核心素養下的初中信息科技數字化問題驅動教學模式研究

摘" 要" 在信息科技新課程標準的指導下，研究核心素養下初中信息科技數字化問題驅動教學模式。該模式以學生為主體，突出問題的引導作用，以問題調動學生的思維活動，將信息科技學科的四大核心素養融入學科知識教學過程，使學科知識與學生的現實生活之間產生關聯，讓學生悟懂、悟透學科知識背后的原理和道理，培養學生主動利用數字化學習工具的意識，鍛煉學生合理運用技術方法主動解決社會問題，注重學生探究和思考能力的培養，有助于激發學生的學習興趣和探索精神，培養學生的創新思維能力和創意創造能力，提高信息素養。該研究可以為初中信息科技教育教學提供一種新的思路和方法。

關鍵詞 "核心素養；初中信息科技；數字化問題驅動教學模式；數字化學習工具；計算思維

中圖分類號：G633.67""" 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）13-0-06

0 "引言

隨著科學技術的迅猛發展，數字化教育已經成為教育發展的新趨勢。特別是在初中階段，數字化教育模式的應用正受到廣泛關注和推崇。在這一背景下，教師必須注重培養學生所需的核心素養，以更好地推動初中信息科技數字化教育。

2022年4月21日，新版義務教育課程方案及各學科課程標準正式發布，《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》^[1]（以下簡稱“新課標”）提出培養學生的核心素養，其中包括信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任。這些核心素養相互交織、相輔相成，旨在共同提升學生的數字素養和技能。

在新的教育背景下，迫切需要培養具備跨學科綜合思維能力的人才。這些人才不僅能夠靈活利用數字化學習工具獲取知識，還具備創新性解決問題的能力。信息科技數字化問題驅動教學模式將問題視為學習的起點，為學生提供發現問題、運用高度自動化的計算機功能來分析問題、利用數字化工具自主設計解決方案的機會。這種教學模式鼓勵學生主動運用科技裝備解決現實生活中的實際問題，逐步培養他們的核心素養，提高他們的綜合能力。

數字化教育是教育的未來，而初中信息科技數字化教育模式的成功開展需要學生具備新課標中所強調的核心素養。這將為培養具有創新能力和跨學科思維能力的未來人才奠定堅實的基礎，幫助他們更好地適應信息社會的挑戰。

1" 數字化問題驅動教學模式概述

數字化問題驅動教學模式是一種創新的教育方法，將問題驅動教學（Problem-based Learning，PBL）^[5]與數字化科技相結合。在這個模式下，教師為學生提供廣泛的數字化學習資源和工具，引導他們善于利用這些工具進行學習和創新，包括使用互聯網、人工智能、大數據等數字化工具。

教學過程中，問題被置于教學的核心，整個課堂就像一個由問題串起的問題鏈，學生需要通過探究性學習來解決這些問題。他們使用數字化工具進行研究、分析問題、理解問題的原理，最終解決問題的過程也是他們習得新知識和新技能的過程。

教師在這個模式下扮演著引導和支持的角色，鼓勵學生提出問題、分析問題和解決問題，培養學生的信息判斷能力、信息處理能力、探究精神和創新意識。這種模式有助于學生更好地理解和應對面臨的問題，同時促進他們計算思維能力的培養?？傊?，數字化問題驅動教學模式將數字化科技與問題驅動教學相結合，為學生提供了更具啟發性和創新性的學習體驗。

數字化問題驅動教學模式為學生提供了廣闊的學習空間和豐富的資源，使他們能夠深入研究問題并進行跨學科學習。例如：學生可以通過訪問互聯網上的各種學術資源和數據庫，獲取和整理相關領域的信息。同時，他們可以利用人工智能和大數據技術分析和處理大量的數據，以探索問題的解決方案。這些數字化工具和資源為學生提供了更加靈活和個性化的學習體驗。

數字化問題驅動教學模式^[5]具有以下特點。

1）問題驅動：數字化問題驅動教學模式將問題置于學習的中心，教師通過設定問題和挑戰來激發學生的主動學習的興趣和思考能力，學生通過解決問題來獲得知識和技能，培養解決問題的能力。

