素養(yǎng)導(dǎo)向下高中信息技術(shù)真實(shí)性問(wèn)題情境設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：G434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A論文編號(hào)：1674—2117（2025）14—0042—04

《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(jiǎn)稱(chēng)“課標(biāo)”）提出：“通過(guò)項(xiàng)目活動(dòng)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中感受信息技術(shù)對(duì)人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊?，提高利用信息技術(shù)解決問(wèn)題的能力，發(fā)展計(jì)算思維?！币虼?，針對(duì)目前教學(xué)中問(wèn)題情境設(shè)計(jì)缺乏整體持續(xù)性和學(xué)習(xí)價(jià)值、與教學(xué)內(nèi)容割裂、脫離素養(yǎng)目標(biāo)這一現(xiàn)狀，筆者認(rèn)為，教師可以從學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律出發(fā)，探尋學(xué)科知識(shí)與真實(shí)情境的契合點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)一個(gè)完整的真實(shí)性問(wèn)題情境，設(shè)計(jì)層層遞進(jìn)的任務(wù)活動(dòng)，促使學(xué)生在解決真實(shí)性問(wèn)題情境的過(guò)程中學(xué)習(xí)學(xué)科知識(shí)，發(fā)展關(guān)鍵能力，形成遷移問(wèn)題解決的能力。

真實(shí)性問(wèn)題情境的內(nèi)涵與類(lèi)型

1.內(nèi)涵闡釋

真實(shí)性問(wèn)題情境是指在學(xué)校教育中為培養(yǎng)學(xué)生解決現(xiàn)實(shí)生活及不確定的未來(lái)生活中的復(fù)雜問(wèn)題而創(chuàng)設(shè)的具有“真實(shí)性”的問(wèn)題情境。由此可見(jiàn)，真實(shí)性問(wèn)題情境并不是簡(jiǎn)單地將生活中的真實(shí)事件或現(xiàn)象直接搬入課堂教學(xué)，而是對(duì)其進(jìn)行再加工，通過(guò)承載學(xué)科知識(shí)來(lái)模擬再現(xiàn)真實(shí)的場(chǎng)景或情境，使其在心理、功能與物理三個(gè)方面達(dá)到高度逼真3，符合真實(shí)問(wèn)題情境的設(shè)計(jì)要求。

在高中信息技術(shù)教學(xué)中，教師可從社會(huì)、生活、學(xué)習(xí)、技術(shù)等多維視角出發(fā)，挖掘并精選與信息技術(shù)學(xué)科知識(shí)密切相關(guān)的事件或現(xiàn)象，并依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平和能力進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)化與精修，使情境更加符合學(xué)科教學(xué)目標(biāo)。開(kāi)展基于真實(shí)性問(wèn)題情境的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，可提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)、解決問(wèn)題的能力，實(shí)現(xiàn)在多樣化情境下知識(shí)與技能的遷移，促進(jìn)素養(yǎng)目標(biāo)的落實(shí)。

2.情境類(lèi)型

根據(jù)信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的測(cè)評(píng)要求，從“個(gè)人、公共、學(xué)科、人文”四個(gè)情境維度出發(fā)，緊扣高中信息技術(shù)“數(shù)據(jù)、算法、信息系統(tǒng)、信息社會(huì)”四個(gè)學(xué)科大概念，結(jié)合學(xué)科的應(yīng)用特性，可將真實(shí)性問(wèn)題情境細(xì)化為下頁(yè)表1所示的類(lèi)型。

由于問(wèn)題情境的多樣性，教師需在梳理素養(yǎng)目標(biāo)、學(xué)科內(nèi)容、真實(shí)性情境之間關(guān)系的基礎(chǔ)上，聚焦于要解決的信息技術(shù)問(wèn)題，從現(xiàn)實(shí)世界中精心挑選相關(guān)問(wèn)題，選擇恰當(dāng)?shù)膯?wèn)題情境維度與類(lèi)型進(jìn)行針對(duì)性的轉(zhuǎn)化、打磨，設(shè)計(jì)出與目標(biāo)相匹配的典型問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生深度參與問(wèn)題情境的解決過(guò)程，領(lǐng)悟信息技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)生活和社會(huì)發(fā)展的影響。

真實(shí)性問(wèn)題情境的主要特征

1.指向性

真實(shí)性問(wèn)題情境設(shè)計(jì)要指向信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)。在設(shè)計(jì)問(wèn)題情境時(shí)，需緊密?chē)@素養(yǎng)目標(biāo)展開(kāi)，深化對(duì)知識(shí)的理解，分析核心素養(yǎng)水平表現(xiàn)，明確所指向的具體核心素養(yǎng)內(nèi)容及相應(yīng)水平，進(jìn)一步將其分解為具體的問(wèn)題情境目標(biāo)，設(shè)置若干具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，讓學(xué)生在完成任務(wù)的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)從知識(shí)學(xué)習(xí)到素養(yǎng)培育的有效轉(zhuǎn)化。

