基于深度学习的高中信息技术教学设计与实践

何国柱

【摘  要】 长期以来，信息技术课程在各级学校未能得到充分重视，常常陷入形式化的窘境。教师对信息技术课的教学观念，也呈现出功利化的倾向，过于注重讲授计算机的操作与应用技巧，没有注重学生对信息技术理论知识的思考、分析与内化，未达到国家开设该课程的目标。基于此，文章主要讨论了深度学习理论在高中信息技术教学中的应用策略。首先明确了深度学习的内涵与特征，然后阐述了基于深度学习理论的信息技术教学过程，给出了具体的教学策略，强调了知识构建和实践体验的重要性，最后论述了深度学习理论在培养学生信息技术学科核心素养方面的关键作用。

【关键词】 深度学习;高中信息技术;教学设计

一、深度学习的内涵与特征

费伦斯·马顿和罗杰·萨尔乔首次提出了深度学习的概念，将学生的学习方法划分为“深度学习”和“浅层学习”两种。随后，许多学者进行了大量的相关研究，其中包括比格斯（John Biggs）和诺尔·恩蒂维斯尔（Noel Entwistle）等人。这些学者一致认可深度学习在学习过程中的重要性，认为深度学习强调的是对知识的理解和应用，而不仅仅是记忆和重复。

在我国，深度学习的相关研究也开展得较早，郭华教授将深度学习视为学生全身心地投入学习并从中获得成长的过程。在这个过程中，学生需要关注学习的核心主题，接受任务挑战，掌握并理解基本知识和方法，构建自己的知识体系，能够创新地解决问题。深度学习不仅有助于学生形成积极的学习动机和正确的价值观，还能提高他们的逻辑思维能力，培养他们的核心素养和创新精神。郭华教授还特别强调了深度学习的五个关键特征，即活动与体验、联想与结构、本质与变式、迁移与创造以及价值与评判。这五个特征反映了学生在深度学习过程中的主要活动和发展阶段。

二、基于深度学习的信息技术教学设计概述

（一）活动与体验

教师通过构建问题情境，整合多学科领域的内容，并以主题项目开发为主线贯穿整个教学过程。这样的设计充分利用了大单元设计和项目式学习的概念，以宏观建构的方式规划和组织了活动。学生在这个过程中通过实践和体验，积极参与项目开发，并解决了实际问题，从而深入理解了信息技术在不同领域的应用和影响。通过跨学科的整合，学生获得了更广泛的知识背景和全面的学科视野，提升了学科核心素养，具有了综合能力和创新思维。

（二）联想与结构

在设计教学流程时，教师需要注重培养学生有效结合新旧知识的能力，帮助学生建立一个全面而连贯的知识体系。在开发主题项目的流程中，教师可以利用各种教学辅助工具可视化学生的知识结构，让学生能更好地理解新旧知识之间的联系。例如在教学中引入知识导图，有助于学生更系统地构建知识网络，促进知识与概念的整合、深化。

（三）本质与变式

在教学设计中，首要目标是让学生能够深入理解并熟练运用学科的基础理论和方法，达到学科核心素养的培养目标，这是“本质”。“变式”则指教师激励学生在具体的项目实践中，通过自身学科核心素养的能力驱动，巧妙地运用掌握的基本知识和技能解决项目中的各类问题。对此教师需要找到一个平衡点，以便在学生掌握基础知识的同时，鼓励他们发挥主观能动性，把知识与技能应用到实践中。

（四）迁移与创造

教学设计的目标是培养学生将所学的知识与技能应用到其他环境中的实践与创造能力。在设计教学流程时，教师既要鼓励学生利用已经掌握的知识和技能解决当前的实际问题，又要鼓励学生借助知识与技能的迁移、创造，去进一步解决其他环境的问题，乃至未来发生的问题。这样的教学策略不仅能够加强学生对知识的深入理解，还锻炼了学生面对新问题时解决问题的能力。

（五）价值与评判

教学设计要引导学生树立積极、正面的价值观。教师应鼓励学生进行批判性思考，以提升其理解和批判思考的能力。杨永明教授指出，“信息技术教育，不仅要重视技术层面的技能教授，还应关注学生价值观的引导与塑造。”因此在教学设计中，特别是在项目实践环节，教师应强调学生在解决问题的过程中，反思自身解决问题的方式是否会对社会、他人及环境产生正面的影响。在这样的引导下，学生不仅能获取信息技术知识，还能形成正确的价值观。

