让教学有“力” 让课程有“度”

曹恒来 钟柏昌

去年，笔者有幸参加了第四届全国普通高中信息技术优质课展评活动，既观摩了全国各地优秀教师的教学风采，也聆听了李艺教授关于信息技术课程思想建设的专题报告。教学观摩和专题讲座，使笔者对信息技术课程目标和课程价值有了更加深刻的理解，对于如何准确把握各个模块的技术深度和技术广度，突破技术难点，也有了更加准确的认识。

理解课程目标 把握技术深度

“信息技术基础”是高中信息技术课程的基础模块，是一个涉及多个技术分类（如程序设计、多媒体技术、网络技术、数据库技术）的横向课程[1]。因此，这个模块的内容多而广泛，一章甚至一节就对应着一个选修模块的内容。对于如何准确定位该模块中大众信息素养的课程内容，教师普遍感到难以把握，容易以选修模块的要求和深度实施教学。

“信息的编程加工”就是其中一节比较典型的内容。“经历信息编程加工的一般过程”是本节课的一个重要学习目标，强调学生在经历利用程序设计解决问题的过程中，体验用编程解决问题的思想与方法，并内化到自己的意识当中。这一过程属于宏观意义上利用计算机解决问题的一般过程，而在教学实践中，常常需要以一个具体的程序设计问题为载体开展教学。由于大多数学生的程序设计基础非常薄弱，許多教师为了帮助学生完整、准确地理解程序，十分关注具体如何编写程序、程序代码中各个语句的功能，甚至详细分析程序的执行过程。这些微观的技术实现过程，应是“算法与程序设计”模块教学中关注的内容。显然，在基础模块进行这种教学处理对技术深度的把握就不恰当，不符合课程标准对本节课的教学要求。比较而言，贵州清镇一中汪思言老师执教的“信息的编程加工”一课的处理就比较到位。在这节课中，汪老师围绕情报解密问题，由浅入深地引导学生从人工解决的思路过渡到使用计算机解决问题，并呈现编程加工的一般步骤：分析问题→设计算法→编写代码→调试运行，然后让学生设计算法和编写程序，最终解决问题。

1. 分析问题

引导学生对密码问题进行分析，明确求解目标：

找出符合下列条件的6位数：abcdef = abc^2 + def^2 + abc*def

2. 设计算法

3. 编写程序

在教师的引导下，尝试阅读相应的代码，理解程序与算法的关系。

信息的编程加工有两个关键环节：一是如何发现问题的本质，选择和设计相应的算法。汪老师在分析问题的基础上，引导学生找出解决问题的思路，给出粗略算法，再细化成能直接转化成计算机程序的精确算法，既考虑到了学生的能力基础，又体现了逐步求精的程序设计思想。二是编写程序，也就是根据精确化的算法用计算机语言来描述算法。汪老师充分考虑了学生“零”编程基础的情况，并没有要求学生真正地编写程序，而是通过对照阅读算法与程序，理解程序是如何实现算法的。这里的程序也有其独特的考虑，没有使用计数循环，而是采用DO-LOOP条件循环，计数器加1不是由循环语句自动实现的，而是以更加直接的代码i = i + 1实现，更容易理解算法。

重构课程内容 压缩技术广度

教科书是根据课程标准编写的教学用书，是实现教学计划的重要载体，也是教师进行课堂教学的主要依据。我国地大物博，尽管普通高中多数集中在城镇以上，但仍然存在地区、民族、城乡、文化等方面的差异，为考虑普适性，教科书在内容安排上，可能会涉及比较多的技术工具，甚至同一内容也会设置多个活动或任务，为学生提供更多的选择机会。这样的安排不一定适合特定班级、特定学生的学习。因此，教师应在充分研析教科书的基础上，根据自己学生的实际情况做出取舍，然后在一定程度上“重组”或“改编”教科书，以切实有效地达到教科书编写者的目的。[2]

