(dǎo)學(xué)生不斷思考和理解，能鼓勵學(xué)生超越思維、知識、狹隘經(jīng)驗，進(jìn)行更深刻的遷移和應(yīng)用的問題。教師應(yīng)將核心問題貫穿整個學(xué)習(xí)過程，幫助學(xué)生厘清解決問題的思路，形成解決問題的基本策略，在解決問題的過程中激發(fā)學(xué)生更多思考，產(chǎn)生疑問，引發(fā)高階思考，刺激思維生長，逐步抽象出學(xué)科的上位概念和思想。

（三）以真實問題助力學(xué)生持久深入學(xué)習(xí)

課程標(biāo)準(zhǔn)指出，在課程中融入真實問題情境，既要與信息技術(shù)內(nèi)容相關(guān)，也要和學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗、生活經(jīng)歷關(guān)聯(lián)起來。真實問題是指問題具有真實性，強(qiáng)調(diào)情境與學(xué)生經(jīng)驗的聯(lián)系、與學(xué)生好奇心的結(jié)合，它是學(xué)生溝通知識與思維、將知識轉(zhuǎn)化為素養(yǎng)的橋梁。真實問題讓學(xué)生有身臨其境的感覺，能激發(fā)學(xué)生積極主動地參與到解決實際問題的過程中，促進(jìn)學(xué)生對問題的思考和探究，將學(xué)習(xí)引向深入。

（四）以問題解決實現(xiàn)知識的遷移應(yīng)用

學(xué)生在解決問題的過程中，要查閱資料、提出假設(shè)、探究驗證，同時會遇到很多困難和問題，經(jīng)過試錯、探索、領(lǐng)悟、合作、分享、反思，逐漸學(xué)會學(xué)習(xí)，提升綜合能力，得到成長。

二、問題情境教學(xué)實例剖析

能否合理設(shè)計程序解決生活中的實際問題，體現(xiàn)學(xué)生信息素養(yǎng)水平?！熬幊逃嬎恪笔恰缎畔⒓夹g(shù)必修1數(shù)據(jù)與計算》第二單元的教學(xué)內(nèi)容，該單元內(nèi)容專業(yè)性、邏輯性較強(qiáng)，與學(xué)生既有的學(xué)習(xí)經(jīng)驗、生活經(jīng)歷關(guān)聯(lián)較小，學(xué)生普遍難以從整體上把握知識，不能清晰地感知所學(xué)知識能夠解決什么類型的問題。為此，筆者將問題情境教學(xué)充分運(yùn)用于該模塊的教學(xué)中，取得了較好的教學(xué)效果。

（一）以問題解決為導(dǎo)向確定單元學(xué)習(xí)目標(biāo)

結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的內(nèi)容要求和學(xué)業(yè)質(zhì)量水平要求，該模塊教學(xué)要求學(xué)生掌握算法和程序設(shè)計的方法，體驗計算思維內(nèi)涵，并能遷移應(yīng)用知識解決生活中的實際問題。具體的單元學(xué)習(xí)目標(biāo)如下：①了解計算機(jī)解決問題的基本過程，能夠繪制流程圖，感知算法與程序在實際生活中的應(yīng)用。②掌握順序、選擇和循環(huán)三種程序結(jié)構(gòu)的原理與方法，能夠描述三種程序結(jié)構(gòu)的使用范圍、分類、特點及執(zhí)行過程。③能多角度分析問題，利用Python語言實現(xiàn)算法，解決生活中的實際問題。④在解決問題的過程中，愿意與團(tuán)隊成員共享信息，對他人的作品能夠給予恰當(dāng)?shù)脑u價。

（二）學(xué)情解讀

高中生思維較靈活，善于觀察思考問題，具備一定的邏輯思維能力，針對同一問題可以提出多種假設(shè)。經(jīng)過義務(wù)教育階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生已具備一定的信息技術(shù)基礎(chǔ)，能夠嘗試?yán)糜嬎銠C(jī)去解決問題，但基本上沒有形成計算思維，對如何利用程序解決問題的方法和過程缺乏系統(tǒng)分析和梳理能力，無法感受計算機(jī)編程的魅力。

本單元教學(xué)從學(xué)生身邊的實際問題入手，對實際問題進(jìn)行拆解、建模、編程實現(xiàn)，探究程序解決問題的方法和過程，為解決更復(fù)雜的問題奠定基礎(chǔ)。

