基于高階思維能力培養(yǎng)的高中信息技術(shù)大單元教學(xué)實(shí)踐

【摘要】隨著課程改革不斷深入，高中信息技術(shù)面臨新的挑戰(zhàn)與新的機(jī)遇。為了有效提高學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)，教師應(yīng)立足大單元教學(xué)視角，關(guān)注學(xué)生的高階思維能力培養(yǎng)，提高信息技術(shù)教學(xué)的整體性和有效性，為學(xué)生的全面發(fā)展提供保障。文章探究基于高階思維能力培養(yǎng)的高中信息技術(shù)大單元教學(xué)策略，以期為教師開展教學(xué)提供參考。

【關(guān)鍵詞】高階思維；高中信息技術(shù)；大單元教學(xué)

【基金項(xiàng)目】本文系南通市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021年度課題“大單元視野下的信息技術(shù)教學(xué)中學(xué)生高階思維培養(yǎng)的研究”（課題立項(xiàng)編號(hào)：GH2021363）的研究成果。

作者簡(jiǎn)介：楊文鵬（1980—），男，江蘇省通州高級(jí)中學(xué)。

為深入貫徹落實(shí)“立德樹人”根本任務(wù)，《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》對(duì)教學(xué)理念、教學(xué)方法以及教學(xué)組織形式等提出新要求。新時(shí)期下，傳統(tǒng)的教學(xué)方式無(wú)法滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，指向高階思維能力培養(yǎng)的大單元教學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。大單元教學(xué)以單元為單位，能夠挖掘單元知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，針對(duì)學(xué)生“學(xué)一課忘一課”的現(xiàn)象，打破課時(shí)教學(xué)的壁壘，驅(qū)動(dòng)學(xué)生開展主題化學(xué)習(xí)。教師應(yīng)開展大單元教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

一、基于高階思維能力培養(yǎng)的高中信息技術(shù)大單元教學(xué)應(yīng)遵循的原則

（一）以學(xué)科核心素養(yǎng)為依據(jù)

要想培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力，教師需要以學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，在大單元教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，準(zhǔn)確把握信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)與大單元教學(xué)之間的關(guān)聯(lián)，設(shè)計(jì)符合學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求的大單元教學(xué)目標(biāo)，確保大單元教學(xué)有據(jù)可依。以學(xué)科核心素養(yǎng)為依據(jù)是基于高階思維能力培養(yǎng)的高中信息技術(shù)大單元教學(xué)應(yīng)遵循的首要原則。

（二）以全體學(xué)生為中心

要想從低階思維能力培養(yǎng)邁向高階思維能力培養(yǎng)，教師無(wú)論如何設(shè)計(jì)大單元教學(xué)活動(dòng)，都需要秉持“以學(xué)生為中心”的原則，肯定學(xué)生為信息技術(shù)教學(xué)的主體，使信息技術(shù)教學(xué)回歸“人”之根本［1］。換言之，教師應(yīng)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)特征與認(rèn)知規(guī)律，從學(xué)生的真實(shí)水平與需求出發(fā)設(shè)計(jì)單元任務(wù)，避免過(guò)多主導(dǎo)教學(xué)，促使學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

（三）以能力發(fā)展為目的

學(xué)生的高階思維能力培養(yǎng)有賴于其發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題以及解決問(wèn)題的過(guò)程與體會(huì)。也就是說(shuō)，高階思維能力培養(yǎng)離不開學(xué)生的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)體驗(yàn)，需要學(xué)生將所學(xué)理論知識(shí)通過(guò)解決具體問(wèn)題轉(zhuǎn)化為技能，提煉為經(jīng)驗(yàn)。為此，在基于高階思維能力培養(yǎng)的高中信息技術(shù)大單元教學(xué)中，教師應(yīng)遵循“以能力發(fā)展為目的”的原則，不斷向?qū)W生提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生解決問(wèn)題，并鼓勵(lì)學(xué)生提出新的問(wèn)題，將學(xué)生置于多類問(wèn)題情境中，強(qiáng)化學(xué)生的問(wèn)題解決能力。

二、以高階思維能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的高中信息技術(shù)大單元教學(xué)優(yōu)勢(shì)

（一）助力思維強(qiáng)化

高階思維能力既包含基本創(chuàng)新思維，又包含學(xué)生解決問(wèn)題時(shí)需要的決策力、深度探究意識(shí)以及質(zhì)疑批判思維等，是指向?qū)W生潛能挖掘，能真正同步提高其智力水平與實(shí)操技能的重要能力。在信息技術(shù)領(lǐng)域，“創(chuàng)新”是影響行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。教師采取大單元教學(xué)策略，注重學(xué)生的高階思維強(qiáng)化，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，讓學(xué)生在面對(duì)復(fù)雜問(wèn)題時(shí)不囿于單一思路，找到解決問(wèn)題的突破口，切實(shí)發(fā)展創(chuàng)新創(chuàng)造能力。在此過(guò)程中，學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)、決策力以及批判性思維等能夠同步得到強(qiáng)化，學(xué)生能夠主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題，運(yùn)用系統(tǒng)思維深入分析問(wèn)題，理解問(wèn)題的價(jià)值，通過(guò)獨(dú)立思考、小組合作與實(shí)踐探究解決問(wèn)題。

