從教學設計看高中信息技術核心素養實施的拐點

廖麗鴛

摘要：培養學生信息技術核心素養能增強學生的信息意識，提升學生的數字化學習與創新能力，能提高他們思維的邏輯性，使其養成主動思考的習慣，為終身學習奠定基礎。課堂教學是提升學生信息技術核心素養的主要陣地，教學設計是課堂教學的關鍵環節，本文從實例出發，提出利用好主要陣地能更好地實施關鍵環節的具體方案，并分別從“轉向以核心素養為指引的教學目標”“轉向以學生興趣為出發點的真實情境創設”“轉向學生的自主學習設計”和“轉向創新能力培養的設計”四個方面闡述基于核心素養的教學設計中出現的拐點。

關鍵詞：核心素養；拐點；教學設計；發展點；上升點

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2018）10-0022-04

2018年初，高中信息技術課程標準（2017年版）正式出臺。高中信息技術的核心素養包括信息意識、計算思維、數字化學習與創新和信息社會的責任四個方面，這四方面的內涵，要求教師在近三年時間里先在理論層面進行學習，其中“如何從理論研究到教學實踐”“如何讓核心素養落地生根”是每一位信息技術教師都要思考的問題。核心素養的實施離不開教學設計，要在教學設計中體現信息意識、計算思維和信息社會責任的培養，運用好信息技術就是改進學生的信息技術學習方式，培養學生的創新能力。身處教學改革前沿的高中信息技術教師要找到拐點、準切點以便讓高中信息技術核心素養通過教學設計在教學過程中更好地實施。

拐點是數學解析幾何中的一個基本概念，又稱反曲點（如圖1的P點和圖2的Q點），指改變曲線向上或向下方向的點，直觀地說，拐點是使切線穿越曲線的點（即曲線的凹凸分界點）。若該曲線圖形的函數在拐點有二階導數，則二階導數在拐點處異號（由正變負或由負變正）或不存在，拐點的切線與該曲線是有交叉的，所以拐點并不是簡單地指曲線“拐彎”，而且曲線到了“拐點”或是呈下降趨勢，或是繼續上升，變化率發生了改變。

在核心素養的實施過程中，也會出現“拐點”現象，有些“拐點”可能是教學的興奮點、激趣點，是核心素養的切入點、發展點，但也有一些“拐點”是消極現象的開始。消極“拐點”的產生，很大程度上是由教學設計造成的。因此，教師需要從教學設計開始，追求積極向上的“拐點”的出現，避免消極向下的“拐點”的形成。

拐點之一：轉向以核心素養為指引的教學目標

教學目標是教學活動的出發點和歸宿。教師通過教學目標分析可以確定所需的教學內容，通過教學評價則可以檢查教學目標的達成度，教學過程要圍繞教學目標來實施，所以核心素養支持下的教學設計其教學目標必須以核心素養為指引。

例如，Excel《美化圖表》這一課，如果本課的教學目標是掌握圖表設計、美化的基本要領，那這個設計的拐點將呈下降趨勢，只是停留于簡單的操作技能，并不能體現核心素養的培養。在核心素養的指引下，Excel《美化圖表》的教學目標應該是“讓圖表會說話”。

關鍵的問題是“用圖還是用表，用什么樣的圖表”，解決了這兩個關鍵問題也就解決了本課的重難點，學生自然就能夠學會根據需要選擇合適的圖表解決實際問題。本課，筆者讓學生圍繞以下兩個課題進行討論學習。

課題一：看一看、說一說、想一想，不同種類的圖表傳遞了哪些不同的信息呢？并寫出簡要的分析報告。（如下表，以柱形圖、折線圖和餅圖為例）

課題二：觀察圖3中的三個圖表，說說圖表所表達的信息，請說明理由。

學生在以上兩個小課題的研究學習中漸漸明白：美化不僅僅是讓圖表變美，而是讓圖表更好地表達數據的真實意義。選用不同的圖表類型表達不同的數據結果，可以讓人們更方便地理解數據所表示的意思。從學生交上來的分析報告可以看出，通過本課的學習，學生能從實際生活中發現數據的應用價值，能用數據處理軟件Excel解決實際問題，認識到有效數據處理對提高數據價值的意義，實現了核心素養培養的目標。

拐點之二：轉向以學生興趣為出發點的真實情境創設

大腦有個部位叫杏仁核，它可以產生、識別并調節情緒，還可以控制學習和記憶。興趣產生的前提是必須有某個事件作為最初刺激源作用于大腦邊緣系統，并觸發杏仁核產生多巴胺。多巴胺一旦分泌獎賞回路就被激活，這種獎賞機制能促使人做一切有利于自身基因延續的事情。因此，這在心理學上又叫作正向反饋或正向激勵。拐點的英文是inflexion，也稱為“扭轉點”“回折點”，找到了學生的興趣點也就找到了inflexion。這需要教師在教學設計過程中以興趣為出發點進行情境創設，在生活化實例中培養學生的計算思維，使得枯燥的邏輯思維培養有吸引力。下面，筆者圍繞著兩個生活化的課題來展開對算法思維的培養。

課題一：生活中，我們需要交換兩個不同容器中的溶液，如交換兩瓶不同顏色的墨水，交換兩瓶不同的飲料，那么怎樣才能交換呢？

這是一個學生感興趣的問題，幾乎所有的學生都可以繪聲繪色地描述出解決方案。在學生興高采烈、熱情洋溢的交流中，教師引導他們寫出算法，并將其轉化為一般的數學問題：交換兩個變量的值。