2.真實(shí)性

真實(shí)性問(wèn)題情境的本質(zhì)特征是“真實(shí)性”，這并不意味著它就是完全真實(shí)的，而且它也并非人為制造的問(wèn)題情境。它應(yīng)該是源于現(xiàn)實(shí)，又在現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)上進(jìn)行加工處理，從而形成的一種承載了本體性知識(shí)的模擬真實(shí)場(chǎng)景。此外，真實(shí)性問(wèn)題情境需要遵循學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律，貼近真實(shí)生活，反映社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，蘊(yùn)含人文元素，凸顯前沿技術(shù)應(yīng)用，將所要學(xué)習(xí)的知識(shí)有機(jī)地整合在一起。

3.復(fù)雜性

由于真實(shí)性問(wèn)題情境源自現(xiàn)實(shí)世界，因此它必然具有多元化的復(fù)雜性。主要表現(xiàn)為：一是問(wèn)題情境的背景復(fù)雜性，既涵蓋了不同領(lǐng)域的知識(shí)，又融入了社會(huì)生活等文化因素；二是問(wèn)題情境的解決復(fù)雜性，尤其在面對(duì)復(fù)雜良好結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)單不良結(jié)構(gòu)或復(fù)雜不良結(jié)構(gòu)情境時(shí)，需要從復(fù)雜或不良結(jié)構(gòu)的問(wèn)題中辨別、提取關(guān)鍵信息，并能夠根據(jù)情境的變化，靈活運(yùn)用知識(shí)與技能，動(dòng)態(tài)調(diào)整解決方案。

真實(shí)性問(wèn)題情境的設(shè)計(jì)路徑

真實(shí)性問(wèn)題情境的設(shè)計(jì)，應(yīng)以現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)際問(wèn)題為基礎(chǔ)，回歸現(xiàn)實(shí)生活與經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)整合與提煉學(xué)科大概念，確定問(wèn)題情境的目標(biāo)指向，尋找問(wèn)題情境的生活聯(lián)結(jié)，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化并設(shè)計(jì)為問(wèn)題情境的框架，進(jìn)一步優(yōu)化問(wèn)題情境的內(nèi)容與形式，以符合高中信息技術(shù)教學(xué)的需求和培養(yǎng)目標(biāo)（如左圖）。

下面，筆者以必修模塊1中的“共享單車(chē)騎行用車(chē)數(shù)據(jù)可視化分析”為教學(xué)案例，闡述設(shè)計(jì)真實(shí)性問(wèn)題情境的一般步驟。

1.確定問(wèn)題情境的目標(biāo)

問(wèn)題情境的構(gòu)建要遵循“目標(biāo)導(dǎo)向”原則，深人研究課標(biāo)的具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，梳理其中呈現(xiàn)的學(xué)科核心概念，準(zhǔn)確把握學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵與外延，按照學(xué)生的認(rèn)知能力，確定問(wèn)題情境所要達(dá)成的素養(yǎng)目標(biāo)和核心知識(shí)。

通過(guò)對(duì)課標(biāo)內(nèi)容的研讀，對(duì)“共享單車(chē)騎行用車(chē)數(shù)據(jù)可視化分析”教學(xué)案例的目標(biāo)導(dǎo)向分析如下：

① 課標(biāo)要求：通過(guò)應(yīng)用實(shí)例分析，了解數(shù)據(jù)收集、分析及可視化表達(dá)的基本方法。根據(jù)任務(wù)需求，選用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理軟件處理數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)分析報(bào)告。

② 核心概念：合理運(yùn)用技術(shù)工具處理數(shù)據(jù)，能幫助解決生活、學(xué)習(xí)問(wèn)題以及做出決策。

③ 素養(yǎng)目標(biāo)：能夠采用計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的學(xué)科方法界定問(wèn)題、抽象特征、建立結(jié)構(gòu)模型、合理組織數(shù)據(jù)，明確需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。應(yīng)用基本算法設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的方案，使用編程語(yǔ)言或其他數(shù)字化工具實(shí)現(xiàn)這一方案。

④ 教學(xué)目標(biāo)：根據(jù)需求，對(duì)收集到的軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，發(fā)現(xiàn)其中隱含的信息。通過(guò)挖掘可視化軌跡所體現(xiàn)的規(guī)律和特征，結(jié)合探究的問(wèn)題，提出相應(yīng)的解決策略。

2.尋找問(wèn)題情境的生活聯(lián)結(jié)