在本次活动中，海南中学的李霞兰老师执教的是“图像数字化原理”。这节课的核心内容是帮助学生理解图像数字化的三个过程：采样、量化和编码。采样就是按照某种时间间隔或空间间隔，采集模拟信号的过程。对于音频信号来说，就是把连续的时间信号转换成离散的时间信号（如图1）；对于图像信号来说，就是把连续的空间信号转换成离散的空间信号（如图2）。

采样频率是该环节的重要技术指标，是指单位时间或单位长度内的采样次数，表示为：

单位：赫兹、像素/英寸（或像素/厘米），采样空间频率决定了图像分辨率。从图1和图2可以看出，二维图像的采样实际上可以看作一维音频采样的推广。数字图像的获取通常是通过扫描图片、数码相机拍摄或视频抓取而生成的，因此，图像采样环节所涉及的分辨率主要就是扫描分辨率和图像分辨率。但是，教科书中把图像处理可能涉及分辨率的概念，如输入分辨率、显示分辨率、输出分辨率、图像分辨率全部归类到这里，内容广泛，前后概念相互干扰，容易影响学生对核心概念的理解。在这节课中，李老师只抓住与图像采样有关的图像分辨率开展教学，内容比较单一，反而更易于学生理解采样的技术原理，有效降低了教学的难度。

开展局部探究 突破技术难度

实施新课程以来，信息技术课程中抽象的技术原理内容比较多，加之学生缺乏直接的生活经验和知识经验，处理不好，很容易变成机械讲授，导致学生死记硬背教材上的概念和原理，使得技术原理成为高中信息技术课程学习的难点。探究式学习有助于克服单纯依赖教师传授知识与技能的做法，重视学生在教师的引导和启发下通过自身的探讨和研究创造性地获取知识，在探究过程中获取新知和培养能力。但是，在具体的探究实践中，容易出现两方面的偏差：一种是对探究的泛化，随意地给一些人们早已熟知的教与学形式贴上探究的标签，或者把一些基础知识和基本技能设计成探究活动，场面热闹，实质效率低下；另一种是对探究的神化，将课外的研究型学习直接套用在课堂教学中，从问题的提出、方案制订和证据收集，到解释的形成、检验和结论的得出等全部由学生独立完成，由于虚化了必要的教学支持，导致“放羊式”的探究，探究的结果不明所以[6][7]。

因此，有效的课堂探究式教学，一方面要鼓励高阶探究，选择合适的内容，指向核心能力的培养，另一方面要提倡局部探究，给学生提供可利用的支架，开展核心环节探究。恰当利用支架，可以使探究过程在有适当支持、有针对性的状态下开展[8]。李霞兰老师执教的“图像数字化原理”则在准确把握核心技术要求的基础上灵活处理教材，运用支架帮助学生穿越“最近发展区”，提高了探究式学习的质量和效率。

探究实验一

比较“1.bmp”和“2.bmp”的文件大小，将结果和结论填写在下表。

探究实验二

打开“色彩.bmp”文件，将它以不同的色彩深度分别保存，比较它们的文件大小，将结论填写在下表。

探究实验三

假设某图像的分辨率是1024*768像素，色彩深度是24位，已知这张图像的容量大小是2.25MB，请根据前面两个探究实验的结论，推断图像容量大小的计算公式。

图像容量大小=

这三个探究均属于局部探究活动，每个探究活动都解决一个问题。探究实验一探究图像容量与图像分辨率之间的关系。探究实验二是在控制图像分辨率的前提下，探究图像容量与色彩深度之间的关系。探究实验三在前面两个实验的基础上，推断图像容量大小的计算公式。当然，由于bmp格式文件中并不仅仅包含像素数组，还有文件头，将推断公式修正为“图像容量大小≈”更恰当。表格项目具体且有针对性，引导学生关注核心内容，使探究活动有针对性地开展，而不是漫无目的地“试误”，提高了学生学习的效率。