2）多元化學習資源和工具：數字化科技為學生提供了豐富多彩的學習資源和工具，如教學視頻、虛擬實驗、在線討論平臺等，使學生可以從多種角度和途徑學習與掌握相關知識和技能，培養學生的信息意識以及數字化學習和創新能力。

3）具有挑戰性：通過提出復雜的現實問題，激發學生的求知欲，提升學生制定方案解決問題的能力，鍛煉學生的計算思維能力和創新能力。

4）自主學習：學生在問題的探究過程中，自主收集、整理、分析和應用相關知識，形成自己的學習路徑和思維習慣。

5）協作學習：數字化問題驅動教學模式鼓勵學生之間的合作學習和信息分享，學生可以通過在線平臺和工具進行多樣化的合作活動，如討論、辯論和項目合作，共同解決問題。

6）實踐學習：數字化問題驅動教學模式注重學生的實際應用和實踐能力的培養，通過使用數字工具和模擬環境，學生可以進行真實場景下的實際操作和實驗，提高解決問題的實踐能力。

7）反饋與評估：數字化問題驅動教學模式可以即時提供學生的學習反饋和評估結果，幫助學生了解自己的學習進展和問題所在，教師可以利用數據和分析工具來分析學生的學習表現，指導教學和個性化輔導。

總而言之，數字化問題驅動教學模式在教育領域的應用具有巨大的潛力，能夠激發學生的學習興趣和創新能力，培養他們的核心素養，并促進他們綜合能力的提升。這種教學模式將為學生的成長和未來發展打下堅實的基礎，使他們成為適應數字化時代的全面發展的人才。

2" 核心素養下數字化問題驅動教學模式的設"" 計模型

新課標倡導“真實性學習”，倡導以真實問題引導學生經歷原理運用過程、計算思維過程和數字化工具應用過程^[1]。數字化問題驅動教學模式通過現實生活問題引出學習內容，并設計一系列環環相扣的問題，以此推動學生綜合運用知識和技能來解決問題。利用信息科技學科的數字化教學優勢，教師從問題解決的角度展開教學，同時借助數字化工具和技術來輔助教學。此模式教學可分為：創設數字化情境，發現真實問題；分析真實問題，數字化整體規劃；真實問題驅動，工程技術設計；回顧真實問題，思維整體建構。

在教學過程中，教師通過創設真實的數字化問題情境來引出核心問題。獲取核心問題是問題設計的關鍵，但由于核心問題通常宏觀且開放，難以直接操作，因此，教師需要將核心問題分解為相互關聯、遞進并激發學生思維能力的基礎問題、提高問題和拓展問題。接著，這些基礎問題可以進一步分解，形成多個問題鏈，幫助學生更好地解決問題。

這些問題鏈構成整個教學過程，教師需要不斷引導學生通過解決問題來建立知識體系。最后，教師還需要對解決問題的過程和方法進行回顧與總結，以確保學生獲得深刻的理解和實際應用能力。

核心素養下數字化問題驅動教學模式實踐模型^[2]如圖1所示。

3" 核心素養下數字化問題驅動教學模式實踐"" 案例分析

“探究圖像的合成藝術”選自泰山出版社出版的初中信息技術第1冊第4單元微項目3，本活動的過程與目標是讓學生學會用圖像合成技術，提高圖形的藝術品質。核心問題是圖層對合成圖像有何作用。

3.1" 創設數字化情境，發現真實問題

在信息科技教育中，創設真實情境和引入多元化數字資源是新課標的要求，以培養學生的問題解決能力和計算思維。這種教學方法強調學生在真實情境下運用數字化工具解決問題，而不僅僅是被迫接受知識。通過真實情境的設定，學生會更有興趣、更深入地探究問題，并培養獨立思考和自主學習的能力。在這個過程中，學生需要靈活應用計算機技術和數字資源，發現問題、分析問題、解決問題。這有助于他們建立堅實的計算思維基礎，不僅觀察問題的表面現象，還深入了解問題的原理和機制。同時，學生也需要運用搜索引擎等工具來獲取和整理信息，培養信息意識和信息管理技能。

