关注学科素养，设计有思考的学习活动课例分析
林昉
《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》提出信息技术学科核心素养包含信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个方面。学科核心素养是学科本质和学科教育价值的反映，它明确了学生在学习信息技术课程后应形成的正确价值观念、必备品格和关键能力，目的是引导师生在学科教与学的过程中，关注学科习惯、思维方式、学科文化等方向。学习活动是连接学习的重要途径，它能引发学习者的认知和思维。一位学科专家曾说过，“信息技术学科价值不能仅仅停在信息素养、简单任务完成上，更应该关注学生思维的培养”。因此，教师在设计学习活动时，应基于学科本质，关注学生思维的启发，促进学生在思考中学习，在思考中实践、反思，通过学习活动体现学科价值，形成学科素养。笔者将通过两个典型课例的分析，呈现如何以有思考的学习活动来激活学生思维，提升学习深度。
● 课例一：在学习活动中认知技术价值
教育科学出版社出版的初中信息技术八年级上册第一单元《电子表格》第七课的主题为“高级筛选——选出参加国旗班的同学”。学生之前已完成电子表格基本概念、常用函数、图表制作、排序和自动筛选等内容的学习，高级筛选是這个单元教学的难点。本课涉及的技能操作的教学点较多，包括高级筛选的基本步骤（分析筛选条件、输入筛选条件、选择筛选结果存放方式、选择筛选条件、选择筛选结果存放），以及进行高级筛选操作时应注意的问题（筛选条件的逻辑表达方式、数据区域的选择）等。课例一执教教师（福州第十九中学王则瀚老师）在本课教学实施中用五个学习活动帮助学生掌握技能、认识技术价值。
1.连接经验，形成问题
教师以“国旗班”成员选拔为情境，设计第一个学习活动：利用已掌握的技能，在体检表中找出“男生身高大于162厘米、女生身高大于150厘米”的同学。学生们首先尝试使用已学习过的自动筛选功能，却发现不能直接找到符合要求的数据，必须经过多个步骤（两次自动筛选+两次复制、粘贴）才能得到需要的结果。在这个学习活动中，学生利用已掌握的知识技能来解决问题，连接了前面的学习经验，同时产生了是否有办法“一次性找到需要的数据”的新学习问题。基于新的学习问题，教师适时提出了高级筛选的概念，指出其能实现比自动筛选更复杂的筛选操作的优势，并引导学生思考、感悟技术的可选择性和适用性。
2.分析要求，分解任务
教师在指导学生进行新技能学习之前，设计第二个学习活动：分析学习任务中的筛选条件。教师引导学生逐层分解，明确各个筛选条件之间的关系。学生首先找出问题中包含的四个筛选条件——性别=男、身高>162cm、性别=女、身高>150cm。然后明确四个条件之间的关系：性别=男、身高>162cm是“与”关系;性别=女、身高? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?150cm是“与”关系;而性别=男、身高>162cm与性别=女、身高>150cm之间是“或”关系。通过分析活动，帮助学生养成在信息技术课中有效思考的习惯。
3.分步实践，解决困惑
在操作实践之前，教师引导学生从计算机解决问题的角度，了解高级筛选的基本操作要点，即确定筛选条件、在指定位置输入筛选条件、选择好三个区域（对何数据、用何条件、筛选结果呈现位置）。操作实践时先从一个条件出发，解决基本的筛选条件输入时条件项目和条件表达式的问题，再逐步扩大条件项目，这是一种学习指导，也是将复杂问题进行分解的学科思维的渗透。引入高级筛选功能选择“条件区域”时，教师向学生说明若条件表达式在Excel表格中处于同行表示条件之间是同时成立的“与”关系，不同行表示条件之间只一个成立即可的“或”关系，合理降低认知难度后让学生自主尝试感悟。
4.突出重点，提升迁移
在小结环节教师通过引导学生回顾完成任务的三个阶段，让学生思考对筛选结果起关键作用的是什么（列表区、条件区、结果区），帮助学生明确条件设计的重要性，掌握教学重点，并通过布置包含多样化筛选条件的提升作业，促进学生对所学内容的巩固和迁移。
5.互动思考，了解价值
在问题互动过程中，学生认识从自动筛选到高级筛选的需求和技术解决方法。在教师示范学生身高变化后，已定义的高级筛选并没有输出变化后的筛选数据的实例，直观呈现高级筛选也有其局限性，让学生在实际例子中知晓信息技术的手段是可选并不断有进阶的。教师由此适时提出了新的解决技术——视图，有效激发学生进一步学习的欲望，并了解技术发展的本质。
