基于創(chuàng)設(shè)技術(shù)需求環(huán)境下課堂教學(xué)模式的研究盧慶廣張艷摘要：作者對創(chuàng)設(shè)技術(shù)需求環(huán)境下的三類課堂教學(xué)模式，如何在高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)思想理念指導(dǎo)下，全面提升高中學(xué)生的信息素養(yǎng)水平進(jìn)行了深入的分析研究。三類課堂教學(xué)模式相輔相成、相互促進(jìn)，為數(shù)字化時代培養(yǎng)創(chuàng)新型人才奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。中圖分類號：G434文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A論文編號：1674-2117（2019）01-0049-04自主學(xué)習(xí)——建立思維導(dǎo)圖一般地，信息技術(shù)課堂教學(xué)是從學(xué)生認(rèn)知、接觸信息技術(shù)基礎(chǔ)知識和基本操作技能開始。以廣東教育出版社出版的普通高中教材《信息技術(shù)基礎(chǔ)》中的必修模塊為例，教師基本是按部就班地傳授計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程以及計(jì)算機(jī)的基本組成和常識。而對于還沒有實(shí)行新課程改革的省份，現(xiàn)在信息技術(shù)課堂教學(xué)的重任還是指導(dǎo)、傳授學(xué)生如何操作Office軟件。學(xué)生剛接觸信息技術(shù)基礎(chǔ)知識和辦公軟件基本操作技能的階段就是認(rèn)知的初級階段，在該階段，讓學(xué)生記憶、理解以及應(yīng)用所學(xué)知識非常關(guān)鍵。因此，筆者根據(jù)信息技術(shù)課堂教學(xué)需求不同技術(shù)模塊任務(wù)，創(chuàng)設(shè)學(xué)生在生活中、學(xué)習(xí)中遇到的不同技術(shù)模塊需求環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合教師資料共享區(qū)提供的資源包自主學(xué)習(xí)。1.課前資源包準(zhǔn)備在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中，課題組成員會分工準(zhǔn)備好每一節(jié)課的教學(xué)資源包。以《3.2表格信息的加工與表達(dá)》一課為例，首先，根據(jù)要學(xué)習(xí)的新技術(shù)內(nèi)容，讓學(xué)生觀看一段情境視頻，使其產(chǎn)生要模仿學(xué)習(xí)的需求心理，視頻中介紹學(xué)生體質(zhì)健康調(diào)查情況，讓數(shù)據(jù)指導(dǎo)我們健康生活；其次，構(gòu)思設(shè)計(jì)詳實(shí)細(xì)致的導(dǎo)學(xué)案，告訴學(xué)生怎樣一步一步打開電子表格進(jìn)行操作，對于在操作中可能存在的疑難點(diǎn)，教師錄制微課視頻供學(xué)生觀看模仿；最后，建議學(xué)生陪同父母進(jìn)行健康體檢，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)愛父母身心健康。2.課中自主學(xué)習(xí)——形成思維導(dǎo)圖學(xué)生對身心健康了解后，在日常生活中，會有意識地注意一天三餐的飲食情況，合理搭配飲食均衡，進(jìn)而借助豐富的網(wǎng)絡(luò)資源自主學(xué)習(xí)身體質(zhì)量指數(shù)（BMI）的相關(guān)計(jì)算知識。②自主學(xué)習(xí)導(dǎo)學(xué)案后建立體質(zhì)指數(shù)表格，輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行相關(guān)基本操作。學(xué)生初步學(xué)會應(yīng)用電子表格，在處理數(shù)據(jù)方面如何使用公式計(jì)算、函數(shù)計(jì)算，在統(tǒng)計(jì)分析方面如何進(jìn)行排序、篩選、分類匯總等，在圖表報告方面如何插入圖表以及報告文本的形成。對電子表格的處理可以在學(xué)生大腦中建構(gòu)起思維導(dǎo)圖，從而使學(xué)生在健康體檢需求計(jì)算分析中學(xué)會電子表格的基本操作技能。3.課后學(xué)以致用新技術(shù)在高中信息技術(shù)課堂教學(xué)中，在恰當(dāng)?shù)臅r間、技術(shù)需求環(huán)境下，學(xué)生學(xué)習(xí)新技術(shù)的效率是高效的。