課標(biāo)強(qiáng)調(diào)，高中信息技術(shù)教學(xué)要結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和社會(huì)生活實(shí)際，引入與信息技術(shù)相關(guān)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題和情境。作為一門(mén)應(yīng)用性極強(qiáng)的學(xué)科，信息技術(shù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容緊密貼近學(xué)生的學(xué)習(xí)與生活，涵蓋網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物、智能出行、人工智能、大數(shù)據(jù)處理、機(jī)器技術(shù)等領(lǐng)域。因此，在確定了問(wèn)題情境的目標(biāo)后，可從日常生活、社會(huì)事件、公共問(wèn)題、政策報(bào)告、新聞報(bào)道等多種渠道尋找、挖掘和提取與目標(biāo)相匹配的原型或素材，從而更好地將教學(xué)問(wèn)題隱含其中。

例如，從新聞報(bào)道的視角來(lái)看，能尋找到一個(gè)典型的問(wèn)題情境原型：

“2024年11月，《上觀新聞》報(bào)道了一篇題為《市區(qū)‘堆成山'，郊區(qū)‘吃不飽！共享單車(chē)投放不平衡怎么破》的新聞。\"這篇報(bào)道聚焦共享單車(chē)投放不平衡的問(wèn)題，凸顯了市民出行“最后一公里”的困境，為“共享單車(chē)騎行用車(chē)數(shù)據(jù)可視化分析”教學(xué)案例提供了生動(dòng)的真實(shí)素材，很好地展示了信息技術(shù)在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)的應(yīng)用價(jià)值。然而，該問(wèn)題原型雖來(lái)源于現(xiàn)實(shí)，卻未與具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容建立內(nèi)在的聯(lián)系，缺乏知識(shí)與問(wèn)題要素的整合。因此，需結(jié)合學(xué)情和教學(xué)目標(biāo)，反復(fù)打磨情境、知識(shí)與任務(wù)之間的融合度，使其成為能提升測(cè)評(píng)學(xué)生核心素養(yǎng)的真實(shí)性問(wèn)題情境，并有效應(yīng)用于教學(xué)中。

3.設(shè)計(jì)問(wèn)題情境的框架

劉徽教授認(rèn)為，在構(gòu)建真實(shí)性問(wèn)題情境框架時(shí)，可圍繞情境、人物、任務(wù)這三個(gè)關(guān)鍵要素進(jìn)行精心構(gòu)建。4“共享單車(chē)騎行用車(chē)數(shù)據(jù)可視化分析”真實(shí)性問(wèn)題情境要素分析如下。

（1）情境

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)在清晰梳理教學(xué)內(nèi)容和明確學(xué)習(xí)目標(biāo)的前提下，精心創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，并設(shè)計(jì)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)路徑，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展學(xué)習(xí)活動(dòng)。那么，通過(guò)對(duì)問(wèn)題情境的原型或素材進(jìn)行再加工，融入學(xué)科知識(shí)，可以將情境描述為：“隨著城市人口和車(chē)輛數(shù)量的增長(zhǎng)，當(dāng)前許多共享單車(chē)站點(diǎn)面臨著諸多問(wèn)題，如郊區(qū)站點(diǎn)因利用率不高導(dǎo)致單車(chē)積壓，而某些站點(diǎn)卻借不到車(chē)以及單車(chē)損壞多等。這些問(wèn)題不僅影響居民出行效率，還增加了交通管理的難度，制約了城市的可持續(xù)發(fā)展”。

（2）人物

學(xué)生是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的主體。在項(xiàng)目學(xué)習(xí)的過(guò)程中，問(wèn)題情境里設(shè)定的人物角色能夠讓學(xué)生“身臨其境”，促使他們從所扮演角色的視角對(duì)情境進(jìn)行深入分析，并通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐提出切實(shí)可行的解決策略。

假如學(xué)生是一名共享單車(chē)運(yùn)營(yíng)管理人員，這將使用他們從運(yùn)維工作的角度去審視問(wèn)題情境，能夠增強(qiáng)學(xué)習(xí)的參與度和沉浸感。

（3）任務(wù)

在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，任務(wù)是基于問(wèn)題情境而設(shè)計(jì)的需要學(xué)生完成的具體活動(dòng)，是落實(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)的主要載體。因此，在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)，應(yīng)以真實(shí)性情境為依托，緊扣學(xué)習(xí)目標(biāo)，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)出具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，確保任務(wù)既實(shí)用又連貫，且便于學(xué)生操作。基于以上原則，可以設(shè)計(jì)出如下任務(wù)鏈：“請(qǐng)你對(duì)一段時(shí)間內(nèi)的共享單車(chē)騎行用車(chē)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析，挖掘出數(shù)據(jù)背后的規(guī)律和特征，提出相應(yīng)的解決方案，為共享單車(chē)投放決策提供科學(xué)依據(jù)，以便更好地服務(wù)市民短距離出行?！?/p>