（二）發(fā)展核心素養(yǎng)

以培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力為導(dǎo)向，實(shí)施信息技術(shù)大單元教學(xué)，需要教師既向?qū)W生有序傳授理論知識(shí)與技能，又關(guān)注學(xué)生的科學(xué)探究精神培養(yǎng)與信息技術(shù)品德培養(yǎng)等，以學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)為終極目標(biāo)。在科技與網(wǎng)絡(luò)高度發(fā)展的背景下，信息技術(shù)是社會(huì)發(fā)展與進(jìn)步的重要支架。要想成為合格的復(fù)合型信息技術(shù)人才，學(xué)生必須既能熟練使用基本工具，又具備良好的理論基礎(chǔ)與研究素養(yǎng)。大單元教學(xué)能夠使學(xué)生的主體性被放大，讓學(xué)生通過(guò)獨(dú)立探究或小組合作學(xué)習(xí)的方式，真正理解信息技術(shù)的本質(zhì)，并逐步將信息技術(shù)知識(shí)從文字理論轉(zhuǎn)化為實(shí)操技能，樹立正確的情感、態(tài)度與價(jià)值觀。

（三）優(yōu)化學(xué)習(xí)策略

傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，教師往往一味地給學(xué)生灌輸信息技術(shù)知識(shí)，忽視了對(duì)學(xué)生思維與學(xué)習(xí)方法的點(diǎn)撥。以培養(yǎng)高階思維能力為導(dǎo)向，開展信息技術(shù)大單元教學(xué)實(shí)踐，能夠?qū)⑴囵B(yǎng)學(xué)生思維放在重要位置，指引學(xué)生完善學(xué)習(xí)方法。學(xué)生不再是被動(dòng)接受知識(shí)的對(duì)象，而是投入真實(shí)情境，圍繞核心任務(wù)開展項(xiàng)目化探究的“主人公”［2］。如此，學(xué)生能夠得到鼓勵(lì)，在大單元學(xué)習(xí)模式下主動(dòng)思考，深入探究，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，突破死記硬背的學(xué)習(xí)困境，借助所學(xué)知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，形成終身學(xué)習(xí)意識(shí)。

三、指向高階思維培養(yǎng)的高中信息技術(shù)大單元教學(xué)的路徑

（一）設(shè)置挑戰(zhàn)性任務(wù)，調(diào)動(dòng)學(xué)生探究興趣

挑戰(zhàn)性任務(wù)指具有一定難度，能夠考驗(yàn)學(xué)生真實(shí)學(xué)習(xí)水平的學(xué)習(xí)任務(wù)。設(shè)置挑戰(zhàn)性任務(wù)是實(shí)施信息技術(shù)大單元教學(xué)，為學(xué)生高階思維培養(yǎng)探明方向的主要策略。需要注意的是，教師需要匹配學(xué)情，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容設(shè)置挑戰(zhàn)性任務(wù)，以調(diào)動(dòng)學(xué)生的探究興趣，使學(xué)生主動(dòng)參與討論、探究過(guò)程，指引學(xué)生通過(guò)主動(dòng)探究找到問(wèn)題的解決方案。為合理設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)性任務(wù)，教師應(yīng)考慮以下方面。首先，任務(wù)設(shè)計(jì)要貼近學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，具有現(xiàn)實(shí)意義。其次，任務(wù)的內(nèi)容與形式要體現(xiàn)多樣性，讓學(xué)生有充足的自主探索空間，方便學(xué)生從不同角度提出不同的問(wèn)題解決方案。最后，任務(wù)要整合單元教學(xué)內(nèi)容，涉及多個(gè)知識(shí)點(diǎn)與技能［3］。以教科版高中信息技術(shù)必修1“編程計(jì)算”的單元教學(xué)為例。在正式開始教學(xué)前，教師統(tǒng)籌梳理計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、常用函數(shù)、算法的三種基本結(jié)構(gòu)等本單元的重難點(diǎn)知識(shí)，設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的挑戰(zhàn)性任務(wù)。教師設(shè)計(jì)以下任務(wù)背景：假設(shè)你現(xiàn)在是一個(gè)電商平臺(tái)的銷售數(shù)據(jù)分析師，某品牌即將要銷售一款新產(chǎn)品，需要你使用算法對(duì)銷售數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。教師設(shè)計(jì)如下任務(wù)要求：導(dǎo)入過(guò)去×個(gè)月該品牌的熱銷產(chǎn)品銷售數(shù)據(jù)，從銷售額、利潤(rùn)最大值及利潤(rùn)最小值等方面入手，繪制新產(chǎn)品在不同時(shí)間段的銷售額走勢(shì)圖。教師提出如下任務(wù)條件：可以使用Python3.4.4與常用函數(shù)完成必要數(shù)據(jù)的讀取、計(jì)算與預(yù)測(cè)。為完成該任務(wù)，學(xué)生會(huì)綜合單元的所有知識(shí)與所學(xué)的相關(guān)技能，利用收集的數(shù)據(jù)編寫銷售額預(yù)測(cè)程序，完成盡可能準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。該挑戰(zhàn)性任務(wù)難度適中，有助于學(xué)生在解決具體問(wèn)題的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，改進(jìn)解決問(wèn)題的方法，有效培養(yǎng)高階思維能力。

