基于ITtools平臺的高中信息技術(shù)深度學(xué)習(xí)實(shí)踐研究
——以“簡易計算器的設(shè)計與制作”單元教學(xué)為例

黃瑤芬 廣東省廣州市南沙麒麟中學(xué)

● 深度學(xué)習(xí)概述

要真正落實(shí)深度學(xué)習(xí)，就要挖掘深度學(xué)習(xí)的本質(zhì)特征。深度學(xué)習(xí)有五個特征，分別為活動與體驗(yàn)、聯(lián)想與結(jié)構(gòu)、本質(zhì)與變式、遷移與創(chuàng)造、價值與評價。活動與體驗(yàn)是指學(xué)生不是被動地去容納外在知識的灌輸，而是作為主體，通過觀察、思考、想象、表達(dá)、動手操作等活動對所學(xué)學(xué)科內(nèi)容進(jìn)行感知和理解。聯(lián)想與結(jié)構(gòu)包括兩個方面：一是利用學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)調(diào)動學(xué)習(xí)；二是學(xué)生將學(xué)習(xí)內(nèi)容與已有經(jīng)驗(yàn)建立有意義的聯(lián)系。本質(zhì)與變式是指學(xué)生要能夠通過質(zhì)疑、探究、歸納、演繹等過程主動地把握教學(xué)內(nèi)容的本質(zhì)以及知識的內(nèi)在聯(lián)系。遷移與創(chuàng)造是指學(xué)生能在其他新的情境下，利用所學(xué)知識解決實(shí)際問題。價值與評判是指學(xué)生能與教師、同學(xué)進(jìn)行有效的溝通與合作，能夠有根據(jù)地反思和評價自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)結(jié)果。

● ITtools平臺對深度學(xué)習(xí)的支持

ITtools平臺是一個信息技術(shù)教學(xué)輔助平臺，其提供了文本頁面、課堂調(diào)查和測驗(yàn)、作品提交和互評、學(xué)生互助、自由分組、小組合作、小組成果展示、學(xué)情監(jiān)控、學(xué)情記錄、自動閱卷等教學(xué)模塊，通過這些模塊的組合可以實(shí)現(xiàn)“個性化學(xué)習(xí)”“互助交流”“小組合作”“反思評價”等功能。通過分析ITtools平臺的主要功能與深度學(xué)習(xí)特征之間的關(guān)系（如圖1），可以看到ITtools平臺對深度學(xué)習(xí)的落實(shí)起到很好的支持作用。

圖1

● 基于ITtools平臺的高中信息技術(shù)深度學(xué)習(xí)教學(xué)模式的探索與實(shí)踐

深度學(xué)習(xí)倡導(dǎo)單元學(xué)習(xí)，結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)、學(xué)生實(shí)際情況及教學(xué)實(shí)踐，筆者設(shè)計了基于ITtools平臺的高中信息技術(shù)深度學(xué)習(xí)教學(xué)模式（如下頁圖2），下面，以“簡易計算器的設(shè)計與制作”單元為例闡述此教學(xué)模式在實(shí)施過程中的具體方法。

圖2

1.確定單元學(xué)習(xí)主題

教科版《必修1 數(shù)據(jù)與計算》第二單元“編程與計算”的內(nèi)容是程序設(shè)計的基本知識，包括Python數(shù)據(jù)類型、常量、變量、輸入輸出語句、運(yùn)算符、表達(dá)式以及程序的三種基本結(jié)構(gòu)。基于對課標(biāo)和教材的分析可以得出此單元的核心概念是算法，即利用計算機(jī)解決實(shí)際問題的方法與步驟。通過ITtools平臺進(jìn)行問卷調(diào)查得知，學(xué)生對生活實(shí)際問題比較感興趣。計算器是生活中常見的事物，將陌生抽象的Python編程與熟悉的計算器結(jié)合在一起，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，本單元利用Python編程來設(shè)計一個簡易的計算器，實(shí)現(xiàn)兩位數(shù)的加、減、乘、除四則運(yùn)算，要求運(yùn)算的數(shù)據(jù)可以包括整數(shù)和小數(shù)，同時對除法運(yùn)算進(jìn)行數(shù)據(jù)有效性的驗(yàn)證等。

2.明確單元學(xué)習(xí)目標(biāo)

