例談基于高中信息技術(shù)核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計

1、 例談基于高中信息技術(shù)核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計 勞立穎普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）提出了信息技術(shù)的核心素養(yǎng)，其由信息意識、計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任四個核心要素組成。筆者認為，核心素養(yǎng)不只是一種課程目標(biāo)，更是一種全新的課程觀，因此，在教學(xué)實踐中筆者基于核心素養(yǎng)對教學(xué)設(shè)計進行了重新設(shè)計。教學(xué)目標(biāo)的轉(zhuǎn)變，開啟基于核心素養(yǎng)教學(xué)設(shè)計新篇章基于核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計，筆者認為首先應(yīng)是教學(xué)目標(biāo)的變化，需要從三維目標(biāo)轉(zhuǎn)變到核心素養(yǎng)，將符合三維目標(biāo)的課堂教學(xué)，轉(zhuǎn)變到以信息技術(shù)核心素養(yǎng)為出發(fā)點的課堂教學(xué)。例如，筆者在講授Python語言初識一課時，最初設(shè)計的教學(xué)目標(biāo)如下。知識與技能目標(biāo)：了解Py

2、thon語言的基本信息;能準(zhǔn)確打開Python程序，了解Python的運行環(huán)境;會使用打開、調(diào)試、保存等Python程序的基本操作。過程與方法目標(biāo)：通過對Python小程序的改造，初步體驗Python語言。情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：感受Python程序改造的樂趣;形成一念天堂，一念地獄，成為一名改造者的程序觀。重點：熟悉Python程序基本操作，感受Python程序改造的樂趣。難點：熟悉程序開發(fā)環(huán)境。信息技術(shù)學(xué)科提出了四個維度的核心素養(yǎng)，這不是對三維目標(biāo)的否定，而是對三維目標(biāo)的繼承與發(fā)揚。繼承是指將三維目標(biāo)整合成了一種能力，這種能力既包括個體用計算機處理解決問題（計算思維），也包括個體選用合適的數(shù)

3、字化資源工具，創(chuàng)造性地解決問題（數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新）。發(fā)揚是指將三維目標(biāo)引申成為一種品質(zhì)，這種品質(zhì)既反映個體在信息處理過程中體現(xiàn)出來的意識（信息意識），也反映個體在信息社會中應(yīng)承擔(dān)的義務(wù)和責(zé)任（信息社會責(zé)任）。所以，從核心素養(yǎng)的四個維度來考慮，之前的教學(xué)目標(biāo)可做如下修改：（1）通過對Python程序解決實際問題的體驗，了解程序的作用;（2）使用恰當(dāng)方式了解Python的發(fā)展歷史、基本特點等信息，培養(yǎng)多種方法獲取信息的能力;（3）通過使用流程圖，分析描述解決問題的過程，初步形成對算法的一般認識;（4）通過算法對程序進行編輯，熟悉Python開發(fā)環(huán)境的使用。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，產(chǎn)生了教學(xué)重點與難點：重點：

4、熟練掌握Python開發(fā)環(huán)境的使用。難點：能熟練分辨程序編輯窗口和交互式解釋器。教學(xué)目標(biāo)從核心素養(yǎng)出發(fā)，但并不強求在每一個教學(xué)設(shè)計中包含所有的核心素養(yǎng)。在新生成的教學(xué)目標(biāo)中，第二點根據(jù)學(xué)生具備的信息意識和數(shù)字化學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生在搜索討論交流的過程中，了解Python的發(fā)展歷史、基本特點，從而提升數(shù)字化學(xué)習(xí)能力，增強信息意識。而計算思維是本課的重點，所以教學(xué)目標(biāo)的其余三點都圍繞計算思維展開，從程序的意義與作用，到流程圖算法的認識和使用，再到程序的語言的運用、開發(fā)環(huán)境的使用，都著力培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。學(xué)科核心素養(yǎng)的體現(xiàn)，捕捉基于核心素養(yǎng)教學(xué)設(shè)計的新變化基于核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計，除了教學(xué)目標(biāo)有變化外，

