基于深度學習的高中信息技術遷移教學設計與實踐

沈華潔

摘要：深度學習是落實學生核心素養的途徑之一，而深度學習的核心思想是知識遷移，因此，遷移教學是課堂融入深度教學理念的必然選擇。本文根據高中信息技術的學科特點，構建基于深度學習的遷移教學設計框架，并從創設情境、對照比較、項目設計、學科大概念四個方面提出基于深度學習的遷移教學實施策略。

關鍵詞：深度學習；遷移教學

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2024）10-0047-04

研究背景

1.現狀與問題

信息技術作為一門操作型課程不應僅注重理論知識的培養，更應注重知識綜合應用能力的培養，讓學生學會解決生活中的問題。因此，課程教學中應利用各種策略，讓學生將課堂上所學的知識、技能、態度遷移到日后的學習生活中，通過深度學習的深化，提高課堂教學效率，培養學生終身學習的能力。但在實際教學中，由于多種原因，學生的深度學習得不到有效落實，遷移教學也未能有序開展。其中最主要的原因，一是學生應用知識意識薄弱；二是教師忽視知識遷移教學。

2.概念界定

（1）遷移教學

遷移教學是教師在教學中引導學生分析前后知識的關系，在學習遷移理論的指導下，讓學生掌握知識之間的關聯性，完成新舊知識之間的遷移學習，從而獲得更多有價值的內容而開展的教學活動。

（2）深度學習

深度學習是指在主動學習的基礎上，學生能批判性地學習新的思想和事實，并將它們融入原有的認知結構的學習方式。深度學習是一種基于理解、應用、創造的學習，關注學生批判性思維和創造能力的培養。深度學習能促進已有知識重構、有效知識遷移、復雜問題解決，讓學生“學會學習”與“高效學習”。因此，深度學習不僅是一種學習方式，更是一種教學理念。

基于深度學習的遷移教學設計框架

遷移教學作為深度學習思想在課堂教學中貫徹的有效路徑，要求在教學設計中的每個環節滲透深度學習的思想。因此，筆者嘗試將深度學習的思想融入教學目標、教學內容、教學活動、教學評價四個環節中，并運用系統的方法，構建了基于深度學習的遷移教學設計框架（如下頁圖1）。

1.教學目標

深度學習能有效發展學生信息技術核心素養，因此，遷移教學的教學目標指向發展學生的信息技術學科核心素養，同時要求將信息技術核心素養落實到每節課、每個項目活動中，即以核心素養為總目標，以信息技術素養為子目標，將單元目標、課時目標、項目活動目標相互關聯，并分別指向信息技術核心素養目標。

2.教學內容

知識之間的關聯性、知識的結構化表現、知識與真實世界的聯系，是教學內容中需要體現的深度學習的內涵。因此，遷移教學的教學內容應呈現知識的關聯性、結構性。其中，結構性的教學內容是指在教學過程中對教學內容、任務驅動、情境創建、問題解決四個重要環節的結構串聯，以及問題之間、知識之間的結構化關聯。同時，教學內容應以“學科大概念”為中心。

3.教學活動

為實現核心素養的總目標，遷移教學的教學活動設計既要注重學生學科知識的理解，也要關注思維能力的培養。深度學習要求學生在學習時能進行深層次的知識加工、高層次的學習投入，因此，遷移教學的教學活動設計應以真實情境為導向，給學生足夠的自主學習、合作探究的空間與機會，讓學生在自主學習活動中形成對知識的初步認知、在合作探究活動中加深對知識的理解，并懂得將知識遷移到其他問題的解決中。

4.教學評價

基于深度學習的遷移教學的評價強調評價與目標的一致性，其中，評價標準以深度學習的目標來衡量。評價內容不僅考量學生對核心知識的掌握情況，還關注學生能力的提升狀態。評價形式可以是教師評價、學生互評、自我評價等模式。通過多元化的評價，學生能更好地了解自身的優缺點，并及時調整自己的學習態度、認知模式、行為能力等。

基于深度學習的遷移教學實施

1.基于深度學習的遷移教學實施策略

（1）創設情境，過渡遷移

深度學習的核心思想是對知識的遷移、解決實際問題能力的培養。教師在教學中應將知識與方法相融合，針對抽象、難理解的概念進行情境創設，即以學生的已有知識及興趣愛好為切入口進行過渡遷移，以突破學生的思維屏障，使其形成解決問題的能力。

案例1：

在《大數據處理》一課中，由于大數據的基本思想與框架較為抽象，學生無法理解分而治之的處理方式，對于分片也毫無概念。為了破解這個難點，教師需創設一個虛擬情境，通過虛擬情境向真實情境過渡遷移，幫助學生深入理解。

虛擬情境：教師創設查找本年級百家姓的情境任務，把任務分片處理，將學生分成若干組，每組設置組長，組長負責匯總、校對每位學生的統計結果，并向教師報告。

真實情境：教師演示天氣大數據可視化分析平臺，讓學生看到真實生活中使用的大數據的真實內容，并通過可視化的方式呈現。

（2）對照比較，特性遷移

遷移容易發生在具有相似屬性的兩類概念中，這些往往也是學生最容易忽視的知識。對于相似的知識可運用對比教學，引導學生概括出相似知識的共同或相似特性，概括性越強，呈現出的相似特征就越明顯，遷移就越容易發生。

