基于學(xué)習(xí)進階理論的高中信息技術(shù)表現(xiàn)性任務(wù)設(shè)計

【摘 要】本文聚焦基于學(xué)習(xí)進階理論的高中信息技術(shù)表現(xiàn)性任務(wù)設(shè)計，以“周而復(fù)始的循環(huán)”教學(xué)內(nèi)容為例進行深入剖析，構(gòu)建了一套適用于高中信息技術(shù)循環(huán)教學(xué)的任務(wù)設(shè)計框架，依認知錨點設(shè)任務(wù)階梯，借知識整合構(gòu)建任務(wù)矩陣，憑項目拓展構(gòu)筑任務(wù)高峰。該任務(wù)設(shè)計策略顯著提升了學(xué)生對知識的掌握程度與應(yīng)用能力，有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與創(chuàng)新思維，為高中信息技術(shù)教學(xué)方法的革新提供了有益的參考范例，對推動信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)質(zhì)量的提高具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】學(xué)習(xí)進階理論；表現(xiàn)性；任務(wù)設(shè)計

【中圖分類號】G434" "【文獻標志碼】A

【論文編號】1671-7384（2025）02-051-03

學(xué)習(xí)進階理論著眼于學(xué)生學(xué)習(xí)的漸進性與系統(tǒng)性，精準剖析學(xué)生在學(xué)習(xí)歷程中的認知變化軌跡，將復(fù)雜的知識體系拆解為有序的層級架構(gòu)，為教學(xué)活動提供了清晰的導(dǎo)航圖。其應(yīng)用于高中信息技術(shù)表現(xiàn)性任務(wù)設(shè)計時，能夠依據(jù)學(xué)生不同階段的認知水準與能力層級，量身定制契合學(xué)生發(fā)展需求的任務(wù)序列。從循環(huán)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)認知起步，逐步過渡到嵌套循環(huán)、循環(huán)優(yōu)化等復(fù)雜應(yīng)用，任務(wù)難度呈螺旋式上升，與學(xué)生的學(xué)習(xí)進階曲線完美契合[1]。這不僅有助于學(xué)生在逐步攻克任務(wù)的過程中夯實循環(huán)知識根基，更能引導(dǎo)他們在實踐中深化對循環(huán)邏輯的理解，激發(fā)創(chuàng)新靈感，學(xué)會運用循環(huán)思維應(yīng)對各類實際編程挑戰(zhàn)。

學(xué)習(xí)進階理論下高中信息技術(shù)表現(xiàn)性任務(wù)設(shè)計總框架

學(xué)習(xí)進階理論強調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的階段性與連貫性。高中信息技術(shù)表現(xiàn)性任務(wù)設(shè)計總框架基于此理論構(gòu)建，旨在引導(dǎo)學(xué)生逐步深入理解和掌握“周而復(fù)始的循環(huán)”相關(guān)知識與技能（圖1）。該框架以學(xué)生認知發(fā)展為導(dǎo)向，通過合理規(guī)劃任務(wù)序列，使學(xué)生在完成任務(wù)的過程中不斷提升對循環(huán)概念的理解與應(yīng)用能力。它涵蓋了從基礎(chǔ)認知到復(fù)雜實踐的多個層次，注重知識之間的關(guān)聯(lián)與整合，同時突出任務(wù)設(shè)計的系統(tǒng)性和邏輯性，為高中信息技術(shù)教學(xué)提供了清晰的路徑和方法，助力學(xué)生在循環(huán)學(xué)習(xí)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)高效學(xué)習(xí)與能力進階。

1.依認知錨點設(shè)任務(wù)階梯，循思維軌跡啟循環(huán)初階

通過確定認知錨點，教師能夠準確把握學(xué)生的知識儲備和思維水平，避免任務(wù)過難或過易，提高學(xué)生的參與度和自信心[2]。任務(wù)階梯式設(shè)計可以讓學(xué)生按照合理的順序逐步接觸和掌握循環(huán)知識，從基礎(chǔ)概念到初步應(yīng)用，符合認知規(guī)律，降低學(xué)習(xí)難度，有助于他們系統(tǒng)地構(gòu)建循環(huán)知識框架。