任務(wù)活動(dòng)1：探索共享單車(chē)數(shù)據(jù)。

與生成式人工智能互動(dòng)，提出與共享單車(chē)數(shù)據(jù)有關(guān)的問(wèn)題。

① 共享單車(chē)需要采集哪些類(lèi)型的騎行用車(chē)數(shù)據(jù)？② 一條共享單車(chē)騎行用車(chē)數(shù)據(jù)包含哪幾個(gè)屬性？③ 這些數(shù)據(jù)對(duì)共享單車(chē)的管理有哪些價(jià)值？

任務(wù)活動(dòng)2：挖掘共享單車(chē)數(shù)據(jù)。

認(rèn)真觀察共享單車(chē)騎行用車(chē)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)不同特征之間的關(guān)聯(lián)與組合關(guān)系，進(jìn)而提煉出新的數(shù)據(jù)特征，或從單一特征中挖掘出多個(gè)相關(guān)方面，并將其組合成多個(gè)新的特征，挖掘出數(shù)據(jù)更多潛在的規(guī)律。

例如，發(fā)現(xiàn)的新特征：

① 租車(chē)時(shí)間 + 還車(chē)時(shí)間一騎行時(shí)長(zhǎng)。② 騎行起點(diǎn)經(jīng)緯度+騎行終點(diǎn)經(jīng)緯度→騎行的位移。③ 騎行時(shí)長(zhǎng) $$ 訂單金額。任務(wù)活動(dòng)3：分析共享單車(chē)數(shù)據(jù)。

從時(shí)段與訂單量、騎行距離與時(shí)長(zhǎng)分布分析、單車(chē)工作量與損壞程度、單車(chē)聚集與緊缺站點(diǎn)、騎行用戶畫(huà)像等維度出發(fā)，使用Python程序?qū)Λ@取的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、計(jì)算與可視化分析。

任務(wù)活動(dòng)4：撰寫(xiě)問(wèn)題解決報(bào)告。

通過(guò)對(duì)共享單車(chē)騎行用車(chē)數(shù)據(jù)的多維度分析，為運(yùn)營(yíng)管理提供數(shù)據(jù)支持，撰寫(xiě)針對(duì)性解決報(bào)告，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛調(diào)度優(yōu)化、提升用戶體驗(yàn)、降低運(yùn)維成本。

4.優(yōu)化問(wèn)題情境的內(nèi)容與形式

在構(gòu)建真實(shí)性問(wèn)題情境框架后，教師還需從問(wèn)題情境的指向性真實(shí)性以及任務(wù)質(zhì)量三個(gè)主要維度出發(fā)，制訂真實(shí)性問(wèn)題情境設(shè)計(jì)質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)（如表2），對(duì)情境進(jìn)行進(jìn)一步的精修與打磨，通過(guò)持續(xù)優(yōu)化情境的內(nèi)容和呈現(xiàn)形式，確保情境能夠精準(zhǔn)指向素養(yǎng)與教學(xué)目標(biāo)，貼近學(xué)生的認(rèn)知能力，聯(lián)結(jié)學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，能夠真實(shí)反映現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的復(fù)雜性，保證任務(wù)的合理性和可行性，最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)、情境與任務(wù)的高度一致性，提升教學(xué)的有效性，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)

真實(shí)性問(wèn)題情境的設(shè)計(jì)不僅要以學(xué)科大概念為基礎(chǔ)，進(jìn)一步細(xì)化出具體的核心概念，堅(jiān)持目標(biāo)導(dǎo)向原則，而且要從日常生活中尋找具有代表性的原型或素材，設(shè)計(jì)出高度逼真的問(wèn)題情境，同時(shí)將教學(xué)內(nèi)容有機(jī)串聯(lián)起來(lái)，設(shè)置連貫的學(xué)習(xí)任務(wù)鏈，增強(qiáng)情境與任務(wù)之間的關(guān)聯(lián)度，并引導(dǎo)學(xué)生“像專(zhuān)家一樣思考”，經(jīng)歷專(zhuān)家思維的形成過(guò)程，架起現(xiàn)實(shí)世界與書(shū)本知識(shí)之間的橋梁。此外，在高中信息技術(shù)教學(xué)中，還可以依據(jù)日常教學(xué)要求，從單元整體視角出發(fā)，組織問(wèn)題情境族，通過(guò)設(shè)計(jì)多個(gè)相互關(guān)聯(lián)且復(fù)雜性遞增的問(wèn)題情境，系統(tǒng)地落實(shí)整個(gè)單元的教學(xué)任務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1中華人民共和國(guó)教育部.普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂]S].北京：人民教育出版社，2020.[2[3

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