信息技术课高阶思维培养探究

孔凡璐（山东省威海市望海园中学 264200）

为什么学生的高阶思维建立不起来？面向未来，这是一个重要的教育话题。实际上，高阶思维不仅仅依靠教师的教学，同样也要依靠学生自己去学。只有将教师的思维灌输和知识填鸭的教学模式转变成学生自己独特的学习方式，并且让学生通过自我重塑，深度化的思考与学习才能出现，并且衍生出高阶思维能力。在教学中，为适应中国的未来发展以及与国际化社会接轨的需要，为实现中华民族伟大复兴的中国梦的根本目标，教师必须针对如今的教育模式进行一系列调整与变革，由此来助推学生的低阶思维向高阶思维过渡。

一、细分筛选，着重培养典型高阶思维

我们所说的高阶思维，是与布鲁姆认识目标分类中的“分析、评价和创造”相对应的。考虑到高阶思维是一个复杂的领域，笼统地去谈，会使其难以在教学中落地。因此，我们可以将高阶思维进一步细化，并根据信息技术课程的特点，将其具体化为比较能力、抽象能力和问题解决能力这三种典型的高阶思维能力。下面，本文以比较能力的培养为例，阐述个人理解与做法。

比较是一种基本的思维能力，主要是确定并揭示某个项目相同点或不同点的过程。在日常生活中，比较几乎无时不在。俄国教育家乌申斯基曾说：“比较是一切理解和一切思维的基础。”初中信息技术教学不能让学生仅仅获取信息，还要对获取来的信息进行比较和分析，从而获得对信息的深度理解。

例如，在《用排序算法进行数据整理》一课的教学设计中，着眼点不是具体的算法实现，而是基于两种算法的比较让学生学会根据需要正确地做出选择，从而达到理解算法的目的。

1.导入部分，植入比较思维

课堂导入指令：2分钟时间内各小组学生按身高排队。

分享：你们按照什么方法排起来的？

课堂分享专用语：我们小组按照从__________到________的顺序排的。

我们组采用的方法是：___________________________________________。

我们优化的方法是： _____________________________________________。

指令意图：每个小组一般是6～8人，一句话的指令简单干脆，不用给太多的条件或限制，就是希望每个组的学生能够采用不同的方式方法排队，而且从高到矮也行，从矮到高也没问题。早早就排好队的小组，还可以让他们思考是否有更快捷的方法，旨在让学生们亲身体验排序的过程，并在排队过程中植入“比较”的思维模式。课堂上，各小组学生排队采用了不同的方式方法，不但顺利引出课题，而且让学生在比较中切实提高了思维能力。

2.教学设计贯彻比较思维

笔者不但在导入时植入“比较思维”，在实际课堂中，更是将“比较—优化”的教学思路在整个教学环节进行渗透，在教学目标的设计上就进行了三个层次的比较思考。第一层次：想让学生理解冒泡排序和桶排序算法，同时又能实现代码的编写。目标太高，实现起来难度较大；第二层次，让学生理解冒泡排序和桶排序算法，学会半成品代码的梳理。课堂容量更大，实现依然有难度，部分学生可以掌握；第三层次，简单介绍桶排序，理解排序算法的概念，通过分析桶排序的缺点引出新的排序方法——冒泡排序。然后以冒泡排序为例，选用半成品以及简化了的代码，理解算法实现与代码书写之间的关系。

通过桶排序与冒泡排序的比较，不但梳理总结了本节课的内容，还培养了学生的质疑精神。通过介绍各种排序算法回应主题的同时，也告诉学生算法的真正魅力，激励学生勇于探索，在算法路上采撷丰硕果实，有效培养学生的高阶思维。

3.小结环节深入比较思维

在本节课总结部分，笔者也是以“深度比较”的思维让学生继续思考：“有没有既不浪费空间，又可以效率更高的排序呢？”通过这样的问题引导，让学生认识到人类智慧无穷。常用的排序方法还有快速排序、选择排序、插入排序、希尔排序、合并排序、基数排序等等。这些方法都有各自的优缺点，教师可激励学生日后继续探究。

例如，在信息技术基础知识教学中，我们需要让学生对不同的信息技术发展阶段进行比较分析。如果教师只是对不同的发展阶段进行语言描述，学生难以得出信息技术不同发展阶段有何不同的结论。所以，教师一定要让学生参与比较的过程，引导学生通过比较找出异同。教师可以引导学生从发明与应用的信息技术、提高人类信息能力上的意义、发生年代三个方面进行比较。这样，学生既掌握了信息技术发展史知识，还经历了比较的过程，提升了比较能力。

二、经历过程，深度理解高阶思维

高阶思维能力培养，不能够简单地通过讲授和概念解释，更多的是应该让学生在经历的过程之中习得。通过经历高阶思维过程，学生会体验到利用信息技术解决实际问题的特殊性、有效性，掌握高阶思维的基本思想与方法。“经历过程”也是初中信息技术课程标准着重强调的内容。