創設數字化情境通常需要學生團隊協作，這促進了團隊合作、溝通和解決問題的技能。這種綜合性的學習方法不僅可以幫助學生掌握知識和技能，還培養了他們的自主學習和解決問題的能力。

如在“探究圖像的合成藝術”這節課中，教師創設情境，讓學生聽著動聽的音樂《父親》步入信息課堂。教師暫停舒緩的音樂，借助其中的歌詞引入新課：

“那是我小時候，常坐在父親肩頭，父親是兒那登天的梯，父親是那拉車的牛，忘不了粗茶淡飯將我養大……”是呀，父親，他或許相貌平凡，但對你露出的笑容總是溢滿寵溺；他或許談吐并不優雅，但絮絮叨叨的都是對你的關心；他或許自己勤儉節約，卻從不對你吝嗇……他就是這世上最愛你的男人——父親！父親節馬上就到了，我們愛我們的父親，我們都給爸爸準備了父親節禮物。小時候，我們可能用咿咿呀呀的語言對爸爸送上了我們的第一聲祝福“父親節快樂”！稍大點兒了，可能在父親節那天，用我們的小拳頭特意給爸爸捶捶背。上幼兒園了，老師教給我們手工制作作品送給我們的爸爸。上小學了，我們用畫圖軟件制作繪畫作品祝福爸爸節日快樂，可以用美圖秀秀對拍攝的照片進行處理。那么，今天的我們又長大了，我們可不可以用專業的圖像處理軟件Photoshop來為父親精心制作一個父親節禮物呢？提出核心問題：如何制作父親節宣傳畫？

【設計意圖】以歌曲《父親》渲染氣氛，引入主題。從呀呀學語、到幼兒園、到小學，再到現在，不同的階段表達愛的方式不同，但是對父親的愛是永恒的！父愛是永恒的！對圖像處理軟件進行回顧總結，小學有畫圖軟件，隨后有美圖秀秀，到現在專業的圖像處理軟件Photoshop，是對數字化學習工具的梳理，喚醒學生已有的認知，軟件的使用方法可以舉一反三，部分功能使用方法類似。學生初次接觸Photoshop，可以通過知識的喚醒和自己的探索，比較熟練地使用軟件的部分功能，以后遇到相似的軟件也會得心應手地使用，提升數字化學習能力和利用數字化工具進行創新的能力。

3.2" 分析真實問題，數字化整體規劃

在數字化問題驅動教學模式中，分析真實問題和數字化整體規劃是非常重要的環節。分析真實問題是指學生通過提出、討論、分析、簡化、總結問題，確定研究方向和方法。在此過程中，學生需要深入了解現實中的問題，分析問題的根源、影響和后果，并借助數字化工具采集和分析數據，以定量定性的方式分析問題，并找到最合理的解決方案。數字化整體規劃則是根據學習目標，通過優化教學內容、教學方法和學習資源，制定數字化教學方案，以達到最佳效果。在數字化問題驅動教學模式中，學生需要使用數字化工具和資源來完成學習任務，如在線討論平臺、資源庫、虛擬實驗室等。同時，數字化教育資源和工具也可以發揮自主性和靈活性的優勢，滿足不同學生的個性化需求，提高他們的問題分析和解決能力，提升教學質量。

教師選用課前準備好的父親節宣傳畫（圖2）與學生一起分析。教師以一系列問題的形式從整體上進行分析，引發學生去思考。

分析如下：

1）宣傳畫的設計理念是什么？

2）在設計理念指導下，宣傳畫需要有哪些元素組成？

3）對各個元素的位置、大小、顏色等有要求嗎？

4）對背景和人物有什么要求？

5）為什么添加了文字呢？

6）文字是如何設置的？

7）文字可以修改大小和形狀嗎？

【設計意圖】學生是課堂的主人，教師將整個宣傳畫中的元素以問題的形式進行引導，讓學生根據問題去思考，開啟學生思維的大門，引導學生從整體上把握問題，從細微處著手分析。這張宣傳畫，教師用到Photoshop中的諸多功能。問題1是對學生計算思維的引導，先確定主題。后面的問題是對整個宣傳畫進行分解，文字工具（大小、顏色、形狀、位置等）的設置、背景與前景的設置，是對信息技術理論知識的應用考查，不僅要知道，還要靈活應用。先確定主題再設計規劃，先整體再部分，給學生傳遞一種工程思維，一種分析問題的方法，為后面的自由作品設計奠定基礎。

