学习品质培养视角下信息学编程教育创新实施

陈茂贤 许之安

学习品质是指学习者在学习活动中所表现出来的稳定的心理倾向和特征，它强调的是学生如何获得技能，而非技能本身。众多研究表明，学生学习品质的好坏，对其学习效果具有重要影响。中小学信息学是以编程解决问题为中心的学科拓展课程，基于问题的学习（PBL）是本课程教学的重要特征，毫无疑问，学生的学习品质将对该课程的学习效果起决定性作用，如能将对学习品质培养的上位追求，贯穿于编程教育的实施过程，促进学生改变学习方式，引导学生热爱学习、善于学习，让学习品质提升与编程学习相互促进、滚动发展，将具有重要的育人意义。北京市海淀区教育科学研究院陈朝晖等人构建了“9L”学习品质评价体系，在此基础上，本文将学习品质划分为学习态度（价值观）、学习兴趣（驱动力）、学习方法（方法论）和学习行为（行动力）四个核心要素，并以此探讨信息学编程教育的创新实施。

以信息学编程知识探求真理奥秘，凸显学习态度的培养

《基础教育课程改革纲要（试行）》明确提出：“强调形成积极主动的学习态度，使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。”信息学编程教育活动正是探求真理、发现奥秘的过程，通过建构优秀的数学模型和算法（方法），再通过反复迭代调试程序，才能有效解决问题，逐步形成应对复杂问题的智慧，养成崇尚真理、追求真理的价值观。

这就需要教师身体力行、示范引领，从一个学习者的角度，认真“探索”课程内容，对课堂做出自己的预设，并在实际教学中生成修改，以期达到最好的效果。通过教师的求知精神熏陶和感染学生，使学生时刻保持昂扬的斗志，在探寻真理的过程中体验事物规律之美。例如，在《快速排序》一课中，首先给出一个问题让学生尝试解决，学生运用已有知识可以求解但会超时，即无法在规定时间内解决问题，这与我们现实中遇到的一些问题比较相似。然后便引出本节课的主题——快速排序，并从快速排序的原理出发，引导学生探求快速排序的“真理”，如前人是如何发现快速排序的，快速排序的本质是什么，为什么能够“快速”等，运用图表（如上页图1和图2）形象地分析和解剖“真理”，引导学生自我建构快速排序的模型，而不是被动的接收前人的研究成果，使学生懂得有质疑才有发现和创新。

个性化构建信息学编程在线测评系统，使学习兴趣持续发生

基础教育课程改革的目标之一就是“加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系，关注学生的学习兴趣和经验”，学习兴趣可由内在的态度价值观激发，也可由外在的环境制约。结合信息学在线测评系统的个性化构建，根据交际的渴望构建学生自主学习和互助讨论的平台，发挥学生主观能动性，让学生爱上学习。

南海信息学在线测评系统是基于南海区中小学一线师生的实际需求而开发的一个集成题库、比赛、教学等功能的综合性编程学习平台。该平台跨越时空限制实现了不同学校之间的融合互补和协同发展，“翻转”了学生进行信息学编程学习的模式，将学生放置于开放的课程网络平台中自主探究学习，并通过一系列功能设置引导学生保持学习兴趣，在竞争与合作中超越自我。如系统中的在线翻转课堂（如图3），形成了互动讨论、解题学习和反馈提升的环节与流程。在线学习实现了即时互动，教师通过系统发送消息或讨论主题引导学生探究，或者学生自主使用系统学习时，教师预先通过系统分发任务或设置题解引导学生探究，即时问题的解决使学生能够保持较高的学习兴趣。反馈环节的“信息学明星榜”更是让师生即时看到每天、每周、每月和自学习信息学课程以来的进步和成就，并将自己与同级别或高级别学习者比较，发现自己的优势与不足，从而营造出你追我赶的学习氛围，使得师生在竞争中不断提高自己的水平。