在“周而復(fù)始的循環(huán)”教學(xué)中，教師開展教學(xué)前通過問卷調(diào)查、課堂提問、小測試等方式，了解學(xué)生對編程基礎(chǔ)概念（如變量、數(shù)據(jù)類型、順序結(jié)構(gòu)）的掌握程度，以及他們對循環(huán)現(xiàn)象的直觀認識和理解水平，確定如“對重復(fù)操作的初步感知”“對變量變化在重復(fù)中作用的朦朧理解”等認知錨點。之后，教師設(shè)計三級任務(wù)階梯。對于一級任務(wù)“循環(huán)現(xiàn)象觀察與描述”，教師通過多媒體展示一組包含循環(huán)元素的圖片和視頻，如自動旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇葉片、循環(huán)播放的動畫片段等。然后教師設(shè)問：這些場景有什么共同特點？你能找到哪些元素在不斷重復(fù)？引導(dǎo)學(xué)生進行小組討論，每個小組推選一名代表發(fā)言，分享他們對循環(huán)現(xiàn)象的觀察和理解。教師在各小組發(fā)言后進行總結(jié)和補充，強調(diào)循環(huán)的重復(fù)性和規(guī)律性，幫助學(xué)生建立起循環(huán)概念的初步印象。

二級任務(wù)“簡單循環(huán)結(jié)構(gòu)仿寫”中，教師在黑板上或通過電子教學(xué)平臺展示代碼示例，詳細講解代碼中“for”循環(huán)的語法結(jié)構(gòu)，包括“range（）”函數(shù)的作用（確定循環(huán)的范圍）、循環(huán)變量“i”的使用方式以及循環(huán)體。然后教師布置任務(wù)，要求學(xué)生模仿該代碼編寫一個打印1到20數(shù)字的程序。在學(xué)生編寫過程中，教師巡視指導(dǎo)，及時解答學(xué)生遇到的語法錯誤或理解困惑，如變量命名規(guī)則、縮進格式等問題。當(dāng)大部分學(xué)生完成編寫后，教師邀請幾位學(xué)生展示他們的代碼，并講解自己的思路和遇到的問題。教師再次進行總結(jié)和強調(diào)重點。

三級任務(wù)“循環(huán)參數(shù)調(diào)整與效果觀察”中，教師在學(xué)生完成二級任務(wù)的基礎(chǔ)上，提出新的要求：“請大家修改你們剛剛編寫的程序，將起始值改為5，終止值改為15，步長改為2，觀察程序輸出結(jié)果有什么變化，并思考為什么會這樣變化?！睂W(xué)生按照要求修改代碼，并運行程序觀察結(jié)果。教師組織學(xué)生進行小組內(nèi)交流討論，分析循環(huán)參數(shù)與輸出結(jié)果之間的關(guān)系。每個小組將討論結(jié)果記錄下來，形成一份簡要的報告。教師讓各小組選派代表向全班匯報他們的討論結(jié)果，并進行點評和總結(jié)，進一步加深學(xué)生對循環(huán)參數(shù)控制循環(huán)流程的理解，為后續(xù)深入學(xué)習(xí)循環(huán)結(jié)構(gòu)的嵌套、復(fù)雜條件控制等知識做好鋪墊。通過這樣依認知錨點設(shè)任務(wù)階梯并循思維軌跡的教學(xué)方式，能夠幫助學(xué)生在“周而復(fù)始的循環(huán)”學(xué)習(xí)初階更加順利地入門，逐步提升他們的編程思維和對循環(huán)知識的理解與應(yīng)用能力。

2.借知識整合構(gòu)任務(wù)矩陣，憑能力躍遷升循環(huán)中階

通過將循環(huán)知識與其他相關(guān)信息技術(shù)知識整合構(gòu)建任務(wù)矩陣，學(xué)生能夠清晰地看到不同知識板塊之間的相互聯(lián)系和協(xié)同作用，避免知識的孤立學(xué)習(xí)，加深對整體知識體系的理解和記憶，更好地掌握信息技術(shù)學(xué)科的內(nèi)在邏輯[3]。

在“周而復(fù)始的循環(huán)”教學(xué)中，對于橫向任務(wù)維度，教師設(shè)計“基于循環(huán)和條件語句的數(shù)字猜謎游戲”，即編寫一個數(shù)字猜謎游戲程序，計算機隨機生成一個1到100之間的整數(shù)作為謎底，玩家輸入猜測的數(shù)字，程序通過循環(huán)不斷接收玩家輸入，并使用條件語句判斷猜測是否正確。如果猜測正確，顯示祝賀信息并結(jié)束循環(huán)；如果猜測錯誤，根據(jù)猜測數(shù)字與謎底的大小關(guān)系給出提示（太大或太小），然后繼續(xù)下一輪循環(huán)讓玩家再次猜測，直到猜對為止。教師首先要帶領(lǐng)學(xué)生回顧循環(huán)結(jié)構(gòu)和條件語句的基本語法和用法。教師在黑板上或通過代碼示例，展示如何在循環(huán)內(nèi)部嵌套條件判斷語句來實現(xiàn)游戲邏輯。然后，教師引導(dǎo)學(xué)生思考如何生成隨機數(shù)，以及如何優(yōu)化用戶輸入的處理（如數(shù)據(jù)類型驗證）。學(xué)生在編寫代碼過程中，教師巡視并針對學(xué)生在循環(huán)控制、條件判斷表達式編寫、隨機數(shù)生成函數(shù)調(diào)用等方面出現(xiàn)的問題進行個別指導(dǎo)。當(dāng)學(xué)生完成代碼編寫后，教師組織學(xué)生進行游戲測試，互相體驗對方編寫的程序，并交流心得，進一步加深對循環(huán)與條件語句綜合應(yīng)用的理解。