3.3" 真實問題驅動，工程技術設計

教師在真實問題驅動教學^[3]中，將核心問題進一步分解為基礎問題、提高問題和拓展問題?；A問題是指學生在已有基礎知識和基本技能的基礎上可以輕松解決的問題。提高問題則是在學生已有知識和技能基礎上的一種提升，需要通過自學、互學或教師導學等方式來解決的問題。拓展問題則對學生的綜合運用能力進行考查，需要綜合運用知識、技能和經驗進行創新。在問題解決過程中，教師可以進一步細分這三種問題，促進學生的深入思考和學習提升。

例如，本節課中引導學生對核心問題“如何制作父親節宣傳畫”進行分解，分解為基礎問題：“如何用Photoshop打開多張圖片，并合到一個文檔中？”提高問題：“如何使圖片協調美觀，主題更明確？”拓展問題：“合成技術還可以用來做什么？”并分別設置三類問題的問題鏈，一個個問題環環相扣，螺旋上升。這樣的問題設計也是學生解決問題的過程體現。具體問題鏈如下。

問題1：對這五張圖片（圖3）進行了怎樣的處理，最終合成如圖4所示的效果圖？

3.3.1" 基礎問題

問題2：怎樣用Photoshop打開多張圖片？

學生已經可以輕松地用Photoshop打開一張圖片，在已有經驗的基礎上，學生就會思考：可以不可以繼續使用“文件”菜單中的“打開”命令選擇其他的圖片，一次打開多張需要的圖片呢？學生具有一定的思維能力并嘗試親身體驗來驗證自己的假設，是對已有知識的遷移和強化。

問題3：如何把打開的多張圖片合到一個文檔中？

通過前幾節課的學習，學生了解了圖層是什么，在圖層中可以進行怎樣的操作，能夠實現什么樣的效果，可以熟練地對一個圖層進行某些操作。

教師出示“探究一 觀看微視頻‘助學小視頻.mp4’”，在“父親節.psd”文檔中，把上述五張圖片合到一個文檔中，如圖5所示。

【設計意圖】提供微視頻形式的助學小視頻，這樣的數字化資源可以給學生提供直觀的學習支架，同時掌握不是很熟練的學生也可以多次暫?；蛘咧貜陀^看，可操作性強。

問題4：圖片拖動到文檔中后，你發現了右側圖層面板中發生了什么變化？

教師為了更好地幫助學生理解圖層的概念和作用，借助自制道具（三張圖片：小兔子、房子、大樹），提出一系列問題。

問題5：如果這只小兔子不小心畫錯了，我想重新修改一下，房子和大樹還需要重新畫嗎？

問題6：我想讓小兔子藏到房子后面，該怎么辦呢？

問題7：我想把大樹移到窗戶旁邊，起到遮陽的作用，你有辦法嗎？

教師總結圖層：可以根據需要進行上下位置關系的移動，圖像可以在圖層內部進行平移，圖層的上下層關系影響圖像的最終效果。

【設計意圖】鍛煉學生自己去發現問題，培養學生的計算思維能力。實物幫助學生理解理論知識，直觀性更強。教師的總結使得知識系統化，是對理論的升華。學生借助Photoshop軟件，可以多次對右側圖層進行位置變化來直觀地觀看左側圖像的變化，更好地理解圖層實質。

在真實問題驅動教學模式中，教師會將一個大問題分解為多個小問題，這些問題按照螺旋上升、層層遞進的方式設計，旨在引導學生的思維展開，并且問題解決的過程本身就是思維形成的過程。通過逐步解決小問題，學生可以逐漸理清思路，培養分析和解決問題的能力。這種問題設計的方法有助于學生全面理解和解決復雜問題，同時培養他們的邏輯思維和創新精神。

