高中信息技术教学中问题链设计的原则与策略

2023-09-12王园一江苏省太湖高级中学

中国信息技术教育 2023年17期

王园一江苏省太湖高级中学

随着高中信息技术新课程改革的逐步深入，教师从关注课程内容的变化走向了教学实施变革。《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“课程标准”）提出：“鼓励学生在不同的问题情境中，运用计算思维形成解决问题的方案。”[1]而问题链设计是高中信息技术教学从浅层学习走向深度学习的重要脚手架，其旨在改变以往孤立、零散和毫无关联的问题设计，关注基于内容深度挖掘并关联到学情的嵌套式、层层递进式问题集群。下面，笔者基于教学实践案例，谈谈高中信息技术教学中问题链设计的原则与应用策略。

●“问题链”对高中信息技术教学的意义

1.有助于学生学习方式改变

传统信息技术课堂的“讲”与“练”对培养学生主动学习建构、批判性思维等学习习惯有一定的负面影响，使得学生只知道被动机械地进行技能训练，盲目地接受外部信息，无法进行深入思考。而使用问题链进行教学则能有效地解决以上问题，学生通过信息技术问题的进阶递进和系统深入，感知新知识的微妙规律，从而建立核心知识结构。同时，学生也可以在问题链驱动的学习过程中发展批判性思维和创新思维。

2.有助于课堂教学效率提高

在使用问题链进行高中信息技术教学时，教师可以采用一组具有进阶递进性的学习问题，引导学生逐渐认识信息科学原理，掌握信息技术能力，在解决问题过程中实现对信息技术学科本质的理解和把握。这样，学生不需要机械反复地进行信息技术操作技能训练，也能够高效地实现知识掌握和能力提升。

3.有助于学科核心素养培养

采用问题链开展教学，不仅可以将信息技术学科知识与能力融入问题中，还可以在进阶式问题解决中体现信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任等学科核心素养的培养要求。

●高中信息技术问题链的设计原则

1.基于学生体验激发动机

任何教学行为都需要建立在学生原有知识基础和体验上。在讲授某知识之前，如果学生对新知识并不熟悉，教师就应设计关于该知识的问题链，完成课前和课中内容之间的自然转换，为课堂教学奠定基础。另外，在规划教学问题链时，教师应将问题与学生的生活联系起来，促使他们积极探索和主动建构。

2.基于最近发展区理论

高中信息技术教师必须考虑学生现有的信息技术水平，从教学目标出发，设计出一系列具有挑战性但又适合学生现有知识水平的问题链。因为如果问题太难，超出了学生的心理预期，他们会感到沮丧，但如果问题太过简单，学生也不会表现出解决问题的兴趣。

3.基于认知设计梯度问题链

当学生将新的信息技术知识转化到自身已有的认知结构中时，在这个过程中其思维需要经历转换、同化和内化等一系列心理机制。因此，教师应该细化分析学生的认知梯度，选择最接近他们当前认知水平的学习材料，并系统地设计梯度问题链。在高中信息技术教学中使用问题链，首先应通过问题激发学生学习动机，然后再使用问题促进学生对新知识的理解，最后采用相关问题使学生内化知识，并将其外显化，即可以通过信息技术工具和手段解决问题，达到知识迁移应用的效果。因此，在高中信息技术教学中，教师要基于学生认知发展的“输入—建构—迁移”规律设计有效的问题链，既要解构“大问题”形成问题链主干，又要补充“小问题”形成问题链枝叶。

4.设计留白实现渐进激励

在信息技术教学中，学生的问题解决方案并不是总能达到教师的期望，这是可以理解的。教师应该帮助学生定位盲点，使其克服学习过程中的困难，并提出具有挑战性的学科问题，启发学生独立思考，同时给予适当的激励。