5、更著力于對學(xué)科核心素養(yǎng)的強調(diào)和體現(xiàn)，如可在教學(xué)設(shè)計的主干前，增加“學(xué)科核心素養(yǎng)”“課程標(biāo)準(zhǔn)要求”“學(xué)業(yè)要求”等項目。例：筆者設(shè)計的回溯算法（修改稿）一課中的“學(xué)科核心素養(yǎng)”（1）針對給定的任務(wù)進行需求分析，明確需要解決的關(guān)鍵問題;（2）能提取問題的基本特征，進行抽象處理，并用形式化的方法表述問題;（3）運用基本算法設(shè)計解決問題的方案，能使用編程語言或其他數(shù)字化工具實現(xiàn)這一方案;（4）把利用信息技術(shù)解決問題的過程遷移到學(xué)習(xí)和生活的其他相關(guān)問題中。在課標(biāo)中，“學(xué)科核心素養(yǎng)水平劃分”分為“內(nèi)涵與表現(xiàn)形式”和“水平劃分與描述”兩個方面，在“內(nèi)涵與表現(xiàn)形式”中按學(xué)科核心素養(yǎng)進行了劃分，對四個維度的核心素

6、養(yǎng)的內(nèi)涵進行了闡述?！八絼澐峙c描述”中將學(xué)生需要完成的學(xué)習(xí)水平分成了“預(yù)備級”“水平1”“水平2”“水平3”四個等級。所以，根據(jù)本課需要集中體現(xiàn)的學(xué)科核心素養(yǎng)，教學(xué)設(shè)計中的“學(xué)科核心素養(yǎng)”主要取材于課程標(biāo)準(zhǔn)中的“學(xué)科核心素養(yǎng)水平劃分”，用其中的內(nèi)容對整個教學(xué)設(shè)計進行總綱領(lǐng)性的指導(dǎo)。在使用“水平劃分與描述”內(nèi)容時需注意本課實施的學(xué)生處在哪個水平層次。一般來講，高一的學(xué)生處在“預(yù)備級”水平，較高水平的學(xué)生能達到“水平1”層次。對于不同的教學(xué)內(nèi)容或不同層次的學(xué)生，“學(xué)科核心素養(yǎng)”可以從不同的水平層次進行闡述。例：回溯算法（修改稿）一課中的“課程標(biāo)準(zhǔn)要求”（1）經(jīng)歷將解決問題的方法歸結(jié)為一系列清晰準(zhǔn)

7、確步驟的過程，理解算法的概念、基本要素和基本特征;（2）通過問題解決，掌握回溯算法，并結(jié)合具體問題開展編程實踐;（3）能有意識地把算法及算法思想遷移應(yīng)用實際生活和學(xué)習(xí)中，分析算法的優(yōu)勢和不足。這塊內(nèi)容直接取自對應(yīng)模塊的“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”，如本課的“課程標(biāo)準(zhǔn)要求”就來自選修模塊1“算法初步”的“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”的1.2、1.5、1.7。例：順序查找一課中的“學(xué)業(yè)要求”根據(jù)問題描述，形成對順序查找算法的概念和特征的認識。在分析的基礎(chǔ)上，形成流程圖，并能利用程序語言將其形式化。掌握順序查找算法分析問題的一般方法和過程，了解該算法的優(yōu)缺點，能夠負責(zé)任地應(yīng)用算法并將算法思想遷移到實際生活和學(xué)習(xí)中。這塊內(nèi)容取自對應(yīng)模