3.3.2" 提高問題

問題8：如何使照片協調美觀，主題更明確？

教師繼續提問。

問題9：請同學們觀察你的作品，有沒有什么問題？

教師出示可以解決問題9的工具：魔棒工具。

問題10：如何去除背景？

教師出示“探究二 嘗試去除相關圖層中的背景”。

問題11：為什么有的同學會把人物的手臂也去掉了呢？

【設計意圖】有的學生把人物的手臂也去掉了，這顯然是不符合要求的，那么是什么原因造成的？學生首先想到的是尋求小組同學的幫助，結果小組內沒有同學能夠解決。這個時候是對學生核心素養的一種鍛煉，網絡就在身邊，上網搜索原因。有的學生可能不知道如何去搜，表面上看是耽誤了寶貴的課堂時間，實際上是對學生思維的一種訓練：遇到問題如何應對，數字化學習工具如何使用，如何制定解決問題的方案。

通過教師實踐，絕大多數班級都有學生可以通過網絡獲取答案把問題解決掉，這些學生可以將自己的心得體會等上傳數字化平臺，分享交流。這樣就鍛煉了學生的數字化學習和創新能力，以及合作交流能力和問題解決能力。

如果班級內真的有學生不能夠解決，教師可以以引導的方式稍作提示，學生繼續借助數字化平臺就可以輕松解決問題。

問題12：通過什么樣的操作可以選擇正確的背景區域呢？

【設計意圖】鍛煉學生發現問題的能力。有時候，發現問題并提出問題比解決問題更重要。有所需才操作，因為原圖片的背景影響了整個作品的協調，所以需要去除背景增加作品的融合程度。理論是實踐的基礎。凡事自己探索，有助于挖掘問題的實質。學生在自我探索過程中出現了問題，通過數字化學習工具尋求幫助，培養了數字化學習素養；也可以小組合作，合作可以走得更遠，可以增強學生的團結協作能力和語言交流能力。

問題13：人物太大了，與背景不協調，如何改變圖像的大小呢？

問題14：有的同學在改變人物大小時，人物變形了，這是什么原因造成的呢？

【設計意圖】對學生畫面整體布局、美觀度進行考查。在Photoshop改變圖像大小是新知識，學生可能會遷移在Word和PPT中改變圖像大小的方法，但是在此處行不通。雖然問題沒有解決，但是學生有思考就有進步。學生會尋找其他的方法來修改圖像的大小，教師可以稍作提示：可以通過“編輯”菜單中的“自由變換”來完成。學生親自操作，發現選擇“自由變換”后，圖像周圍會出現八個尺寸柄，跟Word和PPT中改變大小的外觀一樣，可以輕松操作。在調節上下左右尺寸柄時，發現圖像變形，怎樣可以不影響圖像的長寬比呢？學生通過探索和鼠標懸停的方法找到“保持長寬比”的設定。學生發現問題，通過自己的探索，利用數字化工具，最終解決問題。

教師出示“探究三 修改人物的大小和位置，使之與大海完美融合”。

教師繼續引導：整個畫面已經非常唯美，但是沒有任何文字信息，不能更好地表達主題。

問題15：如何為圖像添加文字信息來升華圖像主題？

問題16：可以對文字進行字體、字號、顏色、變形等的修改嗎？

【設計意圖】根據教師提出的問題，學生思考：什么工具可以添加文字信息呢？學生自我嘗試，尋找解決問題的方案，在工具箱中利用“鼠標懸?！钡姆椒ㄕ业健拔淖止ぞ摺?。細化問題，細節決定成敗，精益求精。給學生想象的空間，鍛煉學生選用恰當文字表達主題的能力，鍛煉學生的色彩搭配能力和審美能力。學生遇到問題，善于借助數字化工具和數字化資源平臺解決，提高了數字化工具的使用水平，提升了數字化素養。

問題對學生思維有積極的影響。首先，問題能夠激發學生的好奇心和求知欲，引導他們在探尋問題解決方案的過程中進行深入思考和探索；其次，問題能夠促進學生的創造性思維，通過對問題的分析和解決，學生能夠鍛煉自己的創造力并提高創新能力；再次，問題能夠增強學生的邏輯思維和推理能力，使他們對問題進行合理的歸納和總結，培養批判性思維和分析能力；最后，問題驅動的學習能夠激發學生對學科的興趣，提高學生學習的積極性和自我動力，推動學生的學習發展。因此，問題對學生思維的影響是多方面的，具有非常積極的意義。

