在深度學(xué)習(xí)中重構(gòu)高中信息技術(shù)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)

李偉

摘要： 深度學(xué)習(xí)是學(xué)科核心素養(yǎng)落實(shí)的重要途徑。在深度學(xué)習(xí)中重構(gòu)高中信息技術(shù)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，可使課堂從淺層走向深度、從零散走向有序、從知識(shí)走向素養(yǎng)。課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的重構(gòu)要經(jīng)歷“重組知識(shí)序列—設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)序列—重構(gòu)課堂序列”的過程，即以學(xué)科大概念為基礎(chǔ)，重組知識(shí)序列，解析內(nèi)在結(jié)構(gòu);以問題情境為引領(lǐng)，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)序列，厘清學(xué)科邏輯;以持續(xù)探究為路徑，設(shè)計(jì)活動(dòng)主線，形成知識(shí)體系;以遷移運(yùn)用為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)問題解決，提升素養(yǎng)水平。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí);教學(xué)結(jié)構(gòu);算法;大概念;問題情境

在《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱《課標(biāo)》）的引領(lǐng)下，隨著教材的迭代與更新，信息技術(shù)課堂被重新定義并賦予了新的內(nèi)涵，核心素養(yǎng)的培育成為課堂教學(xué)變革的重要方向。深度學(xué)習(xí)是學(xué)科核心素養(yǎng)落實(shí)于課堂教學(xué)的重要途徑。在這樣的背景下，一線教師需要打破以往的教育教學(xué)觀，站在更高層次去思考學(xué)科的價(jià)值和探尋學(xué)科教學(xué)的策略。通過教學(xué)調(diào)研，筆者發(fā)現(xiàn)當(dāng)下課堂主要存在這些問題：一是知識(shí)的理解深度不夠;二是知識(shí)的持續(xù)探究不夠;三是知識(shí)的融通遷移不夠。針對(duì)這些問題，本研究著眼于在深度學(xué)習(xí)中重構(gòu)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，以期為一線教師提供思路與方法。

一、高中信息技術(shù)深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵與特征

深度學(xué)習(xí)是一種基于理解的學(xué)習(xí)，是指學(xué)習(xí)者以高階思維的發(fā)展和實(shí)際問題的解決為目標(biāo)，以整合的知識(shí)為內(nèi)容，積極主動(dòng)地、批判性地學(xué)習(xí)新的知識(shí)和思想，并將它們?nèi)谌朐械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)中，且能將已有的知識(shí)遷移到新的情境中的一種學(xué)習(xí)^[1]。信息技術(shù)課程具有實(shí)踐性、綜合性、科學(xué)性等學(xué)科特質(zhì)，旨在幫助學(xué)生在數(shù)字化時(shí)代背景下逐步形成數(shù)字勝任力與社會(huì)責(zé)任感。高中信息技術(shù)課堂教學(xué)中開展的深度學(xué)習(xí)是一種基于理解性、探究性、體驗(yàn)性的學(xué)習(xí)，注重學(xué)習(xí)內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)結(jié)和多元融合、學(xué)習(xí)過程的深度思考和意義建構(gòu)、真實(shí)情境中的問題解決和遷移應(yīng)用。其特征主要包含三個(gè)方面：知識(shí)建構(gòu)、高階思維、問題解決。

深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)，能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)遷移應(yīng)用到真實(shí)情境中，創(chuàng)造性地解決實(shí)際問題，在解決問題的過程中逐步培養(yǎng)高階思維能力。也就是說，學(xué)生在深度學(xué)習(xí)過程中，能將新舊知識(shí)關(guān)聯(lián)起來，形成一個(gè)橫向延伸、縱向聯(lián)結(jié)的知識(shí)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通過深度體驗(yàn)、認(rèn)知沖突、學(xué)習(xí)理解，實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的再現(xiàn)、建構(gòu)和內(nèi)化。這就要求教師在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)關(guān)注學(xué)生有意義的學(xué)習(xí)過程，重構(gòu)信息技術(shù)課堂教學(xué)序列， 創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、持續(xù)探究、不斷反思與實(shí)踐，在問題解決的過程中實(shí)現(xiàn)知識(shí)的意義建構(gòu)與遷移運(yùn)用。

二、高中信息技術(shù)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的重構(gòu)路徑

課堂教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)劣，取決于課堂結(jié)構(gòu)的構(gòu)成如何。“結(jié)構(gòu)”就如同課堂的核心鏈條一樣，決定著課堂教學(xué)的不同成效，只有最優(yōu)化、最合理的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，才能保障最優(yōu)質(zhì)的教學(xué)質(zhì)量^[2]。在深度學(xué)習(xí)中重構(gòu)高中信息技術(shù)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，是以知識(shí)系統(tǒng)化視角來重組知識(shí)序列，以學(xué)生主體化視角來設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)序列，以學(xué)習(xí)整體化視角來重構(gòu)課堂序列，從而實(shí)現(xiàn)課堂從淺層走向深度、從零散走向有序、從知識(shí)走向素養(yǎng)。其路徑如圖1所示。

