高中信息技術(shù)必修模塊1中“單元1：數(shù)據(jù)與信息”教學(xué)建議

孔慶巖

“數(shù)據(jù)與信息”單元是高中信息技術(shù)必修模塊1“數(shù)據(jù)與計(jì)算”的開篇，教師在教學(xué)過程中應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)等多種方式，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，為后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

內(nèi)容分析

自從計(jì)算機(jī)問世以來，信息技術(shù)的發(fā)展深刻影響著人們的生活以及經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)方式。技術(shù)發(fā)展的同時(shí)也帶來數(shù)據(jù)量的激增，數(shù)據(jù)對(duì)社會(huì)生活各個(gè)方面的影響日益凸顯，數(shù)據(jù)應(yīng)用也成為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長因素中不可缺少的部分。在本單元的教學(xué)中，在落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)、培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的大目標(biāo)下，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中需要感知數(shù)據(jù)與信息的存在，能夠描述數(shù)據(jù)與信息的特征，理解數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)三者的關(guān)系，掌握數(shù)據(jù)編碼的方式。

學(xué)情分析

作為信息社會(huì)的“原住民”，學(xué)生在生活中常會(huì)用到各類APP，在學(xué)習(xí)中也會(huì)使用不同的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具。學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)與信息并不陌生，但在學(xué)生的知識(shí)體系里，沒有系統(tǒng)構(gòu)建數(shù)據(jù)與信息的概念，沒有對(duì)數(shù)據(jù)與信息屬性進(jìn)行區(qū)分，

數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)這些概念相當(dāng)抽象，單純從理論層面進(jìn)行介紹、分析，要求學(xué)生進(jìn)行機(jī)械記憶，顯然不符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，難以達(dá)到課程標(biāo)準(zhǔn)的要求。

教學(xué)策略

基于學(xué)情和本單元教學(xué)內(nèi)容分析，結(jié)合新課程教學(xué)理念，建議以“主題學(xué)習(xí)”或“項(xiàng)目學(xué)習(xí)”方式開展教學(xué)。在學(xué)習(xí)過程中，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)。教學(xué)過程中，教師可以用“問題導(dǎo)學(xué)”方式對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程加以引導(dǎo)。

1.關(guān)于主題學(xué)習(xí)與項(xiàng)目學(xué)習(xí)

在很多文獻(xiàn)研究中把主題學(xué)習(xí)等同于項(xiàng)目學(xué)習(xí)，筆者認(rèn)為兩者還是有所不同。“主題學(xué)習(xí)”是針對(duì)具體方面或內(nèi)容展開的學(xué)習(xí)。例如，針對(duì)“word文本常用處理操作”展開的“編輯一本書”主題學(xué)習(xí)。主題學(xué)習(xí)中需要關(guān)注的要素有學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)、問題清單設(shè)計(jì)。在信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)中，經(jīng)常會(huì)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)不同的學(xué)習(xí)任務(wù)，在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)，教師需要根據(jù)學(xué)生的生活學(xué)習(xí)情況設(shè)計(jì)情境，貼近時(shí)代發(fā)展，考慮跨學(xué)科內(nèi)容學(xué)習(xí)。項(xiàng)目學(xué)習(xí)可以包含一個(gè)或多個(gè)主題，如針對(duì)一個(gè)模塊、一個(gè)或幾個(gè)單元的項(xiàng)目學(xué)習(xí)，也可以針對(duì)一個(gè)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行內(nèi)容擴(kuò)展的項(xiàng)目學(xué)習(xí)。

2.關(guān)于問題導(dǎo)學(xué)中的問題清單設(shè)計(jì)

“問題導(dǎo)學(xué)”指以學(xué)生為本，在課堂中教師與學(xué)生是平等關(guān)系，以學(xué)生為主體，“問題導(dǎo)學(xué)”設(shè)計(jì)中的基本要素是“學(xué)生”“教師”“內(nèi)容”“情境”“問題”，“問題”是關(guān)鍵要素。“問題導(dǎo)學(xué)”主要采用的學(xué)習(xí)方法是自主探究學(xué)習(xí)、合作探究學(xué)習(xí)、展示對(duì)話法、問題發(fā)現(xiàn)法、思維訓(xùn)練法等。“問題”關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)中的“真問題”，教師要在充分了解學(xué)情的基礎(chǔ)上，預(yù)判學(xué)生學(xué)習(xí)過程中會(huì)遇到的難點(diǎn)問題、有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的“啟發(fā)性”問題、有助于落實(shí)教學(xué)目標(biāo)和培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)的重點(diǎn)問題。