（三）單元主題設(shè)計

在對教學(xué)目標(biāo)和學(xué)情充分分析、了解的基礎(chǔ)上，選取學(xué)生身邊的日常生活素材設(shè)計單元主題：在剛剛經(jīng)歷的學(xué)校50周年校慶活動中，有郵折、明信片套裝、手機(jī)扣、書簽等多達(dá)13種定制文創(chuàng)紀(jì)念品，深受大家的喜愛。由于每款產(chǎn)品定價不一，折扣優(yōu)惠條件各不相同，如何根據(jù)本班收到的班費(fèi)和人數(shù)設(shè)計相對應(yīng)的購買方案，實現(xiàn)購買物品種類和數(shù)量最多呢？

設(shè)計意圖：要解決這個問題，需要掌握算法、流程圖、順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)的原理與方法，在此基礎(chǔ)上，將這些知識整合遷移應(yīng)用，形成問題解決的策略并用程序?qū)崿F(xiàn)。通過解決這個實際問題，將相關(guān)知識點串成鏈，學(xué)生能清晰地感知知識“從何而來，能到哪去”，從而突破教學(xué)難點。

（四）單元核心問題解構(gòu)設(shè)計

在單元學(xué)習(xí)過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生持續(xù)思考核心問題：①程序結(jié)構(gòu)是什么？有什么特點？適合解決哪一類問題？②如何合理運(yùn)用程序結(jié)構(gòu)解決問題？

本單元以解決實際問題為核心，由于核心問題難度較高，學(xué)生難以抽象概括，因此將核心問題先解構(gòu)成問題鏈和任務(wù)群，在解決問題鏈的同時學(xué)習(xí)對應(yīng)的知識，最后整合知識，形成單元問題的解決方案（見表1）。學(xué)生在問題解決過程中實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)，由點到面，形成對知識全面、完整的認(rèn)識。

（五）教學(xué)過程示意

將“編程計算”單元教學(xué)過程整理如圖2所示。

（六）教學(xué)效果及反思

為驗證教學(xué)效果，筆者在實施問題情境教學(xué)前進(jìn)行前測，測試對象為2021學(xué)年高一入學(xué)新生，通過SPSS 25.0軟件對測試成績進(jìn)行獨立樣本T檢驗（見表2），從中選擇了兩個沒有顯著差異的1班、3班作為實驗對象。以隨機(jī)抽取的方式安排1班為干預(yù)組，采用問題情境教學(xué)法教學(xué)，3班作為對照組，采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法教學(xué)。在高一必修1《數(shù)據(jù)與計算》教學(xué)結(jié)束后，對實驗對象進(jìn)行后測，后測試題編制參考廣州市高中信息技術(shù)學(xué)業(yè)水平考試要求。

經(jīng)過檢驗，干預(yù)組的成績顯著高于對照組（T=4.180，P<0.001），表明問題情境教學(xué)法取得較好的教學(xué)效果。具體體現(xiàn)如下：

第一，學(xué)生在分析問題、設(shè)計算法、編程解決問題的過程中，要梳理、整合、重組、運(yùn)用知識，經(jīng)歷從低階思維向高階思維發(fā)展的一系列思維活動，符合科學(xué)的認(rèn)知規(guī)律，能夠切實提升思維能力。

第二，相較于傳統(tǒng)教學(xué)，問題情境教學(xué)更能激發(fā)學(xué)生的挑戰(zhàn)欲望，為了妥善解決問題，學(xué)生要深入思考和探究，關(guān)注所學(xué)知識背后的思維、方法與觀念，促使深度學(xué)習(xí)真正發(fā)生。

第三，在解決問題過程中，學(xué)生愿意與團(tuán)隊成員分工合作、交流表達(dá)，顯著改善學(xué)習(xí)態(tài)度。

發(fā)展高中生信息素養(yǎng)是信息技術(shù)課程育人價值的集中體現(xiàn)，在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，問題情境教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)有顯著成效，教師可加以借鑒，并進(jìn)行更深入的探索。

【參考文獻(xiàn)】

［1］王春妮．小學(xué)數(shù)學(xué)情境教學(xué)有效性研究［D］．濟(jì)南：山東師范大學(xué)，2017：15．

［2］鄭子燕．基于問題導(dǎo)向的初中美術(shù)大單元教學(xué)應(yīng)用研究：以旗袍設(shè)計為例［J］．美術(shù)教育研究，2022（2）：164-165.

楊志柯 / 廣東廣州市花都區(qū)秀全中學(xué)，高級教師，從事中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)（廣州 510800）

【基金項目】廣州市教育科學(xué)規(guī)劃2022年度能效課題“基于學(xué)科核心素養(yǎng)的中學(xué)信息技術(shù)情境化教學(xué)實踐研究”（202214079）