課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的重構(gòu)要經(jīng)歷“重組知識(shí)序列—設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)序列—重構(gòu)課堂序列”的過程，先從知識(shí)體系、單元內(nèi)容、內(nèi)在結(jié)構(gòu)三個(gè)維度理解知識(shí)的內(nèi)在邏輯，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的建構(gòu)與理解;再從由淺入深、由表及里、由散到整三條規(guī)律明確學(xué)生的思維邏輯，促進(jìn)學(xué)生高階思維的發(fā)展;進(jìn)而從問題情境、持續(xù)探究、遷移運(yùn)用三個(gè)階段厘清課堂的教學(xué)邏輯，提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

三、高中信息技術(shù)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的重構(gòu)策略

課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的重構(gòu)，需要教師以學(xué)科大概念為基礎(chǔ)，重組知識(shí)序列，解析內(nèi)在結(jié)構(gòu);以問題情境為引領(lǐng)，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)序列，厘清學(xué)科邏輯;以持續(xù)探究為路徑，設(shè)計(jì)活動(dòng)主線，形成知識(shí)體系;以遷移運(yùn)用為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)問題解決，提升素養(yǎng)水平。

（一）以學(xué)科大概念為基礎(chǔ)，重組知識(shí)序列，解析內(nèi)在結(jié)構(gòu)

學(xué)科知識(shí)序列的重組，要從宏觀上厘清知識(shí)在各學(xué)段的發(fā)展序列，從中觀上分析本學(xué)段單元學(xué)習(xí)的內(nèi)容結(jié)構(gòu)，從微觀上挖深知識(shí)概念蘊(yùn)涵的思想方法。

1.梳理知識(shí)體系

知識(shí)體系的梳理需要教師有系統(tǒng)思維，即用整體、關(guān)聯(lián)的視角研讀教材，立足學(xué)科大概念，從知識(shí)發(fā)展序列、學(xué)段特征去整體把握知識(shí)體系。立足學(xué)科大概念，明確它們?cè)诓煌瑢W(xué)段中的位置與定位，理順其邏輯關(guān)系，了解它們?cè)谡麄€(gè)學(xué)段中的重要程度。如浙教版信息技術(shù)教材立足學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展，圍繞“數(shù)據(jù)、算法、信息系統(tǒng)、信息社會(huì)”四個(gè)學(xué)科大概念進(jìn)行整體架構(gòu)，其內(nèi)容邏輯從小學(xué)到高中多向銜接、螺旋上升。以“算法”大概念為例，根據(jù)課標(biāo)要求和各年段教材，其知識(shí)體系梳理如圖2所示。

通過對(duì)“算法”大概念知識(shí)體系的梳理，我們不難發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)算法需經(jīng)歷一個(gè)循序漸進(jìn)、逐步深入的過程。學(xué)生在小學(xué)階段通過Scratch編程的學(xué)習(xí)，了解算法的概念，能選擇合適的方式描述簡單算法，體驗(yàn)程序設(shè)計(jì)的基本流程;初中階段通過Python語言的學(xué)習(xí)，掌握Python語言的基本知識(shí)，進(jìn)一步理解算法的概念及程序設(shè)計(jì)的一般過程，能靈活運(yùn)用程序設(shè)計(jì)的三種基本結(jié)構(gòu)，體會(huì)用計(jì)算機(jī)解決問題的思想和方法;高中階段能理解算法的概念與特征，依據(jù)解決問題的需要來界定關(guān)鍵問題、抽象建模及設(shè)計(jì)算法，運(yùn)用三種控制結(jié)構(gòu)和算法描述方法合理地表示算法，能通過Python編寫簡單程序解決問題，了解計(jì)算機(jī)編程解決問題的一般過程。

2.統(tǒng)整單元內(nèi)容

單元內(nèi)容是構(gòu)成課程知識(shí)體系的重要節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間是相互關(guān)聯(lián)與相互影響的。教師需要有發(fā)展觀，用立體的視角定位單元內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的前后溝通、上下關(guān)聯(lián)、左右銜接。這就要求教師圍繞課標(biāo)要求和學(xué)段目標(biāo)，依據(jù)大概念形成的發(fā)展邏輯，搭建各年段的單元知識(shí)階梯。圖3為統(tǒng)整了高中信息技術(shù)“算法”單元的內(nèi)容結(jié)構(gòu)。