8、塊的“學(xué)業(yè)要求”，本節(jié)課以計算思維為主，所以在學(xué)業(yè)要求中需要更多地體現(xiàn)計算思維，需要從計算思維角度更多地說明對學(xué)生學(xué)習(xí)的要求。在教學(xué)設(shè)計中，除了上述三項內(nèi)容外，還可以添加學(xué)生主體分析、教學(xué)策略分析、課前導(dǎo)學(xué)任務(wù)、課堂教學(xué)路徑等，再從細節(jié)上體現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)。核心素養(yǎng)要素的凸顯，彰顯基于核心素養(yǎng)教學(xué)設(shè)計的新特色基于學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計還應(yīng)注意對核心素養(yǎng)要素的凸顯。比如從算法效率角度養(yǎng)成信息意識教學(xué)設(shè)計從算法優(yōu)化角度養(yǎng)成計算思維枚舉算法思維提升兩例，這兩例的一個突出特點就是從核心素養(yǎng)的某一個角度出發(fā)，以選擇角度為重點，撰寫的教學(xué)設(shè)計，凸顯核心素養(yǎng)中的某一個要素。在教學(xué)設(shè)計中，這一特點主要體現(xiàn)在增加

9、的“核心素養(yǎng)指向”中。例如從算法優(yōu)化角度養(yǎng)成計算思維枚舉算法思維提升，枚舉算法是一種算法思維，所以從計算思維角度能更好地實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。該教學(xué)設(shè)計是以提升計算思維為主要教學(xué)目標(biāo)的，所以“核心素養(yǎng)指向”確定為如下內(nèi)容。（1）針對給定的任務(wù)進行需求分析，明確需要解決的關(guān)鍵問題。（計算思維）（2）敏銳地感覺到信息的變化，對信息可能產(chǎn)生的問題進行預(yù)期分析，為解決問題提供參考。（信息意識）（3）能提取問題的基本特征，進行抽象處理，并用形式化的方法表述問題，能使用編程語言或其他數(shù)字化工具實現(xiàn)這一方案。（計算思維）（4）運用基本算法設(shè)計解決問題的方法，把利用信息技術(shù)解決問題的過程遷移到學(xué)習(xí)和生活的其他相關(guān)問題

10、中。（計算思維）再如，從算法效率角度養(yǎng)成信息意識教學(xué)設(shè)計，該課被設(shè)計成一堂實驗課，來探討算法效率的問題。算法效率是指對不同算法的時間與空間效率。如何挑選合適的算法解決問題，這是一種信息意識。所以本課從信息意識角度，將“核心素養(yǎng)指向”確定為如下內(nèi)容。（1）敏銳感覺到算法的差異與變化，對算法進行預(yù)期分析，為解決問題提供參考。（信息意識）（2）分析數(shù)據(jù)，能提取問題的基本特征，從算法效率角度對不同算法評估。（計算思維）（3）根據(jù)解決問題的需要，自覺、主動地尋求恰當(dāng)?shù)乃惴?，確定解決問題的路徑。（信息意識）根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，將教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容通過核心素養(yǎng)指向聯(lián)系起來。本課核心素養(yǎng)的培養(yǎng)重點主要在信息意識和計

11、算思維上。信息意識的培養(yǎng)主要通過讓學(xué)生運行實驗任務(wù)1中的程序并觀察算法運行結(jié)果，在體驗中感受算法的差異，并對算法進行預(yù)期分析;再通過層層深入的實驗2與實驗3，進行計算、觀察與歸納，在對算法的分析過程中，思考算法的適用范圍，感受算法的優(yōu)劣，形成根據(jù)解決問題的需要，尋求恰當(dāng)?shù)乃惴ń鉀Q問題的意識。計算思維的培養(yǎng)主要通過實驗2與實驗3，學(xué)生在對算法時間復(fù)雜度進行計算的程序中，進一步培養(yǎng)算法分析能力，從而提升算法分析能力和改進算法的能力。從效果出發(fā)，感受核心素養(yǎng)的落實以上幾個教學(xué)設(shè)計都是有關(guān)算法和程序設(shè)計的教案，但是核心素養(yǎng)沒有只落在計算思維上。在Python語言初識一課中，筆者根據(jù)學(xué)生具備的信息意識和數(shù)字化學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生在搜索討論交流的過程中，了解Pyth