案例2：

在《數制》一課中，二進制、十進制、十六進制等各進制屬性以及互轉存在一定的相似性，教師用十進制作對照比較（如下表），讓學生通過特性遷移來理解其他進制的含義。

學生通過概括比較發現，進制是一種進位計數的方式，進制數的不同代表每一個位置的數運算按照逢n進一位。

（3）項目設計，關聯遷移

遷移是新舊知識之間產生關聯的紐帶，遷移在知識的銜接時產生，因此，關聯是遷移的必要條件。那么，如何對新舊知識進行有效關聯？在遷移教學中教師可以通過項目設計，將知識劃分成小的子項目，并將每個子項目中的知識點串聯成一個完整的知識鏈，學生通過這些成串的知識點找尋共同屬性，并將其遷移到其他知識的理解中。

案例3：

在《數據與信息》一章的教學中，以“感知環境促健康設計與制作”為總項目，并將總項目分為三個子項目。子項目1：利用思維導圖確定該項目功能需求（如圖2）；子項目2：根據需求明確需要采集的數據以及硬件設備；子項目3：設計算法實現功能，在項目的實現過程中，讓學生學習如何使用傳感器采集數據、從數據中獲取信息，從而理解數據與信息的概念以及它們之間的關系，同時將兩者的基本概念遷移到知識和智慧之間的關系。

（4）學科大概念，引導遷移

大概念是指具有核心性、統領性、可遷移性的概念?；谏疃葘W習的遷移教學可以學科大概念為中心，將學生的已有學科知識和生活經驗遷移到具體的項目學習中，以挖掘知識背后的含義，讓學生的學習前后承接、螺旋式遷移發展。

案例4：

在《算法的程序實現》一章的教學中，圍繞“算法”這一概念，設計“植物管家”裝置制作項目，項目從算法設計到算法代碼實現均圍繞核心大概念開展。學生鞏固了之前所學的“數據采集”“順序、選擇、循環結構”等知識，并將已有學科知識和生活經驗遷移到植物管家項目制作中，從而更好地理解本節“if語句的用法”知識。

2.實施效益

筆者以所在學校高二兩個選考平行班作為研究對象（采用同一教師授課的形式），開展指向深度學習的項目式教學實驗，旨在與傳統的學習方式進行對比，探究項目式教學對學習者深度學習的影響。實驗班共42人，對照班共45人。

（1）研究對象分析

對實驗班和對照班進行前測，實驗班與對照班的平均分基本接近，對數據進行獨立樣本T檢驗，P值（顯著性）大于0.05，說明兩個班級的成績沒有顯著差異，可作為本次研究對象。

（2）研究結果分析

經過指向深度學習的項目式教學，對實驗班和對照班進行《大數據處理》章節的知識測試。測試內容將知識劃分成三塊——學科知識、知識整合、知識應用，對兩個班級成績進行獨立樣本T檢驗。實驗班與對照班的總成績P值（顯著性）為0.009，小于0.05，存在顯著差異性，說明指向深度學習的項目式教學讓學生的學習有明顯改變。

①基礎知識比較分析。

實驗班和對照班的知識測試平均值分別為9.9127和9.4870，P值大于0.05，說明對本章知識點兩個班級學生掌握程度不存在顯著差異性。對于基礎知識，學生通過兩種不同教學方式均能掌握。

②知識整合比較分析。

對于本章節新知識與舊知識的整合比較，實驗班和對照班的P值小于0.05，存在顯著差異性。說明實驗班對知識整合的能力高于對照班，也能驗證指向深度學習的項目式教學注重新舊知識的結合，提升了學生的知識遷移能力及整合能力，有效培養了學生深度學習的能力。

③綜合應用比較分析。

實驗班知識應用成績高于對照班，說明進行項目式教學的學生更懂得用學科知識解決生活中的問題，更具備信息意識、計算思維等學科核心素養，實現了知識的遷移應用。

通過項目式教學與傳統教學的對照，發現實驗班和對照班的成績存在顯著差異，實驗班對學科知識的學習更為深入。對基礎知識、知識整合、綜合應用三個維度的數據進行分析，得出運用指向深度學習的項目式教學的實驗班對信息技術學科知識遷移應用、新舊知識整合重構的能力較高，真正實現了深度學習，以及信息技術核心素養的有效提升。

成效與思考

1.多維度提升學生能力

（1）養成多角度思考問題的能力

通過指向深度學習的遷移教學，學生解決問題、應用知識的能力有所提升。通過不同的生活情境，培養了學生從不同維度、不同視角看待問題的習慣。結合調查數據，學生在思考主動性、思考條理性、思考創新性方面均有所提升。

（2）促進知識的有效構建

指向深度學習的遷移教學是將知識與實際生活問題相結合，讓學生將課堂所學的知識與課外生活、學習等相互融合。在知識的學習、應用、再學習、再應用的過程中，實現知識的利用、創建、拓展。筆者對參與研究的學生的知識應用能力進行調查，結果顯示84%的學生遇到新的知識點，會通過知識的關聯性去解決問題。

2.促進教師專業發展

指向深度學習的遷移教學，需要教師具備一定的專業學科素養，能將抽象知識融合到生動、復雜的生活情境和項目的探索中，通過問題分解、問題解決、項目構建來實現學科知識的應用。因此，教師在教學中應以項目式教學為引領，以信息技術學科核心素養培養為目標，在項目的實踐中滲透全局觀、全學科觀、跨學科觀，同時，不斷探索、思考，通過對知識的重構、整合、遷移，落實深度學習。

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