在單元內(nèi)容分析和學(xué)情分析的基礎(chǔ)上，確定本單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)如下：

（1）學(xué)會利用計算機(jī)解決問題，分析給定任務(wù)的具體需求，抓住解決該需求的關(guān)鍵問題；分析關(guān)鍵問題的基本特點(diǎn)，用抽象的方法表述問題；針對問題設(shè)計解決的方案；最后使用編程語言將方案一一實(shí)現(xiàn)。 (信息意識、計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任)

（2）掌握Python語言基礎(chǔ)知識，了解常見的數(shù)據(jù)類型，能夠根據(jù)實(shí)際問題的需要選擇合適的數(shù)據(jù)類型；理解Python中的常量與變量，初步認(rèn)識賦值語句和輸入輸出語句；掌握常見的Python算術(shù)運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符、字符串運(yùn)算符的用法，能夠根據(jù)問題需求，寫出對應(yīng)的表達(dá)式。(計算思維)

（3）綜合運(yùn)用順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)語句的語句編寫、調(diào)試簡單程序解決問題。(計算思維)

3.實(shí)施單元教學(xué)

在目標(biāo)的引領(lǐng)下，將學(xué)科知識情境化并轉(zhuǎn)換為連續(xù)有層級的問題鏈，然后圍繞問題精心設(shè)計學(xué)習(xí)活動，開展觀察、體驗(yàn)、思考、閱讀、實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)、討論、交流等活動。要讓學(xué)生全身心投入到這些學(xué)習(xí)活動中，除了要精心選擇活動形式，還要為學(xué)生提供內(nèi)容豐富、形式多樣且符合個性需求的學(xué)習(xí)資源。因此，教師可根據(jù)“最近發(fā)展區(qū)”原則，篩選和加工出適合學(xué)生學(xué)情的學(xué)習(xí)材料，然后利用ITtools平臺發(fā)布教學(xué)資源，開展教學(xué)活動，利用平臺的個性化學(xué)習(xí)功能、互助交流功能、小組合作功能引導(dǎo)學(xué)生積極主動參與活動。本單元將Python編程知識轉(zhuǎn)為實(shí)際問題——簡易計算器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)，以計算器功能從簡單到復(fù)雜的思路引導(dǎo)學(xué)生利用平臺上的微課等資源自主探究或小組合作，先分析問題、設(shè)計算法再編程實(shí)現(xiàn)、解決問題，從而掌握知識并提升計算思維等核心素養(yǎng)。“簡易計算器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)”單元教學(xué)的學(xué)習(xí)規(guī)劃如下頁表所示。

“簡易計算器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)”單元教學(xué)的學(xué)習(xí)規(guī)劃

4.進(jìn)行持續(xù)性評價

單元教學(xué)需要持續(xù)性評價，因此教學(xué)中要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展并及時給予反饋，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)狀況調(diào)整他們的學(xué)習(xí)策略。單元實(shí)施中可以利用ITtools平臺中隨堂測評、操作題自動批閱、小組成果展示、學(xué)情監(jiān)控等評價工具對學(xué)生開展持續(xù)性評價。學(xué)生通過自主展示和互動交流，加深了對所學(xué)的知識點(diǎn)的理解，并得到肯定，有助于樹立自信，實(shí)現(xiàn)自我價值。教師根據(jù)本單元教學(xué)目標(biāo)，每節(jié)課都會設(shè)置一定數(shù)量的選擇題、代碼填空型編程題以及作業(yè)考查學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。另外學(xué)生分小組完成的簡易計算器也可以分享到ITtools平臺，師生可以根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價。

● 結(jié)束語

筆者通過實(shí)踐探究發(fā)現(xiàn)，“ITtools平臺的高中信息技術(shù)深度學(xué)習(xí)教學(xué)模式”應(yīng)用于高中信息技術(shù)課堂，充分體現(xiàn)了“以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教與學(xué)的關(guān)系。在這種教學(xué)模式中，學(xué)生通過沉浸式學(xué)習(xí)，不僅掌握學(xué)科基礎(chǔ)知識，理解核心知識，把握學(xué)科知識的本質(zhì)及思維方法，還形成了正確的學(xué)習(xí)觀、價值觀。所以，這種教學(xué)模式符合以提高學(xué)生核心素養(yǎng)為目標(biāo)的新課程理念，值得繼續(xù)深入研究。