数字化实践，让技术学习深度发生

许憬

对信息技术这门学科的基本概念的确立，我们多依赖于定义和约定俗成，缺少广泛的经验积累作为基础。我们认为，任何没有经过实证的猜测，或者是依据诸多表象材料得出的结论和规律都是不可靠的。信息技术也是一门科学，它不仅是用来操作、验证的，技术的学习也须建立在精细观察和大量实验事实之上，信息技术的一般规律也建议大家多用经验观察数据和实验研究的手段来揭示。一种基于实证、基于数据的技术学习新模式由此诞生。

何谓数字化技术实践

所谓信息技术环境下的数字化技术实践，不是常规概念上的应用计算机进行的学习，而是把计算机学科概念作为学习对象，并建立在计算机环境下的，对屏幕数据的观察、搜集、记录、比对、判断、选择、概括等思维基础上的高阶学习……数字化实践主张从直接经验入手，采用程式化、操作化和定量分析的手段，使技术的研究达到精确化的水平。

数字化技术实践的操作流程

信息技术环境下的数字化技术实践是一个完整的系统，它由六个基本环节构成。

1.问题分析

数字化实践的重点是找准核心问题，这个核心问题可能是影响学生认知的操作细节处、理解疑难点、知识建构点、經验断裂带、思维生发点等。问题分析包括了对教材、对学科、对学情的分析，是对它们充分了解基础上的学习预测、目标定位和核心问题指向。

例如，初高中信息技术教材对文件压缩的操作方法有详细的介绍，但对压缩的本质与效果比较很少笔墨触及。教材指出，“压缩一般可改变文件的大小”。这句话就是一个极好的数字化实践延展点：一般指什么？压缩率的高低跟什么相关？压缩后文件大小是否有量化的数据比较？有没有特殊情况？所以我们可以选定“压缩后，不同文件大小会发生怎样的变化”作为实验的研究项目。

2.实验设计

数字化实验的关键是设计一份操作可行的实验方案，这是核心问题导引下的实验设计，实验设计要符合四大原则：有核心问题、有变量控制、有数据参与、有思维含量。设计实验方案时要选择好因变量与自变量，要掌控好自变量的参数变化，剔除好非核心干扰因素。实验方案的设计主体可以是教师，甚至也可以是学生自行提出。

例如，浙江教育出版社小学信息技术《网页下载》一课很容易混淆“保存网页”与“收藏网址”的概念。“收藏网址”只是提供了网页所链接的网址，“保存网页”则提供了真实存在的一个本地文件（注意是文件），在有网状态下“收藏网址”与“保存网页”使用结果几乎无法甄别。所以，我们创设了有网和无网的环境，在信息技术虚拟的情境里设计了一个网页访问的实验，从而理解两者的区别。

3.环境搭建与学单设计

（1）环境搭建

数字化实践要搭建一个可视化、可探究的技术环境，更要提供一组结构化的实验材料。所谓材料的结构化，就是把搜集积累起来的信息资源加以归纳、整理和重组，使之核心化、意义化，以利于指向学科的概念；使之条理化、序列化，以利于学习的推进；使之活动化、可操作化，以利于学科的认知；建构资源之间的链接联系使之网络化，能引发高阶思维。材料的结构会影响经验的习得和问题的解决，所以，材料准备一定要符合学科概念的结构、学生的认知规律，并与学单设计同步。

例如，《压缩实验》中教师为学生提供了一些典型性的实验材料：纯文本文件、照片文件、音频文件、程序文件、Word文档、图案文件。六种文件包含了平时常用文件类型，又囊括了压缩率偏低、偏高甚至不缩反大等各种情况，有利于形成强烈的数据对比，达到预期的实验效果。此案例中材料的选择体现了施教者的独具匠心，具有通识性和典型性。

（2）学单设计

学单是学习的主线索，学单可以为信息技术“教与学”提供有效的资源方法、学情分析、进程引领、作业练习等支持。在数字化实践中学单是实验的外在呈现，学单的形式有纯文本、导图式、表格式、图文混合式等，但学单的选择一定要有利于实验记录、数据比对。