本單元以學(xué)科大概念“算法”來組織學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生在運(yùn)用算法解決問題的過程中，根據(jù)真實(shí)情境界定問題，通過抽象與建模、設(shè)計(jì)、描述算法、算法的程序?qū)崿F(xiàn)的流程逐步解決問題。這些知識(shí)是本單元的核心概念，只有理解并學(xué)會(huì)運(yùn)用這些知識(shí)，學(xué)生才能根據(jù)需要逐步設(shè)計(jì)正確的算法，并編程解決問題。

3.解析內(nèi)在結(jié)構(gòu)

在知識(shí)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)中，符號(hào)是知識(shí)的外在表現(xiàn)形式，是知識(shí)的存在形式，即符號(hào)存在。邏輯形式是知識(shí)構(gòu)成的規(guī)則或法則，邏輯形式是人的認(rèn)識(shí)成果系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的紐帶和橋梁。意義是知識(shí)的內(nèi)核，?是內(nèi)隱于符號(hào)的規(guī)律系統(tǒng)和價(jià)值系統(tǒng)。只有把握住符號(hào)、邏輯形式、意義之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，才能從整體上理解知識(shí)和掌握知識(shí)^[3]。教師需要有整體觀，深入解析知識(shí)本質(zhì)，從學(xué)科知識(shí)到學(xué)科方法，再到學(xué)科思維逐層深入挖掘和設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)序列，解析知識(shí)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生逐步從知識(shí)表層深入到知識(shí)底層。圖4解析了“算法”概念的內(nèi)在結(jié)構(gòu)。

（二）以問題情境為引領(lǐng)，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)序列，厘清學(xué)科邏輯

學(xué)習(xí)既是個(gè)體性的建構(gòu)意義的心理過程，也是社會(huì)性的、工具中介的知識(shí)合作建構(gòu)過程。有意義的學(xué)習(xí)是有意圖的、復(fù)雜的，是處于它所發(fā)生的情境脈絡(luò)之中的^[4]。單純的知識(shí)學(xué)習(xí)是零散的、碎片的，將知識(shí)融合到問題解決中是有意義的學(xué)習(xí)。問題情境能讓學(xué)生與社會(huì)、與自然產(chǎn)生聯(lián)結(jié)，在學(xué)習(xí)過程中經(jīng)歷知識(shí)間的聯(lián)系、組織與整合，厘清學(xué)科邏輯。

問題情境的創(chuàng)設(shè)要體現(xiàn)學(xué)科性。信息技術(shù)是一門與時(shí)俱進(jìn)的學(xué)科，具有實(shí)踐性強(qiáng)、應(yīng)用性廣等特點(diǎn)，教師要挖掘與學(xué)生生活密切相關(guān)的學(xué)科知識(shí)應(yīng)用情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力;問題情境的創(chuàng)設(shè)要體現(xiàn)挑戰(zhàn)性，教師選擇情境要尊重學(xué)生的原有認(rèn)知與發(fā)展?jié)撃埽x擇適合學(xué)生探究的挑戰(zhàn)性問題情境，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。

當(dāng)下的學(xué)生是信息時(shí)代的原住民，他們一直沉浸在信息社會(huì)之中。因此，在算法與程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中，教師要用開放的視野去發(fā)現(xiàn)與學(xué)生學(xué)習(xí)、生活緊密聯(lián)系的應(yīng)用實(shí)例。在此基礎(chǔ)上，選擇契合不同學(xué)段學(xué)生探究的問題情境。表1列出了“分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)”問題情境選擇示例。

“體測(cè)”是學(xué)生每年都要經(jīng)歷的活動(dòng)，教師可根據(jù)這一真實(shí)情境提出驅(qū)動(dòng)性問題：如何幫助體育教師自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)體測(cè)成績判斷？從而引發(fā)學(xué)習(xí)需求，遵循由淺入深、由表及里、由散到整的學(xué)生思維邏輯，沿著問題解決的路徑設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)序列。

（三）以持續(xù)探究為路徑，設(shè)計(jì)活動(dòng)主線，形成知識(shí)體系

問題情境能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，要讓學(xué)科知識(shí)和學(xué)生思維活起來，課堂教學(xué)需要以持續(xù)探究為路徑，設(shè)計(jì)漸進(jìn)生長和動(dòng)態(tài)生成的探究過程，培養(yǎng)其思維的深刻性。學(xué)生在經(jīng)歷知識(shí)產(chǎn)生的過程中，通過深度體驗(yàn)、認(rèn)知沖突、學(xué)習(xí)理解，實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的再現(xiàn)、建構(gòu)和內(nèi)化。教師在設(shè)計(jì)活動(dòng)主線時(shí)需要關(guān)注學(xué)生有意義的學(xué)習(xí)過程，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、持續(xù)探究、不斷反思與實(shí)踐，在問題解決的過程中實(shí)現(xiàn)知識(shí)的意義建構(gòu)，形成知識(shí)體系。