（二）鼓勵(lì)自主性探索，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力

要想使學(xué)生進(jìn)入深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域，單純依靠教師對(duì)學(xué)生的教學(xué)指導(dǎo)是不夠的，需要學(xué)生主動(dòng)、積極地對(duì)信息技術(shù)知識(shí)進(jìn)行深層思考與討論，開展深度學(xué)習(xí)。因此，要想提升高中信息技術(shù)大單元教學(xué)質(zhì)量與效果，教師需要鼓勵(lì)并引導(dǎo)學(xué)生開展自主性學(xué)習(xí)，尊重學(xué)生的想法與感受，讓學(xué)生在體驗(yàn)學(xué)習(xí)的過(guò)程中發(fā)揮主觀能動(dòng)性，成為信息技術(shù)知識(shí)的探索者，而非接受者。具體而言，為了驅(qū)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，教師應(yīng)深入研究教材，搜集相關(guān)的書籍、熱門話題、新聞報(bào)道等教學(xué)資源，從學(xué)生感興趣的角度導(dǎo)入單元知識(shí)，同時(shí)為學(xué)生提供必要的自主學(xué)習(xí)支持，在學(xué)生遇到學(xué)習(xí)困難時(shí)及時(shí)解決。另外，教師也可以根據(jù)學(xué)生的基本學(xué)習(xí)情況，通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)的方式引導(dǎo)學(xué)生相互交流，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，讓學(xué)生獲得不同視角的學(xué)習(xí)反饋與評(píng)價(jià)補(bǔ)充［4］。以教科版高中信息技術(shù)必修1“初識(shí)數(shù)據(jù)與計(jì)算”的單元教學(xué)為例。該單元教學(xué)內(nèi)容是學(xué)生認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)、掌握計(jì)算方式與技能的基石。在精準(zhǔn)分析教材后，教師結(jié)合“具體感知數(shù)據(jù)與信息”“信息與知識(shí)之間的關(guān)系”等知識(shí)，讓學(xué)生從生活的角度講述信息技術(shù)帶來(lái)的變化、對(duì)數(shù)字化生活的理解，促使學(xué)生結(jié)合生活觀察與體驗(yàn)，用自己的話概括單元的核心知識(shí)。接著，教師引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)單元知識(shí)，探索日常生活中的數(shù)據(jù)，了解數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)之間的關(guān)系。這樣，學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識(shí)，能夠了解簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)計(jì)算方式，學(xué)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分類、篩選，增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)意識(shí)，提升高階思維能力。

（三）提出開放性問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)