例如，在思維導(dǎo)圖的制作中可以引導(dǎo)學(xué)生借助迅捷思維導(dǎo)圖和FScapture7.2（中文綠色特別版）嘗試對各科的基礎(chǔ)知識進(jìn)行總結(jié)以及將知識體系框架形成思維導(dǎo)圖，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)新技術(shù)的效率，在此過程中，學(xué)生的思維能力處于逐漸上升階段。在自主學(xué)習(xí)中，大腦建構(gòu)思維導(dǎo)圖的過程全面提升了學(xué)生的信息素養(yǎng)水平，為學(xué)生進(jìn)一步在日常生活和學(xué)習(xí)中應(yīng)用、分析、評價新技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。合作探究——培養(yǎng)計(jì)算思維1.計(jì)算思維的起源2.在新問題需求環(huán)境下學(xué)習(xí)新技術(shù)（1）如何創(chuàng)設(shè)新技術(shù)需求環(huán)境下的新問題信息技術(shù)課堂教學(xué)的主導(dǎo)者是教師，而學(xué)生的合作探究以及學(xué)習(xí)任務(wù)的安排在于教師如何設(shè)計(jì)新技術(shù)需求環(huán)境下的新問題。例如，在學(xué)校或班級舉行的各種演講比賽中，要求將各位選手比賽的成績和排名以及演講時間的多少隨時在大屏幕上更新顯示。因此，設(shè)計(jì)演講比賽評分系統(tǒng)成為迫切需求，而電子表格中的排序算法是生產(chǎn)廠商設(shè)計(jì)好的，利用其對學(xué)習(xí)成績進(jìn)行排序很方便，但針對特定要求卻無法滿足，所以在設(shè)計(jì)演講比賽評分系統(tǒng)之前，各種排序算法成為學(xué)生創(chuàng)作新作品的核心技術(shù)需求。新問題的提出是教師基于學(xué)生對排序算法的困惑以及學(xué)習(xí)排序算法的需求環(huán)境，而此時在開發(fā)創(chuàng)作數(shù)字化作品之前，核心的新問題就是排序算法。（2）如何引導(dǎo)學(xué)生面對新技術(shù)需求環(huán)境下的新問題進(jìn)行生活化數(shù)據(jù)抽象對生活化的新問題進(jìn)行科學(xué)化的抽象分析，就是將生活化的新問題數(shù)據(jù)“剝離”出來，建立計(jì)算機(jī)需要的信息，使數(shù)據(jù)與信息形成一一對應(yīng)關(guān)系。在此問題中，即將每一位選手的號、姓名、演講題目、成績、演講時間及變化中的名次，進(jìn)行生活化數(shù)據(jù)抽象成計(jì)算機(jī)能夠處理的信息。（3）如何分析、抽象、建立新問題與新技術(shù)之間的橋梁紐帶關(guān)系——設(shè)計(jì)算法生活化數(shù)據(jù)抽象成信息后與數(shù)字化工具如何建立起橋梁紐帶關(guān)系，是“界定問題—抽象特征—建立結(jié)構(gòu)模型—合理組織數(shù)據(jù)—判斷、分析與綜合各種信息資源—設(shè)計(jì)算法—用數(shù)字化工具解決問題”的一系列思維活動過程。此時，學(xué)生會有合作探究各種排序算法的心理需求，而我們經(jīng)常遇到的最簡單的有三種排序算法：選擇排序、冒泡排序和插入排序。三種排序算法的基本思想很相似，并且它們的平均時間復(fù)雜度均為0（n^2）。此時，可以引導(dǎo)學(xué)生思考：如果需要排序的數(shù)據(jù)量很大，計(jì)算起來需要時間很長，能否有更好的算法？教師在合適的時機(jī)引入快速排序法、堆排序法和歸并排序法。對于更深入的算法研究，可引導(dǎo)學(xué)生借助網(wǎng)絡(luò)資源合作探究，深層次地分析、思考，并明確計(jì)算機(jī)在執(zhí)行快速排序、堆排序和歸并排序情況下，處理大數(shù)據(jù)量時的時間復(fù)雜度為0（nlog2n）。學(xué)生在對各種排序算法深入思考、分析研究，論證各種排序算法的時間復(fù)雜度時，發(fā)現(xiàn)快速排序需要將要排序的數(shù)據(jù)分割成獨(dú)立的兩部分，其中一部分的所有數(shù)據(jù)比另外一部分的所有數(shù)據(jù)都要小，然后再按此方法對這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)分別進(jìn)行快速排序，整個排序過程可以遞歸進(jìn)行，最終能使整個數(shù)據(jù)變成有序序列。