探究過程要有層次性，遵循知識(shí)的內(nèi)在邏輯，探究過程逐層深入，從學(xué)科知識(shí)、學(xué)科方法到學(xué)科思維逐步推進(jìn)，讓學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)產(chǎn)生的全過程;探究過程要有引導(dǎo)性，遵循學(xué)生思維發(fā)展邏輯，沿著關(guān)聯(lián)舊知、探究新知、建構(gòu)新知的過程，讓學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)建構(gòu)的全過程。

在“分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)”教學(xué)中，教師可沿著分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)、多分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)、多分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例的學(xué)習(xí)序列，條件上從單一條件到多條件判斷，結(jié)構(gòu)上從簡單的算法結(jié)構(gòu)到復(fù)雜的算法結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)持續(xù)探究的學(xué)習(xí)邏輯。探究過程如表2所示。

本案例沿著學(xué)科知識(shí)、學(xué)科方法、學(xué)科思維的內(nèi)在結(jié)構(gòu)邏輯，通過聯(lián)結(jié)舊知、提出問題、探究新知、建構(gòu)新知的探究過程，讓學(xué)生理解多分支結(jié)構(gòu)解決問題的一般步驟與方法，掌握if-elif語句的一般格式。

（四）以遷移應(yīng)用為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)問題解決，提升素養(yǎng)水平

完整的學(xué)習(xí)與發(fā)展過程包含外部活動(dòng)與內(nèi)部活動(dòng)兩種基本的形式，涉及外部活動(dòng)內(nèi)化與內(nèi)部活動(dòng)外化的雙向轉(zhuǎn)化過程。正是通過外部活動(dòng)的內(nèi)化和內(nèi)部活動(dòng)的外化，學(xué)生的知識(shí)掌握、能力形成和情意發(fā)展才得以實(shí)現(xiàn)^[5]。深度學(xué)習(xí)重視學(xué)生問題解決能力的培養(yǎng)，鼓勵(lì)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)遷移應(yīng)用到真實(shí)情境中，創(chuàng)造性地去解決實(shí)際問題。

持續(xù)探究的過程實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的逐步內(nèi)化;遷移應(yīng)用是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的檢測(cè)，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到新的情境中去解決新問題的過程，是內(nèi)化知識(shí)外顯化過程，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的完整性，幫助學(xué)生形成學(xué)科素養(yǎng)。

通過多分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，學(xué)生理解了多分支結(jié)構(gòu)解決問題的一般步驟與方法，掌握了if-elif語句的一般格式和執(zhí)行流程。如何來檢測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果？這就要將新知融入新的問題情境中，以此來設(shè)計(jì)多分支結(jié)構(gòu)程序，設(shè)計(jì)的應(yīng)用示例如表3所示。

本案例創(chuàng)設(shè)了體測(cè)的真實(shí)情境，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷了提出問題、分析問題、解決問題、反思迭代的過程，將新知遷移應(yīng)用到新的情境中去解決新的問題，實(shí)現(xiàn)了多分支結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的完整性。

在深度學(xué)習(xí)中重構(gòu)信息技術(shù)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，教師要具備深度學(xué)習(xí)視野下的教學(xué)思維，通過“知識(shí)序列—學(xué)習(xí)序列—課堂序列”的路徑設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓學(xué)生在問題情境、持續(xù)探究、遷移運(yùn)用中掌握學(xué)科知識(shí)，理解學(xué)科本質(zhì)，形成學(xué)科素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 安富海.促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)策略研究[J].課程·教材·教法，2014（11）：57-62.

[2] 雷霞.核心素養(yǎng)下我國課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的弊端與優(yōu)化[J].教學(xué)與管理，2019（21）：50-52.

[3] 郭元詳.知識(shí)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與深度教學(xué)[J].課程·教材·教法，2009（11）：17-23.

[4] 楊子舟.從淺層學(xué)習(xí)走向深度學(xué)習(xí)[J].教育探索，2016（7）： 32-35.

[5] 余文森.素養(yǎng)導(dǎo)向的課堂教學(xué)[M].上海：上海教育出版社， 2017.

（作者系浙江省杭州市基礎(chǔ)教育研究室教研員）

責(zé)任編輯：牟艷娜