5.引导获得迁移创新能力

在设计高中信息技术问题链时，教师不仅要注意信息技术知识与技能的输入和吸收，还要注意信息技术知识与技能的输出和创新。因此，不能简单地提出“这个程序是如何编写的”等知识内化问题，而应该将信息技术能力与学生的日常生活联系起来，设计具有实践意义的问题链，让学生意识到信息技术知识与技能的实用价值。

●高中信息技术问题链的设计策略

下面，笔者以实际案例详细说明高中信息技术问题链的具体设计策略。

1.整合教材内容，设计连贯性的问题链

高中信息技术内容相对较为庞杂，师生很容易陷入“只见技术不见原理”的陷阱中。教师要善于基于课程标准挖掘不同内容的学科本质问题，并有效整合内容，形成知识脉络图，进而设计出连贯性的问题链。梯度渐进的连贯的问题链能将孤立的知识点串联起来，使学生在使用信息技术解决一系列问题的过程中，掌握系统的知识体系，形成独特的信息技术学科思维方式，进而培育学生信息技术学科核心素养。

例如，在教学教科版高中信息技术必修2《信息系统与社会》第5单元“信息社会的建设”时，笔者依据课程标准中“信息系统与社会”有关信息社会建设的内容要求，以教科版《信息系统与社会》为主，整合现行的五套高中信息技术教材的内容，并进行了系统的学习内容分析，形成“信息社会的建设”知识脉络图。然后，立足于促进学生对信息社会知识的深度理解和创新应用，设计了“从ChatGPT看信息社会发展”单元案例，形成了如下的问题链：①从ChatGPT的流行可以看出信息技术的发展有哪些趋势？②以ChatGPT为例可以看出信息技术对社会有哪些影响？③信息社会具有哪些特征？④ChatGPT的普及和使用将会有哪些积极影响？⑤ChatGPT的普及使用可能会有哪些潜在危害？⑥以ChatGPT使用为例，信息技术使用时需要遵守哪些伦理道德和法律法规？⑦我们应如何积极地实现信息技术的自主可控？这样的问题链将信息社会建设与当前信息技术热点有机结合起来，既激发了学生学习信息技术的学习动机，又引导了学生系统地思考信息社会建设中涉及的文化、伦理、法律和国家安全等问题，使其能辩证地看待信息技术发展，从而积极地投身到国家信息技术自主可控事业中。

2.解构核心问题，设计嵌套性的问题链

在问题链设计中，教师可参考计算思维的“抽象”和“自动化”过程，使用问题链嵌套方式促进学生独特的学科思考方式的形成。例如，在学习教科版高中信息技术必修1《数据与计算》中的“计算机与问题解决”时，笔者设计了一个项目——校园智能气温检测系统。在本项目中，大问题的解决需要经过抽象、建模、算法设计、算法描述、算法实践等过程，并设计成为对应的嵌套式问题链，具体如右表所示，这些问题的解决可推动学生完成项目。

3.适应不同需要，设计功能性的问题链

问题链的设计要适应不同学习阶段的需要，如：在学习导入阶段，教师可以设计引入性问题链导入新课，为学生建立起新旧知识之间的联系；在新知识学习阶段，教师可以设计掌握性问题链为学生系统地掌握新知识提供“脚手架”；在知识扩展阶段，教师可以设计探究性问题链为学生迁移应用知识提供问题引领。当然，还有很多不同功能性的问题链，教师要及时明晰不同学习需要而设计持续且深入的“问题链”来激发学生的学习活力，鼓励学生从自己的视角理解和解决问题，直面问题的解决思路。

“如何走出迷宫”大问题的拆解

“植物图像识别”单元问题链设计

例如，在教学“图像识别”内容时，教师可以通过“植物图像识别”项目，设计有意义、有深度、有冲突的问题链（如上图），不断地推动问题发酵，不断地调动学生的原始积累，不断地打破学生的认知平衡，不断地推动学生思维的自我整合，不断地逼近问题的结果，在解决问题的过程中提升学生理解概念的高度，拓宽学生分析问题视野的广度，扩展学生问题思辨的深度以及增加学生技术情意的厚度。