着眼实践应用 增强技术效度

从教学目标来看，“信息的鉴别与评价”应属于过程与方法目标，大多数人的做法就是选取一些教材和网络上的案例，引导学生从信息的时效性、信息的准确性、信息的客观性、信息的权威性等方面对信息的真伪和价值进行判断。此时，学生的角色有点类似于“新闻把关人”，通过分析、推理、判断、辨析等思维活动，对输入信息进行鉴别。其“把关”的标准主要来源于自身原有经验、看法和兴趣，因此需要“把关人”具有独到的眼光，而这种独到眼光的培育依赖于长期的实践。显然，由于缺乏足够的实践经历，高中生无法达到这样的把關能力。因而，选取的案例往往比较“典型”，也许学生一读题目就知道意图是什么，效度较低。

北京市第十八中学殷春婷老师则另辟蹊径，运用技术实践带动信息鉴别和评价方法的学习，较强地体现了信息技术课程的技术特色。殷老师的课是我们组当天的最后一节课，听了七节课下来，此时已经感到很疲惫，但殷老师上课不久，即给人“精神为之一振”之感，因为这是一种不曾见过的教学方式。她选取的案例是“谁是秘书？”（有删减）。

最近，单位派王经理到国外考察，因为走得匆忙，还有一些重要资料没来得及送到单位，于是他把钥匙交给了小区的保安队长小李，并说他的秘书下午会过来取。不过，下午小李却等来了甲、乙、丙三个秘书，小李给王经理打电话，却发现已经关机了……

为了证明自己认识王经理，三个人纷纷拿出了证据：甲拿出王经理给他传真的委托函；乙翻出了自己手机里存储的王经理在单位工作的照片，里面还有他和王经理的合影；丙给小李听了王经理的微信语音，语音里王经理说让丙来家里取资料。

小李看看委托函、照片，又听了听语音，不知如何是好……

殷老师请学生当一次福尔摩斯帮助保安小李，并引导学生发表自己的看法。谁才是王经理的秘书？我们应该怎么去验证？在学生的分享中总结出鉴别、评价信息的四种方法：溯源法、比较法、佐证法和逻辑法，然后要求学生运用技术手段对三人提供的笔迹、图片、声音等资料进行鉴别。在殷老师的个人博客中，提供了充足的技术资料，每个小组根据本组选定的任务自学博客资料，进行小组探究：（1）笔迹：利用操作系统自带的“画图”软件，截取相同的文字进行放大比较；（2）图片：图片鉴别中技术手段比较丰富，一是用反向图片搜索引擎寻找原图；二是通过观察或查看图片属性的方法，判断图片是否经过PS处理；三是使用JPEGsnoop工具鉴别图片是否被编辑或修改过；（3）声音：采用声纹识别技术，确认微信语音是否王经理本人。学习内容并不涉及笔迹鉴定、图片识别和声纹识别的技术原理，而只是通过具体的操作和实践活动，运用相应的技术工具鉴别和评价信息，避免了单纯的主观判断，更好地体现了信息技术的价值和支撑作用，使得学习过程更有效度。

挖掘技术思想 提升技术高度

普通高中信息技术课程在内容的建设上，从课改之前只关注动手做的技术，以掌握常用软件的基本操作为第一要义，逐步转向以技术工具为（相关基础知识及技术工具的操作技能）基础，以技术活动（利用工具及其操作技能解决问题的过程与方法）为核心，以技术思想为归宿的三层架构体系[9]。

技术思想是人们在技术实践中，在对技术内在规律理性认识的基础上，对技术本身所蕴涵的理念、观念，以及分析问题和解决问题的方式与方法的提炼、抽象和概括[10]。虽然信息技术发展日新月异，软件不断更新换代，相应的操作方式可能会发生很大的变化，但其中的技术思想和方法却相对稳定，深深地铭刻于学生头脑中，并随时随地发生作用，使他们终身受益。掌握了技术思想和方法，就等于掌握了“万能”钥匙。另外，任何技术的产生和发展，无不以技术思想和技术方法的进展为依托。这就需要在教学过程中，超越单纯的技术工具，引导学生探究、发现技术背后所蕴藏的技术思想和方法。只有这样，学生才能将习得的信息技术更好地迁移到自己以后的学习、生活和工作中。