分三步走：z=x；x=y；y=z（z是中間變量）。具體分析如下：

在程序設計中，經常用到x、y變量，當這兩個變量要交換時：把x的值賦予y，把y的值賦予x，一般要設第三個變量z，也就是先把x的值賦予z，再把y的值賦予x，最后再把z的值賦予y。這個案例非常好地體現了兩個變量交換的含義。

課題二：用沒有刻度的3毫升杯子和5毫升杯子量出1毫升的水。

這個案例解釋了要用判斷和循環來解決問題的思維方法，可以畫出流程圖（如圖4）。

以上兩個生活化小課題的研究過程其實就是學生根據實際問題進行抽象與建模，并完成算法的分析與設計的過程。學生在輕松愉快的學習中培養了計算思維，使得核心素養在具體問題的解決過程中得到了實施。

拐點之三：轉向學生的自主學習設計

所謂信息意識，是指個人對信息的敏感度和對信息價值的判斷，信息意識能力強的學生具有內在學習動機基礎上的“想學”，在掌握了一定的學習策略基礎上“會學”，還能在意志努力基礎上“堅持學”，所以核心素養支持下的教學設計必須要有學生的自主學習設計。而自主學習設計能使學生主動發現自己學習中存在的問題，認識到主動學習的優勢和書本的局限性，積極利用各種信息系統促進學習與發展。

在算法與編程的教學中，對初學者來說，語法錯誤是最常犯的錯誤，雖然有編譯工具，但由于初次接觸這門課的學生對一些專業術語還不夠敏感，往往很難找到錯誤。學生出現錯誤第一時間就會想到老師，如果一節課教師頻繁“征戰”于某些學生的錯誤中，則往往會兼顧不到其他學生，而且也很難完成預先設定的教學目標。如何變“錯”為“寶”，有針對性地把這些語法錯誤轉變為課堂資源，引導學生形成自查自糾的意識，提高糾錯的敏感度，培養糾錯能力是算法與程序設計教學中的教學設計需要思考的問題。筆者在這里列舉兩個小課題。

課題一：教學設計階段，事先預計學生有可能犯的錯誤，并把這些錯誤放到學生要完成的任務中，通過主動設置錯誤障礙，讓學生在改錯的過程中加深印象，并理解錯誤中所涉及的問題，以防再犯同類的錯誤（如圖5）。

課題二：學生一般很難察覺隱性錯誤，教師發現此類錯誤后，最好不要直接指出，而是要引導學生多觀察、多思考、多比較，讓“錯誤”逐步浮出水面。學生往往對自己的隱性錯誤有很大的興趣，找到錯誤后也會很興奮，教師可借此機會讓他們積極開展自我反思（如上頁圖6）。

教師創設程序設計活動情境，組織學生在解決實際問題過程中探究順序結構、選擇結構和循環結構，依據解決問題的需要，設計和表示簡單算法，利用程序設計語言實現簡單算法，解決實際問題，培養學生主動調試程序的意識，利用軟件的功能找出語法錯誤，解決自己程序中出現的問題，在這些問題支架的基礎上，教師可以通過學生合作學習、線上自主學習等活動，激發學生的學習興趣，實現從“想學”到“學會”的過程，提升他們的核心素養。

拐點之四：轉向創新能力培養的設計

創新是指以現有的思維模式提出有別于常規或常人思路的見解為導向，利用現有的知識和物質，在特定的環境中，本著理想化需要或為滿足社會需求，而改進或創造新的事物、方法、元素、路徑、環境，并獲得一定有益效果的行為。創新是一種高度復雜的智能活動，只有在輕松、自由、民主的氛圍中，人們才會產生好奇心，萌發求知欲，才會有創新的意向和行動。核心素養支持下的教學設計要考慮學生的現實需求和個人的學習習慣，使他們能借助軟件工具與平臺應用幫助自己學習，能積極利用各種信息系統促進學習與發展。因此，教師有必要轉向對學生創新能力培養的設計，通過整合幫助學生利用數字化學習工具表達思想、建構知識。

作為Excel《美化圖表》這一課的拓展與創新，教師可以讓學生思考如果是大數據如何進行可視化處理。課后思考與分析：上網搜索數據可視化的典型案例，寫出案例分析報告。

學生課后通過自主探究與創新不僅能根據實際需要選用合適的方法和軟件對數據進行可視化處理，還能根據實際需要選擇合適的圖表使之可視化效果更好，更直觀地解決實際問題，案例如下。

案例：從圖表看美國人口年齡段分布。

應該用什么方式去呈現一種單一的數據？Pew Research創造了這個可視化圖表（如圖7），顯示人口統計數量隨著時間推移的變化。它將一個內容較多的故事壓縮成了一個小的動圖包。此外，這種類型的微內容很容易在社交網絡上分享或在博客中嵌入，擴大了內容的傳播范圍。

總之，教師必須認識到，培養與發展學生信息技術核心素養絕非一朝一夕之事，學生信息意識的形成、計算思維的提高、信息社會責任感的加強都需要在教學中滲透，在日常中積累，唯有如此，才能真正培養學生的優秀品格與創新能力，使他們得到全面發展。

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