在信息技术学科教学中，操作类的内容是学科基本技能，教师在进行教学设计与实施时，往往把掌握具体的操作作为教学的重点，但若忽略了操作行为背后的技术应用价值，就会造成学生对学科基本能力的掌握停留在表面，影响技术应用能力水平。本课例教师通过五个活动层层递进，学生在活动中思考操作的因由并掌握操作技能，感受技术的发展性和适用性，形成正确技术使用观和价值观。
● 课例二：在学习活动中理解概念原理
广东教育出版社出版的2003课标版选修2“多媒体技术应用”4.1.2“图形图像文件的存储”一课的教学内容有图像分辨率、位深度等概念及其与图像质量、大小的相互关系等，该课需要学生了解图像编码原理，掌握计算位图图像文件大小。课例二执教教师（鞍山一中全娱扬老师）设计的学习活动，能有效激发学生思维，促进学生理解本课概念和原理。
1.直观感受，观察思考
在进行本课内容教学伊始，教师提出两个问题：什么是像素？见过像素吗？而后用简便的图像处理工具ACDsee呈现出学校大门的图片，通过放大镜功能不断增加放大倍数，让学生逐渐看到“一个一个的正方形”即为“像素”。有了直观感受后，教师引导学生观察所见到的“像素”有什么特点，启动学生思维，学生从每个正方形中的颜色、大小、相互之间的关系，进行思考，得出直观“像素”的三个特点：形状一致、大小相同、相互之间无联系。
2.对比分析，知识验证
在第二个环节，教师首先让学生对图像中添加文字与原始没有文字的文件进行比较，思考在相同格式的图像中添加内容对文件大小有没有影响，学生经过对比、思考、讨论后，反馈可能有三种情况——变大、变小或不变，并一一陈述各自观点。教师并不急于给出结论，而是让学生动手操作尝试，验证自己的想法，从而得出正确的答案：在图像中增加信息不会影响文件大小。教师设计的先动脑思考再动手实践的学习活动，对培养学生良好的学科学习行为来说是一种有益的方式。
3.分组实验，观点分享
基于前面的验证活动，教师提出新的思考：影响图像文件大小的因素有哪些？教师设计学案引导学生通过实践来逐步解决问题，通过分组利用ACDsee尝试改变图像的尺寸及颜色模式来验证其是否对文件大小有影响。在第一组学生代表汇报时，教师要求学生用学科专业规范来描述“尺寸”，即图像水平、垂直方向的像素的数量，并利用放大镜功能来检验，进而得出计算图像尺寸即图像分辨率的公式;在第二组学生代表阐述颜色变化后，图像文件的大小也随之变化，教师指导学生对比图像文件的详细信息，让学生观察发现相应文件中“位深度”的变化，同时初步建构新知识：位深度与颜色数的关系。学生在分享实践结果的过程中，用自己的语言来表达思维过程。“出声的思维”能较好地检验认知。
4.问题引导，深化概念
位深度是教学的难点，为了有效促进学生真正理解该概念，教师设计“探究表”思维支架，通过系列追问，让学生进行深度思考后形成以下知识：“位深度与颜色数”的关系是有规律的，即n个位深度的颜色数是2n。但位深度到底是什么？学生此时还没有真正理解，教师接着提出进阶问题启发学生进一步思考：位深度是作用于一个图像文件，还是图像文件中的每个像素点？问题直指概念本质，有效地帮助学生深入理解学科概念。此处对位深度参数的价值认识，建议可让学生表达出理解后的内涵，以更好地突破难点，达成深度学习。
5.练习巩固，归纳建构
经过对概念的认知学习活动，学生先独立完成两个练习，即黑白色与16色的4×4的图像所需要的二进制数。通过基础练习，学生归纳出计算图像文件大小的一般公式：图像文件大小=位深度×图像分辨率（水平像素数×垂直像素数）。在进阶练习中，教师进行了变式设计，用不同的数量单位和形式表述来促进学生知识迁移和灵活运用，有利于学生内化建构自己的知识体系。概念、原理类知识一般都蕴涵着学科关键思想，但经历学习，这些内容常常不易进入学生认知的长时记忆区。本课例教师通过系列学习活动，引导学生以直观表象的观察为基础，从浅层学习提升为有思考的深層认知，建构出学生自己的“有效”知识。
有思考的学习活动，本质上不只是为了让学生记住一些概念和操作，通过引导学生思考，还可帮助他们发现技术表象与学科内在规律的联系，促进学生将脆弱知识进行深化巩固，而且通过思考也有利于学生把握学科知识线索，构建出自我的知识图谱等。因而，在学习活动设计中关注学科素养，通过问题启发和引导，能让学生在学习过程中触发学科思维，对所学习的内容有更深入的互动思考，有效提升学习深度和学科教学价值。