以《探究用程序加工数据的过程》教学为例。这节课是学生接触编程的第一课，笔者从学生喜欢且最具代表性的“包袱剪子锤”游戏着手，通过课堂头脑风暴开展“四问四答”活动，引导学生探究有bug的“包袱剪子锤”小程序并修复它。让学生通过“寻源——寻找手势的输入”“解义——解析输赢的判断”“明果——明确结果的输出”三个探究活动，明白程序加工数据的三过程：输入数据、处理数据、输出数据，自然而然引出输入、转换函数、输出的使用方法，最后再通过完善一个不完整的程序代码、进一步理解程序三过程以及三个基本函数的应用，使学生进一步理解编程。学生用所学函数完善半成品程序，实现程序的正确运行调试。在这个过程中，学生可以更好地理解函数的具体应用，充分体验到作为一个程序员设计程序的乐趣。

具体教学设计片段展示：

第一问：哪句代码提示玩家输入手势？（寻找手势的输入）

引导学生观察游戏运行界面与源代码的关联，找出输入函数，并让学生初步感知Python函数指令及相关语法规则与英语语法很接近。

第二问：玩家和电脑的手势记录在哪里？（寻找手势的输入）

引导学生通过阅读注释，掌握初步阅读程序的方法，并通过联系数学未知数的概念引导理解变量，通过微课进一步了解变量的作用及命名原则，为后续学习做好铺垫。

第三问：程序通过哪几行代码判断玩家输赢？（解析输赢的判断）

让学生在阅读注释的基础上分析出判断输赢的代码在哪里，并引导学生分析判断的过程是否有问题。在理解代码的同时，也引出下一个探究任务，为修改代码做好铺垫，更为后面选择结构的学习埋下伏笔。

第四问：输赢的结果通过哪些代码显示？（明确结果的输出）

有了前面三个问题的铺垫，学生很容易找到输出结果的代码，从而发现输出函数，通过对input（）和print（）两个函数的综合比较，带领学生进一步理解python语言的编写风格以及IDLE界面友好的优势，为学生修改程序做好引领。

问题跟进：输出函数输出的结果与前面对应的判断结果一致吗？

学生指出不一致。

得出结论：bug是因为程序输出的结果与前面处理判断的结果不一致所致。

完成任务：修改源代码，实现人机公平博弈！

总结梳理：通过三个活动探究，了解程序加工数据的过程，学生也明确了程序中的bug所在，完成了程序的修改。

巩固练习：以目前威海正在全面推行的海贝分诚信体系为主题，让学生通过完善“诚信素养等级自评”程序的源代码，巩固本节课学习到的input（）、print（）、int（）三个函数，进一步体会程序加工数据三流程。

三、学以致用，应用中内化高阶思维

如果知识的发展离开了现实发展的需要，就会失去其本身的发展活力。所谓的“学以致用”其实也是把高阶思维的学习方式与生活的实际发展进行共联，并且由易到难，由此来达到熟能生巧的发展规划。所以，教师同样要创建符合学生习惯特征的实际情境，引导他们使用信息技术发展相关的项目，完成自己的作品，并且在问题得到解决的过程之中去提升高阶思维能力。

例如，在《探究如何用计算机解决问题》这一单元的教学设计中，我们设计了一个可以测量“体重质量指数”的小电机器人，通过一系列由浅入深的任务不断完善它的功能，也让学生在逐渐发现问题、解决问题的过程中习得编写程序的能力、培养计算思维与高阶能力。具体流程如下：

第一节课目标：顺序结构——小电可以顺利输出体质指数BMI。

递进问题：那它是如何根据体质指数进行判断并给出建议呢？

第二节课目标：选择结构——用不同的结构实现根据BMI给出不同建议。

递进问题：面向多用户，如何实现反复计算并给出建议呢？

第三节课目标：循环结构——用for循环反复计算。

一个实例，一条主线，一系列问题串，将本单元的顺序结构、选择结构、循环结构全部运用进来，将非常有利于学生核心素养以及高阶思维的形成，而且非常符合我们学科的项目式教学。

比如，在《排序算法》教学中，教师除了采用比较思维的教学思路之外，还可以引入某电影片段，化故事情景为任务，让学生提高思维能力。例如，老总故意刁难员工，将公司1000张有序号的表格弄乱，然后让员工快速整理好以备会议使用。正当员工一筹莫展时，一位同事帮忙：把小于500的放左边，大于500的放右边，先分开两叠。然后将左两个部分五五平分，直到每一叠都仅仅剩下20张以内的时候，再进行排序工作。最后全部按顺序叠在一起即可。这种做法抽象出来，就类似经典的快速排序算法。通过用这样的真实情境实现算法思维的培养，学生兴趣极高，课堂氛围良好。

四、结语

陶行知先生曾说：“一流的教育家，一是敢探索未发明的新理；另一个是敢入未开化的边疆。”敢探索未发明的新理，即是创新精神，不墨守成规，勇于实践和探索；敢入未开化的边疆，即是开拓精神，将自己在教育实践中的经验辐射给他人，从而促进教育的均衡发展。随着时代的发展，学生必须脱离以往的“死记硬背”模式，并且要发展更多具有创新发展方面的能力与思维。这同样需要教师自己要先有一定的创新意识，充分利用课堂教学给学生创新学习提供无限可能，融入高阶思维培养模式，助力信息化教学长足发展。