高中信息技術精準教學實踐研究

蔡曉環

【摘要】借助UMU互動學習平臺的學習數據，在高中信息技術新課程教學中引入精準教學策略，有助于構建信息技術高效課堂。筆者以“‘計算拋硬幣概率項目學習活動”教學實踐為例，探究如何通過學習數據分析和課堂學習數據的即時反饋作用，精準設計教學內容與教學方法、進行精準教學決策，從而讓信息技術學科教學從“經驗教學”走向“精準教學”，有效提升學生的信息技術學科核心素養。

【關鍵詞】高中信息技術;數據分析;精準教學;課程改革;教學實踐

一、問題提出

2019年，粵教版《普通高中教科書 信息技術》經教育部審定通過，粵教版高中信息技術新課標教材正式落地，信息技術學科經歷了從“操作教程”到“信息科學”的變革。盡管如此，當下信息技術學科教學中仍存在著憑借以往的經驗、 課上“教師演示10分鐘、學生操作30分鐘”、期末總評“靠記憶、憑印象”的尷尬局面。新課程背景下，教師如何教信息技術、學生如何學信息技術？是廣大信息技術學科教師面臨的課程改革挑戰，同時，是亟待思考和解決的問題。

隨著《教育信息化2.0行動計劃》的全面推進，以計算機、多媒體、大數據、人工智能和互聯網為基礎的現代教育技術在教育教學中得到廣泛應用，“依賴經驗教學”的傳統教學思想和模式顯然已不適合現代教育信息化發展需求。利用學習數據的分析與反饋結果精準施教，既能使學生適應信息化社會的學習環境，提升信息素養;又能提高教學效率，推進高中信息技術新課程實施與發展。

二、理論依據

（一）精準教學

20世紀60年代，美國學者奧格登·林斯利基于斯金納的行為主義學習理論，將“精準”引入教學，提倡通過記錄、分析、追蹤學生的學習行為表現，進而利用獲得的數據輔助教師在課堂中作出決策。信息化背景下的精準教學，就是教師借助大數據和智能技術，實時記錄、跟蹤和分析學習者在教學過程中產生的數據，開展有針對性的差異性和個性化教學。其反映在教學上，強調教師要全面分析研究課堂各要素，使各要素之間相互滲透、支持與融合，實現高效教學目標。

（二）數據分析

精準教學自其誕生之日起，就與信息技術發展密切相關。初期手工記錄方式的局限性使精準教學沒有得到廣泛應用，當前大數據技術和人工智能的發展，為學習行為、教學行為數據深度挖掘與分析創造了更多的可能。借助UMU互動學習平臺有效采集學生個體學習行為數據，將測評數據精準到每一個知識點、每一個課時、每一個學生，并對收到的與教學相關數據加以分析，可以有效、準確地為教學提供相關反饋信息，從而指導教師開展教學活動。

三、實踐探究

（一）整體思路

以數據分析為基礎，筆者開展“計算拋硬幣概率”項目學習教學活動，進行信息技術學科的精準教學實踐探索。本項目學習教學內容選自必修1《數據與計算》第三章 “3.1體驗計算機解決問題的過程”和“3.2算法及其描述”，根據實際教學需要，對教材內容進行章節間的重組和知識建構，內容包含如下：

本課利用UMU互動學習平臺的學習數據記錄、數據分析功能，創設良好的信息化學習環境，為開展教與學的雙邊活動提供精準的反饋和指導。

（二）實施路徑

1.課前導學，精準定位

在開展“計算拋硬幣概率”項目學習活動之前，充分了解學生的現有知識經驗和認知特點，才能精準確定教學目標，優化教學設計。為此，教師設計了“章節前測”相關學習內容，由“視頻內容：什么是算法”和“測試題：算法思維前測”兩部分組成。

本屆高一級學生在初中階段信息技術課程學習中，有涉及Python程序設計的相關內容;但由于部分學校沒有開設此課程，學生知識水平參差不齊。程序設計關鍵在于算法思想，因此，針對教材第三章教學內容，設計兩道題目來檢測學生由已有的知識儲備或通過“什么是算法”視頻的初步學習，對“算法”的認識和感知，以此確定新課的起點，做好初高中階段的知識銜接。

從檢測數據，可以獲知某一班級參與預習的學生人數、全卷平均分、各題得分率等;由此精準了解學情，確定了本項目學習活動的內容涵蓋第三章第一、二節知識（2課時），以學生熟悉且容易理解的“拋硬幣出現正反面的概率”問題貫穿整個項目學習活動過程。

2.課中反饋，精準調整

教師在UMU互動學習平臺數據反饋的幫助下，對學生學習情況實時監控，并對學生的問題進行及時有效的指導，使“以學生為主體，教師主導”的課堂教學得到實現。學生人手一臺電腦，通過學習平臺和老師保持緊密的交流、溝通、反饋。

（1）精準反饋與調整

以“項目實施活動一：體驗人工與計算機解決問題的過程”為例：

活動一設置三個小探究活動：

Q1. 第一位同學投擲硬幣10次時正面（有花一面）出現的次數是多少？概率是多少？

Q2. 第二位同學投擲硬幣20次時正面（有花一面）出現的次數是多少？概率是多少？

Q3. 打開IDLE（Python） → File → New File ;復制提供的程序代碼到新建文件中，點擊 Run → Run Module，保存程序文件;輸入硬幣投擲次數，按Enter鍵看程序運行結果。你輸入的拋硬幣次數是多少？正面出現的概率是多少？

筆者在課堂教學過程中，通過大屏幕實時跟蹤學生的活動進度時發現，學生活動進度較慢，在人工拋擲硬幣時耗費了大量的時間。根據反饋，由原設定的4人一小組發放一個硬幣，調整為2人一小組一個硬幣、4人一小組的項目學習小組模式;調整后，不會再出現一人拋硬幣、其余三人坐著干等的窘局;學生都能參與到實踐活動中，也能提高得出結論的效率，真正實現精準評估學習行為，即時反饋與調整。

（2）精準判定與分層教學

以“‘計算拋硬幣概率項目學習活動——算法及其描述”中“用流程圖描述拋硬幣算法”為例：

分別用流程圖描述下面三個算法：

Q1. 分別輸入數字1和數字2，求兩數之和，并輸出結果。

Q2. 分別輸入兩個數，比較兩個數的大小，輸出值較大的那個。

Q3. 描述拋硬幣算法。

此任務是在項目學習活動第一課時的基礎上進行設計和調整的，原先預設的學習任務只有Q3。然而經過第一課時的學習后，筆者從“項目實施活動二：探究計算機解決問題的過程”的“設計算法”中發現學生水平存在較大的差異，課堂上必須設置分層學習任務來滿足不同學生的學力和能力需求。教師通過查看課堂學習數據統計，了解學生的學習情況、摸清學情、分層教學，突破以往經驗主義教學的含糊與低效。

3.課后提升，精準評價

筆者認為，精準教學的精華不僅在于教學行為得到精準指引，也體現在學生個體的學習行為能得到精準指引，實現精準的自我學習評價。設計課后測試題，學生參與學習檢測，了解知識點掌握情況;還可在將錯題加入“考題本”中，學生可以在“考題本”發現自己未能掌握的知識點，并通過鞏固訓練加以糾正和提升。

同時，教師可以查看全部學習數據，查看學生的學習進度;進入某一課程中，查看測試評分數據等。