在編程實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化算法的思考中，開展各小組間“頭腦風(fēng)暴”活動，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，探討遞歸算法的實(shí)現(xiàn)過程，是解決快速排序法搭建新技術(shù)需求環(huán)境下的新問題與數(shù)字化工具之間的橋梁紐帶關(guān)系。（4）選擇最優(yōu)化的算法設(shè)計(jì)方案解決新問題在解決新問題需求環(huán)境下學(xué)習(xí)新技術(shù)是高效率的，而掌握新技術(shù)的核心是設(shè)計(jì)最優(yōu)化算法——快速排序法，并且深刻理解遞歸的含義。此時，通過開展小組間“頭腦風(fēng)暴”，合作探究各種排序算法一系列思維活動是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力的過程，是學(xué)生思維能力逐漸上升的階段，大腦的認(rèn)知過程趨于完善，信息技術(shù)課堂教學(xué)中體現(xiàn)了對學(xué)科核心素養(yǎng)——計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。交流探討——構(gòu)建框架思維1.框架思維的定義框架思維是模擬建筑設(shè)計(jì)師進(jìn)行科學(xué)構(gòu)思、規(guī)劃與設(shè)計(jì)數(shù)字化作品整體框架，利用數(shù)字化工具創(chuàng)作數(shù)字化作品，解決數(shù)字化需求環(huán)境下的新問題的一種思想理念。2.創(chuàng)作數(shù)字化作品——框架思維的形成過程①整體規(guī)劃。學(xué)生創(chuàng)作數(shù)字化作品就像建筑設(shè)計(jì)師建造高樓大廈一樣，需要進(jìn)行數(shù)字化作品的科學(xué)構(gòu)思、整體規(guī)劃設(shè)計(jì)（以演講比賽評分系統(tǒng)為例）。②交流探討。在利用數(shù)字化工具創(chuàng)作需求環(huán)境下的數(shù)字化作品時，學(xué)生首先根據(jù)已學(xué)信息技術(shù)基礎(chǔ)知識和基本操作技能，選用有一定熟練程度的數(shù)字化工具。其次，在數(shù)字化作品開始構(gòu)思設(shè)計(jì)時，集思廣益、交流探討，特別是對新技術(shù)疑難問題進(jìn)行分析、研討、論證，在學(xué)生現(xiàn)有技術(shù)水平基礎(chǔ)上商討創(chuàng)作數(shù)字化作品的可行性。最后，對綜合性大型數(shù)字化作品嘗試分工協(xié)作，共同創(chuàng)作數(shù)字化作品。3.測試、完善和美化數(shù)字化作品通常數(shù)字化作品完成后，要對其技術(shù)檢測性、功能完善性、程序移植性進(jìn)行測試。另外，在對創(chuàng)作的數(shù)字化作品的實(shí)現(xiàn)功能、交互功能完善后，還要對作品的外觀進(jìn)行美化，達(dá)到科學(xué)性、創(chuàng)新性、藝術(shù)性的要求。筆者構(gòu)思設(shè)計(jì)了三類課堂教學(xué)模式，層層遞進(jìn)、螺旋式上升培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。以思維導(dǎo)圖繪制為主的課堂教學(xué)模式有助于學(xué)生快速進(jìn)行新技術(shù)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)和總結(jié)；以計(jì)算思維探究為主的課堂教學(xué)模式有助于學(xué)生分析、抽象、建立各種結(jié)構(gòu)模型的疑難技術(shù)問題解決；以框架思維構(gòu)建設(shè)計(jì)、創(chuàng)作為主的課堂教學(xué)模式有助于學(xué)生在數(shù)字化時代創(chuàng)作數(shù)字化作品。在數(shù)字化時代的信息技術(shù)課堂教學(xué)模式中，它們之間相互配合、相互促進(jìn)、協(xié)調(diào)統(tǒng)一，共同促進(jìn)學(xué)生的思維能力達(dá)到高階思維水平——創(chuàng)新。[1]陸漢權(quán).數(shù)據(jù)與計(jì)算[M].北京：電子工業(yè)出版社，2017.[2]范建農(nóng).Python程序設(shè)計(jì)教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2017.[3]楊曉哲，任友群.高中信息技術(shù)學(xué)科的價值追求：數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新[J].中國電化教育，2017（1）.[4]李鋒，熊璋.面向核心素養(yǎng)的信息技術(shù)課程：“