在縱向任務(wù)維度方面，教師設(shè)計“用循環(huán)和簡單數(shù)據(jù)類型統(tǒng)計文本中字符出現(xiàn)次數(shù)”和“學(xué)生成績管理系統(tǒng)”兩個任務(wù)?！坝醚h(huán)和簡單數(shù)據(jù)類型統(tǒng)計文本中字符出現(xiàn)次數(shù)”任務(wù)中，教師需要提供一篇文本文件，要求學(xué)生編寫程序讀取該文件內(nèi)容，然后使用循環(huán)遍歷文本中的每個字符，利用簡單數(shù)據(jù)類型（如字典）來統(tǒng)計每個字符出現(xiàn)的次數(shù)。在這個任務(wù)中，教師要讓學(xué)生運用循環(huán)的基本迭代功能和對字符數(shù)據(jù)類型的操作，初步體會循環(huán)在數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用。教師先示范如何打開文件、讀取字符，然后讓學(xué)生自行完成循環(huán)統(tǒng)計邏輯的編寫。完成后，讓學(xué)生展示代碼并講解統(tǒng)計思路，教師進行總結(jié)和優(yōu)化建議，如代碼的簡潔性、字典使用的規(guī)范性等。

隨著學(xué)生能力的提升，教師可以布置更具挑戰(zhàn)性的“學(xué)生成績管理系統(tǒng)”任務(wù)。這個系統(tǒng)要求學(xué)生綜合運用循環(huán)、數(shù)組、結(jié)構(gòu)體、函數(shù)以及各種算法。如使用循環(huán)來輸入學(xué)生的成績數(shù)據(jù)并存入數(shù)組或合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中；通過循環(huán)和條件語句實現(xiàn)成績的查詢、統(tǒng)計、排序功能；利用函數(shù)封裝不同的操作模塊，提高代碼的可讀性和可維護性。教師引導(dǎo)學(xué)生進行系統(tǒng)的需求分析，確定系統(tǒng)的功能模塊和數(shù)據(jù)流程。然后，學(xué)生分組進行項目開發(fā)。在開發(fā)過程中，教師定期組織小組匯報，了解項目進展情況，針對學(xué)生在循環(huán)嵌套（如外層循環(huán)遍歷學(xué)生，內(nèi)層循環(huán)處理課程成績）、復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作、算法設(shè)計等方面遇到的困難進行集中講解和技術(shù)支持。項目完成后，教師要求每個小組進行系統(tǒng)演示和匯報，展示系統(tǒng)的功能實現(xiàn)和代碼結(jié)構(gòu)，其他小組進行評價和提問。教師最后進行總結(jié)和評價，強調(diào)循環(huán)知識在整個系統(tǒng)構(gòu)建中的核心地位以及與其他知識融合應(yīng)用的重要性，幫助學(xué)生全面提升在“周而復(fù)始的循環(huán)”學(xué)習(xí)中的中階能力水平，為進一步深入學(xué)習(xí)和實踐奠定堅實基礎(chǔ)。