创新信息学编程课程资源与教学模式，突出方法指导与学习行为的规范

信息学编程教育要形成特色的教材资源，将学习内容灵动地展现出来，通过科学的结构体系、篇章布局渗透丰富的学习方法指引，确保教材成为学材。同时，在信息学编程教学中要注重学思结合，引导学生质疑、探究、對比、分析、归纳等，开展自主性、讨论式、研究性的学习，呈现多元开放的课堂教学形态，凸显学习方法的指导，规范学生的学习行为。

1.基于学生学习发展规律创新信息学编程教材资源

基于不同学段学生的学习心理和认识水平，根据趣味性、化繁为简、由易到难螺旋上升的原则，南海区组织编写了《聪明人的游戏——信息学探秘》（含“入门篇”“实战篇”和“提高篇”）系列纸质辅导教材（如图4），为学生学习品质的培养提供有效的载体。

2015年，由课题组江涛老师主持开发了基于图形化教学思想的C++编程快速入门软件“GoC”，把课程中的抽象概念形象化、逻辑思维图形化、复杂问题简单化，使学生快速方便地建立起自己的C++语言“快速原型”，在趣味性的程序绘图中潜移默化地掌握C++、训练逻辑思维、培养创造力。在自创GoC软件的基础上，开发了配套教材《魔法学院的奇幻之旅：用GoC编程绘图》，用于实施对全区小学高年级学生编程全面普及教育。该教材创设了一个魔法学院的奇幻旅行情景（共16个子情景），让学生在生动有趣的故事中主动学习、自主学习，真正将“教材”变成渗透学习方法的“学材”，通过主题之间的有机衔接唤起学生学习的冲动，引导学生建立观察、分析和解决问题的探究过程，使学生领会知识、形成概念和掌握规律，并批判性反思思维发展及学习行为过程。

2.基于学习方法与行为再造挖掘信息学编程教学模式

创设开放多元的教学模式，引导学生主动地开展学习，并将学习方法真正落实到学生的学习中，形成学生内化的学习习惯和外显的学习行为，学生才能成为具有优秀学习品质的学习者，如此才能够解决核心的实践问题。

（1）构建STEM理念下的信息学课程教学模式

STEM教育理念下的信息学编程教学模式结合STEM四个学科的特点，在教学过程中将多个学科融合起来，综合应用学科知识来分析问题、解决问题，在解决问题的过程中提高学生的创造性和计算思维等。具体教学模式如图5所示。

基于STEM理念下的信息学编程教学模式与传统信息学课程教学相比更加凸显学习方法的指导，让学生从解决真实世界的问题出发，按照提出问题、分析问题、学习新知、解决问题、展示交流、总结反思的环节展开高效学习，注重内在的逻辑关系与知识框架，强调通过学生的主动探究和小组合作学习来解决问题，从而自主习得隐含在问题背后的相关知识，形成解决问题的能力。

（2）基于信息素养的“批判——创造”教学模式

在信息学编程教学中，学生要快速地收集、整理和处理信息，并与原有的知识板块进行同化，这便需要学生具备批判性的思维方式。为了将这一过程具体化、显性化，以便于更好地指导学生学习信息学课程，通过多年的实践研究，总结提炼出基于信息素养的“批判——创造”教学模式（如图6），将具体的操作流程化，在每个环节进行详细的方法指导，方便实施时持续地反思、回顾和修改。

在该模式中，从学习任务出发思考需要的信息（知识、能力），通过提供资源、工具引导学生探究学习，学生批判性地评估信息、筛选重难点，然后将信息与原有认知进行整合，形成新的经验，接着学生便运用信息进行研究学习，通过交流评测获得效果反馈，最后反思总结学习过程、建构知识网络。整个过程就是运用科学的方法进行学习的过程，每个环节涉及的学习方法具体而微，需要教师在操作中不断调整落实，其中批判性地获取信息和主动探究是基础，创造性地解决问题是重点，知识、能力的建构和扩展是核心，勇于交流协作、认识自我是内驱力。最终为学生创设出信息素养的学习环境，训练学生从确定问题到使用信息解决问题整个过程的能力，使学生形成积极主动的信息意识和探究态度，培养学生的认识技能、批判性思维、解决问题能力和创新精神，从而全面提升学生的学习品质，为学生的终身学习和发展奠定坚实的基础。