信息技術(shù)學(xué)科的學(xué)科特色決定了它具有很強(qiáng)的操作性、實(shí)踐性，適合開展自主學(xué)習(xí)與合作探究學(xué)習(xí)。但以往的教學(xué)中還存在幾個(gè)問題：①教師仍然是課堂的主宰，教師控制每個(gè)“環(huán)節(jié)”的時(shí)間，教師的“切屏”行為會(huì)打亂很多學(xué)生的思路。②教師對(duì)小組合作效果缺少掌握，很多小組合作學(xué)習(xí)都流于形式，有些學(xué)生并非自愿開展合作學(xué)習(xí)，或在小組合作學(xué)習(xí)中只有一兩個(gè)學(xué)生完成了組內(nèi)全部任務(wù)，其他學(xué)生只是“掛名”參與。這些都是問題導(dǎo)學(xué)設(shè)計(jì)中需要關(guān)注與解決的問題。

新課程明確指出高中信息技術(shù)課程旨在全面提升全體高中學(xué)生的信息素養(yǎng)。課程通過提供技術(shù)多樣、資源豐富的數(shù)字化環(huán)境，幫助學(xué)生掌握數(shù)據(jù)、算法、信息系統(tǒng)、信息社會(huì)等學(xué)科大概念，成為數(shù)字化時(shí)代的合格中國公民。筆者認(rèn)為，在問題導(dǎo)學(xué)中，問題設(shè)計(jì)要關(guān)注以下幾方面。

（1）知識(shí)性問題，關(guān)注學(xué)科大概念

知識(shí)性問題是指針對(duì)知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)的問題，這些知識(shí)點(diǎn)是學(xué)生必須掌握的基礎(chǔ)知識(shí)或重點(diǎn)知識(shí)。依據(jù)課標(biāo)，信息技術(shù)學(xué)科必須掌握的學(xué)科大概念包括數(shù)據(jù)、算法、信息系統(tǒng)、信息社會(huì)，在必修模塊1“數(shù)據(jù)與計(jì)算”中主要涉及的概念是數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)、大數(shù)據(jù)、算法、程序設(shè)計(jì)語言、算法三大基本結(jié)構(gòu)等。知識(shí)性問題設(shè)計(jì)要了解學(xué)生的基本情況，根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，選取知識(shí)點(diǎn)而設(shè)計(jì)合適的問題。例如，講解if分支語句，可以設(shè)計(jì)的知識(shí)性問題有“if分支語句分為幾類？”“語句格式分別是什么？”等。

在信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)中，為有效達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，課堂中會(huì)設(shè)計(jì)若干難度遞進(jìn)的學(xué)習(xí)任務(wù)。針對(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)的問題設(shè)計(jì)要結(jié)合知識(shí)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生分析。例如，編程求解“給定一個(gè)數(shù)，如果這個(gè)數(shù)能被7整除，但不能被5整除，將這個(gè)數(shù)輸出”。對(duì)于這個(gè)任務(wù)，問題設(shè)計(jì)要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)分析條件，選擇程序結(jié)構(gòu)，注意編程中的細(xì)節(jié)問題，如“程序中，判定條件表達(dá)式如何寫？”“適合選用的結(jié)構(gòu)是？”“輸入語句返回的數(shù)值類型是什么？”

（2）過程性問題，關(guān)注知識(shí)的生成

過程性問題要讓學(xué)生利用已有知識(shí)體系解釋新知識(shí)，聯(lián)系生活實(shí)際，用新知識(shí)解決實(shí)際問題，并最終將新知識(shí)納入個(gè)人知識(shí)體系。例如，關(guān)于if分支語句格式，可以設(shè)計(jì)的過程性問題：“在英語里if是什么意思？else是什么意思？”“我們?cè)诰幊虝r(shí)會(huì)遇到一種情況，當(dāng)滿足某種條件時(shí)，執(zhí)行語句1，否則，執(zhí)行語句2，這就要用到由if-else組成的語句，請(qǐng)問if-else語句的具體格式該如何書寫？”

（3）評(píng)價(jià)性問題，關(guān)注學(xué)生實(shí)際獲得

課堂評(píng)價(jià)的作用，主要是引導(dǎo)學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)效果，對(duì)個(gè)人學(xué)習(xí)過程與結(jié)果給出合理的評(píng)估。例如，“本節(jié)課你學(xué)到了什么？”‘你是否存在什么困惑？”“本課所學(xué)到的知識(shí)能解決什么問題或在生活中的應(yīng)用有哪些？”