學(xué)生的思維能力存在差異。在高中信息技術(shù)教學(xué)中，教師應(yīng)堅(jiān)信每一名學(xué)生都擁有不可估量的思維潛力，在傳授理論知識(shí)與方法的同時(shí)，挖掘?qū)W生的思維潛力，引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。教師可以提出開放性問(wèn)題，創(chuàng)造開放性探索空間，讓學(xué)生突破思維的局限，通過(guò)層層遞進(jìn)的探索、分析與反思，逐漸進(jìn)入深度學(xué)習(xí)空間，鍛煉學(xué)生的高階思維能力。為了落實(shí)大單元教學(xué)，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的想法與現(xiàn)實(shí)需要提出開放性問(wèn)題，活躍學(xué)生的思維，避免學(xué)生思維固化［5］。以教科版信息技術(shù)高中必修1“數(shù)據(jù)分析與人工智能”的單元教學(xué)為例。結(jié)合當(dāng)前人工智能技術(shù)不斷發(fā)展并逐步走到大眾眼前的態(tài)勢(shì)，教師提出開放性問(wèn)題：“你認(rèn)為在大數(shù)據(jù)時(shí)代，大數(shù)據(jù)分析會(huì)對(duì)你的衣、食、住、行產(chǎn)生哪些影響？請(qǐng)列舉實(shí)例加以說(shuō)明。你認(rèn)為人工智能技術(shù)在現(xiàn)今時(shí)代還有哪些未被發(fā)現(xiàn)的潛力？要想挖掘該潛力，會(huì)面臨哪些具體挑戰(zhàn)？你認(rèn)為人工智能技術(shù)會(huì)取代人類嗎？會(huì)的話，人工智能技術(shù)發(fā)展到什么程度可以取代人類？不會(huì)的話，為什么？”教師以問(wèn)題為指引，以人工智能技術(shù)為核心，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)人工智能技術(shù)發(fā)展與人類智慧發(fā)展的關(guān)聯(lián)性與相對(duì)性進(jìn)行討論。學(xué)生結(jié)合已學(xué)的信息技術(shù)知識(shí)與個(gè)人見(jiàn)解，給出各種充滿想象力和可能性的答案。這既是學(xué)生從低階思維向高階思維轉(zhuǎn)化的過(guò)程，也是學(xué)生從淺層學(xué)習(xí)進(jìn)入深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域的過(guò)程。教師提出開放性的問(wèn)題，能夠促使學(xué)生進(jìn)行討論，對(duì)單元知識(shí)進(jìn)行深入探究，經(jīng)歷“觀察—思考—分析—推理—?jiǎng)?chuàng)造”等過(guò)程；同時(shí)拓展思維，提出相關(guān)的延伸問(wèn)題，進(jìn)入“提問(wèn)—解答—再提問(wèn)—再解答”的學(xué)習(xí)循環(huán)。

（四）豐富情境化體驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展

與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，創(chuàng)設(shè)情境可以豐富學(xué)生的情境化體驗(yàn)，讓學(xué)生以情境為指引，或通過(guò)角色扮演，或結(jié)合真實(shí)生活場(chǎng)景，學(xué)習(xí)高中信息技術(shù)單元知識(shí)，使信息技術(shù)理論變得“鮮活”、有畫面感、有情境感，不再是冷冰冰的晦澀文字。教師可以采用模擬真實(shí)場(chǎng)景、提供真實(shí)案例、設(shè)計(jì)主題實(shí)踐活動(dòng)等方式創(chuàng)設(shè)情境，使學(xué)生了解知識(shí)的應(yīng)用，嘗試運(yùn)用已學(xué)知識(shí)自主解決具體問(wèn)題，感受信息技術(shù)的獨(dú)特魅力。以教科版高中信息技術(shù)必修1“認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)”的單元教學(xué)為例。為將學(xué)生此前學(xué)過(guò)的一、二單元知識(shí)進(jìn)行整合，教師提出問(wèn)題：“當(dāng)我們需要注冊(cè)一個(gè)平臺(tái)賬號(hào)，會(huì)在平臺(tái)中認(rèn)證姓名信息、手機(jī)號(hào)碼等，系統(tǒng)是如何確定這些數(shù)據(jù)是真實(shí)的并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)與管理？”“你有遇過(guò)接到陌生電話時(shí)，電話另一端的人可以直接講出你的真實(shí)身份信息的情況嗎？這有帶給你什么思考嗎？”教師緊扣現(xiàn)實(shí)生活創(chuàng)設(shè)情境，圍繞學(xué)生感興趣的討論話題，讓學(xué)生利用生活經(jīng)驗(yàn)開展學(xué)科知識(shí)學(xué)習(xí)。如此，學(xué)生能自然而然地想到各類張貼在醒目位置的反詐橫幅以及發(fā)生在自己身邊的數(shù)據(jù)信息泄露例子。這樣不僅能夠降低學(xué)習(xí)難度，促使學(xué)生對(duì)單元知識(shí)進(jìn)行探究，高效學(xué)習(xí)單元核心知識(shí)，并自發(fā)創(chuàng)設(shè)相關(guān)情境，與同伴交流，掌握信息技術(shù)知識(shí)，而且能讓學(xué)生立足自身視角，提出與數(shù)據(jù)安全有關(guān)的問(wèn)題解決方法，強(qiáng)化自身的信息安全意識(shí)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，基于高階思維能力培養(yǎng)的高中信息技術(shù)大單元教學(xué)，可以讓學(xué)生經(jīng)歷“設(shè)想—推理—實(shí)驗(yàn)—驗(yàn)證”的學(xué)習(xí)過(guò)程，由淺入深地發(fā)展信息技術(shù)意識(shí)與信息技術(shù)素養(yǎng)，開闊學(xué)習(xí)眼界，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。教師應(yīng)緊跟時(shí)代發(fā)展腳步，積極轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，自覺(jué)吸收并借鑒大單元教學(xué)優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)，明確大單元教學(xué)的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)過(guò)程等，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

【參考文獻(xiàn)】

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