三、基于深度学习理论的高中信息技术教学策略

（一）确定项目主题

根据大单元教学理念，教师可以选择一个涵盖了多个领域、与信息技术紧密相连、具有一定复杂性的主题;可以选择与当前热门话题，如“物联网”“人工智能”或“大数据”等相关的主题。主题应体现学生的生活实际或兴趣，以激发学生的学习兴趣，促使他们主动地探索和学习。在项目开展前，教师可以通过主题讨论，让学生提出他们感兴趣的领域，并让学生尝试找出与信息技术相关的主题。这种自主选择的过程，不仅可以激发学生的学习动机，还可以优化他们解决问题的能力和批判性思维。

（二）设定学习目标

教师应根据学科核心素养的培养要求设定具体的学习目标，包括理论知识、技术技能、创新思维和团队协作等方面。学习目标既要注重知识的深入理解和掌握，又要关注技能与实践能力的提高。这一阶段的任务是为学生提供明确的方向和参考标准，使他们能够了解自己需要学习和掌握哪些知识和技能，以及应如何利用这些知识和技能解决实际问题。

（三）设计学习活动

教师可以设计一系列让学生在实践中进行学习和应用知识的活动，可以通过这些实践活动，鼓励学生主动探索、提出问题、寻求解答。这一阶段，学生的主动性和创新性得到了充分发挥。在设计学习活动时，教师需要考虑任务的复杂性、挑战性和相关性，确保学生能够在完成任务的过程中，深化理解并实际运用所学的信息技术知识。例如在设计一个人脸识别应用程序的项目中，学生需要了解并应用深度学习、计算机视觉等相关技术，还需要解决数据收集、模型训练和算法优化等实际问题。在这个过程中，学生不仅可以提升自己的技术能力，还能体验到解决复杂问题的乐趣和成就感。

（四）提供反馈和支持

教师在学生活动的过程中，应提供及时的反馈和支持，定期查看学生的进度，提出问题，引导学生进行深度思考;还需要提供技术上的支持，帮助学生解決技术问题。在这个阶段，教师的角色是一个引导者、支持者和合作者。教师通过提供反馈，引导学生进行深度思考，提升了学生的学习效果。例如教师可以定期检查学生的项目进度，并在他们遇到困难时提供帮助，不仅可以保证学生的学习进度，还可以及时发现并解决学生在学习过程中遇到的问题。这样的反馈和支持，可以让学生感到被关注、被理解，增强了他们的学习自信和动力。

（五）评估学习成果

教师需要全面评估学生的学习成果，评估内容应涵盖学习目标的各个方面，包括知识理解、技能应用和创新思维等;应以过程性来评估结果，让学生对自身的优点和不足有更清晰的认识，以此为基础，针对性地指导学生进行下一步的学习。例如教师可以通过评估学生的项目报告、演示和反思等，了解他们在知识理解、技能应用和创新思维等方面的表现，并据此给出针对性的反馈和建议。

综上，可以看到，基于深度学习理论的高中信息技术课堂教学设计与教学策略的有效实践，有助于提升学生理解、应用与实践信息技术知识的能力，激发了学生的创新思维和团队合作精神，提高了学生的学科核心素养。

四、教学案例分析

下文将通过案例分析的方式，详细地展示如何基于深度学习进行教学设计和策略制订，以及这些设计和策略在实际教学中的应用效果，为教师在教学实践中提供一些参考和启示。本案例选自粤教版必修六第四章第四节“综合应用项目开发”的实践应用部分，学生需要通过设计、开发和实践项目，全面体验整个开源软硬件项目的开发过程，从而深入理解并掌握常用开源软硬件的基本概念、功能和技术特性，如表1所示。

基于以上Arduino的自动灌溉系统项目开发案例，可以看到，深度学习在教学设计和策略制订中的重要性和有效性。案例分析的结果表明，结合深度学习的教学策略，能够有效地提升学生的信息技术知识的实操技能，还能激发学生的创新思维和团队协作精神，有效地培养了学生的信息技术学科核心素养。

参考文献：

[1] 尹宝才，王文通，王立春. 深度学习研究综述[J]. 北京工业大学学报，2015，41（01）：48-59.

[2] 何玲，黎加厚. 促进学生深度学习[J]. 计算机教与学，2005（05）：29-30.

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