3.主題學(xué)習(xí)或項(xiàng)目學(xué)習(xí)課堂中的師生關(guān)系

在主題學(xué)習(xí)或項(xiàng)目學(xué)習(xí)課堂中，師生處于平等地位，教師主要起引導(dǎo)作用。教師通過課前預(yù)判，設(shè)計(jì)問題，課堂中鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)或合作學(xué)習(xí)，在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程，解決學(xué)生困惑，在小結(jié)時(shí)對(duì)共性問題進(jìn)行總結(jié)。教師不打斷學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程。每節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)數(shù)量要合適，保證大多數(shù)學(xué)生能夠完成，這樣也能預(yù)留一定時(shí)間給教師做課堂總結(jié)及對(duì)學(xué)生開展評(píng)價(jià)。

單元主題學(xué)習(xí)示例

1.學(xué)習(xí)主題

站在歷史角度看信息技術(shù)對(duì)社會(huì)生活與經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)方式產(chǎn)生的影響。

2.主題分析

歷史的發(fā)展進(jìn)程，也是人類對(duì)技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用的過程。在不同時(shí)代都有人類留下的針對(duì)“信息”處理與使用的“痕跡”，它們都對(duì)當(dāng)時(shí)的社會(huì)生活與經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了重大影響，同時(shí)，一個(gè)時(shí)代信息的處理水平又離不開當(dāng)時(shí)社會(huì)對(duì)物質(zhì)的開發(fā)與利用程度。學(xué)生完成主題學(xué)習(xí)的過程，也是將“歷史”“政治經(jīng)濟(jì)”與學(xué)科內(nèi)容融合學(xué)習(xí)的過程。

3.課時(shí)建議

2課時(shí)。

4.教學(xué)目標(biāo)

在具體感知數(shù)據(jù)與信息的基礎(chǔ)上，描述數(shù)據(jù)與信息的特征（重點(diǎn)）;在運(yùn)用數(shù)字化工具的學(xué)習(xí)活動(dòng)中，理解數(shù)據(jù)、信息與知識(shí)的相互關(guān)系（難點(diǎn)），認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)對(duì)人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊?針對(duì)具體學(xué)習(xí)任務(wù)，體驗(yàn)數(shù)字化學(xué)習(xí)過程，感受利用數(shù)字化工具和資源的優(yōu)勢(shì)：

5.學(xué)習(xí)任務(wù)

用文本處理軟件和搜索引擎或其他數(shù)字化學(xué)習(xí)工具搜索并呈現(xiàn)不同時(shí)期人們記錄、傳遞信息的媒介與方式以及對(duì)當(dāng)時(shí)社會(huì)生活和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)方式的影響。

6.問題清單設(shè)計(jì)

①不同朝代和時(shí)期，人們用什么“媒介”記錄信息？在遠(yuǎn)距離通信中，人們?nèi)绾伍_展溝通？如何確保信息的安全性，即存儲(chǔ)信息的媒介不被破壞，信息不被他人得知？

②當(dāng)時(shí)的人們是如何利用自身經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用這些信息的？存儲(chǔ)、處理信息技術(shù)的進(jìn)步對(duì)當(dāng)時(shí)的社會(huì)生活與經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了什么影響？

③什么是數(shù)據(jù)？什么是信息？用你作品中的例子說明。

④在你完成“主題學(xué)習(xí)”任務(wù)過程中，最大的困難或困惑是什么？是否已經(jīng)解決？如何解決的？你的最大收獲是什么？

在“數(shù)據(jù)與信息”單元中還包括“數(shù)據(jù)編碼”部分，關(guān)于這部分內(nèi)容的處理，有兩個(gè)建議：一是在“站在歷史角度看信息技術(shù)對(duì)社會(huì)生活與經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)方式產(chǎn)生的影響”主題學(xué)習(xí)下，再用1到2課時(shí)的時(shí)間繼續(xù)研究從計(jì)算機(jī)問世以來，信息存儲(chǔ)與處理方式的轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步探究在計(jì)算機(jī)內(nèi)各類數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的形式，掌握二進(jìn)制編碼及其轉(zhuǎn)換。二是將數(shù)據(jù)編碼與模塊2“信息系統(tǒng)與社會(huì)”中“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成”部分組合在一起，從硬件到軟件讓學(xué)生全面了解計(jì)算機(jī)的組成和處理方式。