3.憑項目拓展筑任務(wù)高峰，借創(chuàng)新實踐達循環(huán)高階

通過拓展性項目任務(wù)，學(xué)生需要突破常規(guī)思維，運用創(chuàng)新的方法和思路來解決復(fù)雜問題，這有助于激發(fā)他們的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)批判性思維、系統(tǒng)性思維和創(chuàng)造性思維等高階思維能力，使學(xué)生在信息技術(shù)領(lǐng)域能夠提出獨特的見解和解決方案。在“周而復(fù)始的循環(huán)”教學(xué)中，教師確定拓展項目主題與目標：基于循環(huán)的智能音樂推薦系統(tǒng)開發(fā)。本項目要求學(xué)生利用循環(huán)知識構(gòu)建一個簡單的智能音樂推薦系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶的歷史音樂播放記錄，通過循環(huán)分析數(shù)據(jù)特征，運用一定的推薦算法為用戶推薦個性化的音樂。教師設(shè)定目標，要求系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)讀取與存儲功能（能夠從文件或數(shù)據(jù)庫中讀取用戶音樂播放數(shù)據(jù)，并將推薦結(jié)果存儲以便后續(xù)分析）、數(shù)據(jù)處理與分析功能（運用循環(huán)對大量音樂數(shù)據(jù)進行特征提取和分析）、推薦算法實現(xiàn)功能（基于循環(huán)的迭代計算生成推薦列表）以及用戶交互界面（方便用戶查看推薦結(jié)果和提供反饋）。系統(tǒng)的性能目標包括推薦的準確性、響應(yīng)時間等。

數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，教師讓學(xué)生運用循環(huán)處理海量的音樂數(shù)據(jù)文件，結(jié)合大數(shù)據(jù)處理技術(shù)中的數(shù)據(jù)清洗和預(yù)處理方法，利用循環(huán)對數(shù)據(jù)進行篩選、轉(zhuǎn)換和整合，如通過循環(huán)遍歷音樂文件列表，提取歌曲的關(guān)鍵信息并存儲到數(shù)據(jù)庫中，為后續(xù)的分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在這個過程中，學(xué)生學(xué)習(xí)如何使用開源的大數(shù)據(jù)處理庫（如Python中的Pandas庫）來優(yōu)化循環(huán)數(shù)據(jù)處理效率，實現(xiàn)技術(shù)融合創(chuàng)新。教師引導(dǎo)學(xué)生將循環(huán)與機器學(xué)習(xí)算法相結(jié)合，如在基于內(nèi)容的推薦算法中，利用循環(huán)計算歌曲之間的相似度，或者在協(xié)同過濾算法中，通過循環(huán)遍歷用戶群體數(shù)據(jù)，找到具有相似音樂品味的用戶，進而為目標用戶推薦他們喜歡的音樂，讓學(xué)生探索如何使用機器學(xué)習(xí)框架（如Python中的Scikit-learn庫）中的相關(guān)算法函數(shù)，并將其與循環(huán)邏輯有機結(jié)合，以提高推薦系統(tǒng)的智能性和準確性。項目式學(xué)習(xí)方式能夠全面提升學(xué)生在知識學(xué)習(xí)中的高階能力水平，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力和團隊合作精神，使學(xué)生真正達到信息技術(shù)學(xué)習(xí)的高階境界。

結(jié)" 語

本文以學(xué)習(xí)進階理論為基石，對高中信息技術(shù)“周而復(fù)始的循環(huán)”教學(xué)的表現(xiàn)性任務(wù)設(shè)計展開較為深入的探索，成功構(gòu)建并驗證了具有針對性的任務(wù)設(shè)計模型。這一模型在教學(xué)實踐中展現(xiàn)出卓越成效，不僅有力地促進了學(xué)生循環(huán)知識體系的構(gòu)建與編程能力的進階，還在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維與解決實際問題能力方面發(fā)揮了積極作用。然而，信息技術(shù)教育領(lǐng)域廣袤無垠，未來仍需在更多教學(xué)內(nèi)容板塊深入挖掘?qū)W習(xí)進階理論的應(yīng)用潛力，持續(xù)優(yōu)化表現(xiàn)性任務(wù)設(shè)計策略，融合新興技術(shù)與多元教學(xué)理念，以進一步提升高中信息技術(shù)教學(xué)質(zhì)量，為學(xué)生在數(shù)字化時代的長遠發(fā)展奠定更為堅實的基礎(chǔ)，使他們能夠更好地適應(yīng)并引領(lǐng)信息技術(shù)的創(chuàng)新浪潮。

注：本文系江蘇省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃立項課題“指向高階思維培養(yǎng)的表現(xiàn)性任務(wù)設(shè)計與創(chuàng)生研究”（課題批準文號：D/2021/02/733）研究性成果

參考文獻

黃旻嘉. 高中信息技術(shù)課堂習(xí)題分層設(shè)計的研究：以Python程序設(shè)計為例[J]. 科技風(fēng)，2024（34）： 89-91.

唐章輝. 高中信息技術(shù)教學(xué)中學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)與技能培養(yǎng)的探索[J]. 中小學(xué)信息技術(shù)教育，2024（12）： 47-50.

馬興通. 培養(yǎng)指向計算思維的高中信息技術(shù)教學(xué)策略：以項目化教學(xué)為例[J]. 中國新通信，2024，26（22）： 92-94.

編" "輯：馮艷艷