問題導學教學法在高中信息技術新課程中的應用

林江燕

摘要：本文借鑒“黃河清問題導學教學法”這一典型形式，以《圖像編碼》為例，結合實際情況進行變通，借“問題設置”推進課堂教學，借“問題引導”啟迪學生思維，借“問題探究”挖掘學科本質，借“問題總結”延伸學習廣度，以期能夠有效提高教學效率，促進學生學習。

關鍵詞：問題導學;高中信息技術;學科核心素養;計算思維

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2021）18-0045-02

怎樣在高中信息技術新課程中實現引導學生“學習學科知識，解決實際問題，形成學科思維”即養成學科核心素養，是一線教師研究和實踐的方向。《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》中提出了“在教學中，教師應淡化知識的單一講解，鼓勵學生通過自主探究解決項目中的問題，在解決問題的過程中整合知識學習，促進思維發展……在‘嘗試→驗證→修正的試錯過程中，發展學生的計算思維”的實施建議。課堂上，傳統的“知識為主，活動為輔”的教學模式不再適用。問題導學教學法是指教師在課堂教學中以問題為載體，通過啟發、引導學生解決問題，從而達到讓學生自覺進行自主學習的教學方法和策略。[1]問題解決的過程，隱藏著學生計算思維的發展過程，這種教學方式值得借鑒。黃河清校長將“問題導學教學法”分為“問題設置→提出問題→引導啟發→問題探究→問題解決”五個步驟，以問題為載體，以教師“導”為主線，以學生“學”為標準，是問題導學教學法的三大核。[2]借鑒這個典型形式，根據高中信息技術新課程的具體情況，筆者在實施過程中對其進行了變通，下面筆者以《圖像編碼》一課為例，通過五個問題，按照四個環節，開展教學。

● 設置問題情境，推進課堂教學，認識正確概念

新課引入是課堂的關鍵，“問題”是“問題導學”課堂的紐帶，強調教師要精心設置問題。因此，教師應注意創設的問題情境要符合學生的生活經驗，與其基礎知識儲備相關聯。

例如，《圖像編碼》選自粵教版必修1第一章第二節《數據編碼》，學生對圖像媒體并不陌生，可是對圖像的存儲形式、文件計算方法一知半解，特別是對學科專業概念，如“位圖、圖像分辨率”等，似懂非懂，且原有的知識體系也缺乏相關內容。筆者以“掃一掃”二維碼，引入問題1——怎么完成十字繡作品？學生通過觀察或回憶生活，明確要完成生活中的十字繡作品，就要先認得圖上編號與顏色線編號的關系，然后運用一定的針法完成縫繡作品。借鑒十字繡，讓學生認識到給十字繡劃分十字格編碼的必要性。筆者將十字繡拍照上傳到計算機中，利用畫圖軟件的網絡線功能，放大圖像，可以看到，和十字繡類似，圖像是由若干個小方格組成的，此時講授學科概念：每個小方格稱為像素，所有的像素數量稱為圖像分辨率，這樣的圖像叫做像素圖或位圖或點陣圖。從而，從計算機科學的角度，幫助學生建構知識，理解標準的“像素、圖像分辨率、位圖”等概念形成的合理性，讓他們對所學知識“知其然，更知其所以然”。

● 問題引導，形成對話環境，啟迪學生思維

問題導學教學法的主線是教師的引導。教師引導要圍繞教學目標，體現知識脈絡，外顯學生的思維過程，以問激思，以思激答，以答激學。教學中，筆者通過問題讓學生領悟學科特質的思想方法。例如，筆者提出問題2——討論計算機中的位圖是怎么編碼的？仿照十字繡的編碼方案試一試。問題與學生剛剛獲得的十字繡編碼經驗相匹配，符合最近發展區。接著筆者設置梯度任務：黑白圖像→四色圖像→六色圖像→編碼、計算大小并總結規律。在建立編碼規則的活動過程中，學生調用已學的文字編碼知識，經過嘗試和討論很容易就得出了結果。

● 梯度問題探究，理解知識內涵，挖掘學科本質

“問題導學”的問題既可以來自教師的結構化備課，也可以來自學生的結構化學習。

怎樣讓學生更好地理解“圖像編碼是在滿足一定保真度的條件下，對圖像數據進行變換、編碼和壓縮，以較少比特數表示圖像或圖像信息的技術”這句話的含義？筆者提出問題3——不同的圖像格式，如JPG、PNG、BMP有什么作用呢？為了解決這個問題，筆者設計了探究活動，即利用習得的圖像公式，完成兩項任務：一是查看十字繡JPG圖像和二維碼PNG圖像的屬性信息，獲取相關數值用于計算圖像大小，并與屬性大小的數值作對比;二是使用畫圖軟件打開其中任意一張圖，保留其他參數相同，只是另存為BMP格式，觀察圖像變化，對比計算數值和屬性數值的大小，描述觀察結論。學生通過探究活動，很容易產生疑問，進而提出問題4——圖像計算公式與其在計算機中的實際存儲大小不一致，為什么？學生通過探究活動觀察到，最常見到的圖像格式PNG或JPG存儲空間小，這和以往的認知相符合，但與新知識“圖像計算公式”相矛盾。相比之下，BMP格式圖像與公式計算值誤差最小，且圖像質量與其原圖PNG或JPG相當。怎么解釋這種現象？教師引導學生，展開探究。最終得出由于壓縮技術不同導致圖像格式的不同，而存儲空間小的文件有利于進行網絡傳播，這與信息技術的發展分不開，凸顯了本課知識的學科本質。

● 問題總結，重視生成性問題，延伸學習廣度

教師最后的總結能幫助學生構建起知識網絡，進而深入理解新知識的重點。同時，教師要指引方向，提供資源引導學生自主學習。

在總結數據壓縮技術時，學生提出了問題5——二維碼小文件中存儲了十字繡大文件，這是什么技術在支撐呢？筆者對問題表示肯定，表揚學生意識到了圖像壓縮的意義，并提供了二維碼、Huffman Code等學習資源，引導學生課后查詢資料，獲得更多的圖像壓縮技術知識，為創新技術做準備。

總之，應用問題導學教學法，需要教師不斷豐富自己的知識儲備，提高專業素質，只有這樣才能更好地促進學生終身學習。

參考文獻：

[1]黃河清.“問題導學”教學法的理論與實踐[J].基礎教育研究，2015（01）：5-9+1.

[2]韓立福.“問題導學”：當代課堂教學深度改革的新方向[J].江蘇教育研究，2013（01）：7-11.

基金項目：廈門市中小學學科帶頭人培養對象2020年度課題“指向數字化學習與創新培養的微項目學習開發與應用研究”（課題編號：XMZXXD202012054）。