在数字化学习中表格是最佳的呈现方式，例如，《探寻鲸的奥秘》关于搜索引挈的关键词查找实验递次设计了两份表格式实验单（如表1、表2）。表格设计不同，往往得出的结论也会不同。第一份学单旨在通过相同关键词下不同搜索引挈的结果比较，了解不同的搜索引挈工作效率差异；第二份学单旨在通过相同搜索引挈下不同关键词的选择比较，理解多关键词组合的精准搜索。

4.实验操作

数字化实践由一组连续的实验活动构成，实验操作之间应是并列式或递进式的，相比于普通操作，数字化实验的路径指向更清晰、更明确。我们一定要以实验学单为线索推进实验操作，要时刻追随课堂进程循序渐进。

例如，浙教版第四册第10课《让机器人学走路》，让仿真软件走好“P”字的最关键一步是走弧线，我们设计了表单（如表3）和实验流程。首先，班级内交流预设影响机器人走弧线的因素；其次，尝试实验，打开探究表格选择四种方案，并在VJC仿真软件中进行参数设置和调试，然后将实验结果填入表格，进行数据比对，寻找变与不变；再次，全体交流“我的发现”，探索规律；然后，要体会左右电机功率差大小对弧线的影响，并思考如何设计方案5的实验数据；最后，规律应用，研讨和实现机器人准确走出字母“P”中的弧线。

5.数据记录

在信息技术里诸多信息都是以数据的形式呈现的，诸多操作结果也会以隐性或显性的方式迅即反映在参数变化上。技术操作和算法学习中，数据最能说明问题，实验数据可以揭示科学的概念和规律，为概念的形成提供有力的佐证。

在信息技术课堂学习中，我们一定要善于捕捉屏幕参数的更迭变化，一定要教会学生观察、读懂、搜集、记录、分析数字化信息的能力（如下图和表4）。例如，《精彩图片剪辑》一课中，ACDsee软件对整张图片、截取的图块均会显示相关的技术参数，包括文件名、文件大小、图片尺寸等，我们在课始要提醒学生注意观察屏幕参数（如下图）。

6.实验结论

实验结论要充分体现科学性、全面性、自主性、开放性。实验结论要用事实说明问题，一定要依据记录的数据表单、对比变量因素推导出；实验结论要通过详实数据总结操作经验，找出技术规律，指出要点说明，提出问题建议；实验结论宜由学生得出；实验结论可以是收敛的，最好是发散的。在数字化实践中，实验结果往往会验证学生预测，强化概念认知。但有时实验结果与操作前的预估与猜测也会产生认知冲突，学生不得不修正头脑原图式以获得实验现象与理论解析的一致性（同化与顺应），在此过程中就会更好地发展学生的计算思维。

例如，在《压缩实验》中，根据表4不难得出结论：由于不同类型信息的编码方式有所不同，同款软件对文件的压缩效果相差较大，图案和程序文件压缩比较低，效果最好；位图文件和MP3文件压缩效果微乎其微；最小的纯文本文件压缩后，文件反而变大！甚至可以追问为什么！

数字化实践推动技术学习的变革

信息技术学科教学经历了传授演示、尝试学习、任务驱动、问题解决等模式阶段，信息技术环境下的数字化技术实践，是我们对信息技术学科课堂的一次全新尝试，从一系列课例上我们可探寻到其共同的规律，它必然具备七大特征：以学生为研究主体，以信技学科概念 为研究对象，以屏幕数据为研究源，以劣构问题为研究目标，以表格为呈现方式，以实验为学习方式，以高阶为思维方式。

数字化技术实践强调了动眼、动口、动手又动脑，是一种思维含量较高的计算机操作形式，非常适用于智能化程度相对比较高的信息技术学科。它改变了过去教师讲学生听、教师示范学生模仿的教学方式，开启了先学后教的教学新方法。数字化学习改变了传统的从概念、定义、规律开始的技术学习模式，开启了通过各种自主实验等事实性操作、试误法、数据实证分析来理解概念的课堂新模式。计算机提供了一个可视化、可复原的实验环境，极易实现“做中研，做中学”。数学化实践真正让信息技术学习实现了从会操作到会探索、会研究的价值转型。

长期以来，信息技术的课堂缺少直指学科核心的内容，我们总在外缘游荡，且乐此不疲。信息技术环境下的数字化技术实践给我们提供了一种脱离“庸俗”的操作方式，使计算机学习最终走向了理性和科学。