辽宁省农村实验中学的李明老师在“智者当借力而行——‘查找/替换功能的综合应用”一课中，以三层架构的方式组织教学内容，使学生不仅学会了用技术，而且通过技术背后的技术思想将似乎并不相关的问题关联起来，很好地进行了横向迁移和纵向提升。

第一环节：导入主题。引导学生发现word文档中的错误，将“银州”替换为“银川”。

第二环节：循序渐进。灵活应用Word软件中的“查找/替换”功能解决三个实际问题。问题1：怎样得出被替换关键词的数量？问题2：如何突出显示文档中所有的“银川”关键词？问题3：如何将文档中倾斜的黑体字替换为加粗的宋体？

第三环节：横向迁移。完成不同软件环境下的任务，进行横向迁移。问题4：统计Excel表格《2012年银川天气情况表》中的晴天日数。问题5：如何查找并突出显示网页中的相关信息，以方便查阅？

第四环节：纵向提升。灵活使用Word软件中的“查找/替换”功能，通过小组合作的方式完成选定的一个任务，实现纵向提升：（1）删除Word文档《Picture》中嵌入的图片。（2）删除下载的文档《Yinchuan》中的空行。

第一个环节对应于技术工具层，就是进行“查找/替换”的基本操作，常规教学常常止步于此，即所谓的技能训练层面，而对于这种操作是否有一般性、如何灵活应用、如何解决实际问题则无暇顾及。第二至第四个环节对应于技术活动层，问题1让学生学会利用“查找/替换”的统计功能解决简单问题；问题2利用“查找/替换”突出显示关键词，同时为在网页里查找的应用做好铺垫；问题3将查找與替换的内容改为文字格式，以快速统一或修改文本风格，通过三个问题实现操作一般性的初步提升。问题4将文字处理软件中的“查找/替换”迁移到电子表格软件当中，再次实现了一般性的提升，并为电子表格排序和分类汇总内容的学习打下很好的伏笔；问题5通过浏览器中的查找功能理解突出显示的实用价值。第四个环节，回到Word环境进行纵向的提升，旨在培养学生探索使用技术工具解决实际问题的能力。[11] “查找/替换”中所蕴藏的技术思想则是字符串匹配，成为串联起“查找/替换”不同应用方法的线索，以及学生学习新知识的抓手或支架。

参考文献

[1]顾建军，李艺，董玉琦.普通高技术课程标准（实验）解读[M].武汉：湖北教育出版社，2004：55.

[2]施良方，崔允漷.教学理论：课堂教学的原理、策略与研究[M].上海：华东师范大学出版社，1999：146.

[3]张立新.多媒体信息采集与加工[OL]. http：//edu6.teacher.com.cn/tkc507a/.浏览时间：2013-10-23.

[4]图像处理与制版原理[OL]. http：//www1.bigc.edu.cn/txcl/Nav_Chapters.htm.浏览时间：2013-10-23.

[5]钟柏昌.支架理论视野下的局部探究教学模式及其类型[J].中国电化教育，2011（1）.

[6]“科学探究性学习的理论与实验研究”课题组.探究式学习：含义、特征及核心要素[J].教育研究，2001（12）.

[7]钟柏昌，李艺.信息技术课程内容组织的三层架构[J].电化教育研究，2012（5）.

[8]李艺.梳理课程思想，巩固课程价值[OL]. http：//wenku.baidu.com. 浏览时间：2013-10-23.

（作者单位：江苏盐城市教育科学研究院 江苏南京师范大学教育科学学院）