發現問題并提出問題以后，學生就會主動尋找解決問題的方法、制定方案，具備數字化素養的學生就會主動借助數字化工具、數字化學習資源、在線交流平臺等尋找解決問題的相關理論，用理論指導實踐，通過自主探究或小組合作的方式，在不斷試錯糾錯的過程中尋找解決問題的正確方法。在這個過程中，學生的數字化素養又得到提升。

3.3.3" 自由創作、展示交流

在設計之前，教師明確評價標準：在規定的時間內請各小組從教師提供的電子素材中自選背景和人物，也可以上網搜索素材，制作父親節宣傳畫；作品整體協調、色彩搭配合理、美觀；圖文并茂，主題突出；能夠生動形象地介紹自己的作品。

學生完成設計后，依據評價標準先進行自評、小組內互評，每個小組的作品上傳在線交流平臺，描述作品的設計理念、制作過程中遇到的難點、難點的突破方法等。小組成員選擇一幅代表作參與班級評選。小組代表講述推薦作品的原因，其他小組對該小組作品進行點評。最后通過教師提前設計好的問卷星投票選出最佳作品。

學生用自己習得的技術和知識來創建作品，是綜合技能的最終體現。學生利用網絡等數字化工具搜索素材時，具有信息意識和信息社會責任，具有對信息的敏感度和甄別力，遵守法律和道德底線，選擇合適圖片來創建自己的作品。學生在描述自己作品的過程中，鍛煉了邏輯思維能力和語言表達能力。在學習別人作品的時候也是一種知識的積累和思維的碰撞過程。通過過程性評價和終結性評價來綜合評價學生的課堂表現。通過學生自評、互評和教師評等多元評價，促進學生綜合能力的提升，培養學生的信息素養。

3.3.4" 拓展問題

提出拓展問題：合成技術還可以用來做什么？有問題就有思考，合成技術不僅僅有這節課堂中的作用，聯系學習生活中的實例，合成技術還可以應用于很多方面。展示世界上最大的合成全景照，彰顯Photoshop功能之強大。

1）數字化學習工具功能之強大，要更好地用知識武裝自己。在信息時代，對技術要取之有道、用之有度，不能濫用技術，以防觸犯道德底線和違反法律，要有良好的信息社會責任感。

2）知識的拓展和思維的遷移。引導學生在掌握知識技術的基礎上，靈活地運用新知識、新技能創新性地解決新問題，是對學生思維方式的引導。在引導的過程中，以問題的形式融入信息社會責任，引導學生多思考、多辨析、多角度思考問題，用事實說話，從而達到潛移默化的育人目的。

3.4" 回顧真實問題，思維整體建構

教師利用思維導圖等工具幫助學生回顧問題，從知識層面和情感層面分析所學所知，使知識體系化，是對學生整體思維方式的培養，有助于學生開展系統的、全面的思維活動，培養學生從整體上用聯系的觀點認識事物和掌握知識，促進學生思維品質的形成，培養學生的數字化素養。

4" 結論

綜上所述，數字化問題驅動教學模式應用在初中信息科技教學中具有重要意義，通過引入真實情境和多元化數字資源，激發學生的學習興趣和探究欲望，使他們成為主動參與者和問題解決者。在這個過程中，學生不僅能夠學習和掌握必要的知識與技能，還能培養信息意識、計算思維和創新能力等核心素養，提高綜合能力。

實施數字化問題驅動教學模式，需要教師具備相應的知識和技能，能夠創設真實的情境和設計適宜的學習任務，引導學生合理運用數字化工具解決問題。同時，教師需要注重學生的參與和互動，鼓勵學生在團隊中合作、交流與分享，培養他們的團隊合作意識和溝通能力。此外，教師還應該鼓勵學生進行反思和評價，幫助他們從經驗中總結和提升，促進學生的自主學習和發展。

數字化問題驅動教學模式是未來教育的趨勢，符合信息化時代對學生的要求。通過這種教學模式，學生能夠更深入地學習和應用知識，從而培養自主學習、創新思維和解決問題的能力。

5" 參考文獻

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