二类教材—信息技术
如何有效开展中小学信息技术教学——信息技术学习的四个核心要素和信息技术教学的五个关键步骤


一、信息技术教学与学习的学科特点

1.有效的信息技术学习活动表现为认知活动与技术活动的相互支持和内在统一。

与其他学科学习相比信息技术学习的典型特点之一是认知活动与技术活动的相互支持和内在统一。如前所述信息技术学习过程不仅要求学生通过各种认知活动理解与各类信息技术门类相关的思想、方法和信息科学原理还要通过各类技术活动学习有关工具、软件的操作。其中认知活动是高效率地领悟各类工具和软件操作原理的基础是开展各类技术实践活动甚至进行信息科技创新的必要知识基础而技术操作过程的质量是学生是否理解以及在多大程度上理解有关技术原理的具体体现各类技术作品是学生内部认知过程的外显化、是对相关技术设计的器物化实现。对于有效的信息技术学习过程而言这两类活动缺一不可、相互支持但在学习活动的不同阶段两类活动相互关系的具体形态表现不一在有些学习环节以认知活动为主或对有关技术原理的理解外显为主要任务而技术活动相对次要或相对内隐而在有些学习环节则以技术操作为主或技术实践和技术创新活动外显为主要任务而认知活动相对退隐为内部支持。

2.信息技术学习具有很强的实践性、生成性。

信息技术的学习目标大多表现为通过具体的技术作品如文档、多媒体展示文稿、动画、程序、数据库、网站/页、人工智能程序/系统来解决实际问题、表达信息和想法、交流思想和感受等。因此实践性是信息技术学科相对于其他学科又一突出的新特点。而实践中的各类问题或任务往往具有很高的复杂性和很强的不可预知需要学习者激活、调用、组合自己学到的有关知识和技术临场生成有效的解决方案来解决问题可以说信息技术学习结果的应用具有很高的临场生成性有时甚至需要学习者在自己已有知识、技术和经验的基础上创造出新的技术来解决问题从这个意义上讲信息技术学习的实践性往往与创造性密切相关。

3.信息技术学习应该是一种富有认知灵活性的学习过程。

由于信息技术学习和活动都要涉及新知识的学习与理解、操作命令的尝试与熟练、作品的设计与规划、技术操作与作品开发、调试和优化等过程因此信息技术的学习过程是一个综合的、系统的过程。加之前述的信息技术应用的生成性和实践性信息技术属于典型的结构不良领域ill-structured domain的知识SpiroFeltovichJacobson& Coulson1995*。结构不良领域有以下两个特点第一概念的复杂性在应用知识的每个实例中都包含着许多应用广泛的概念知识点的共同作用而不是只涉及某一个知识点第二实际应用情境间的差异性在各个具体的应用实例中所涉及的概念是不同的它们之间的相互关系也不尽相同。

根据认知灵活性理论cognitive flexibility theory),讲解等教学方式只适用于简单的、结构良好领域中的知识学习例如对事实性知识的记忆等而不适合复杂的、结构不良领域的学习。对于这类较为复杂的结构不良领域的学习对象认知灵活性理论认为应该遵循以下原则以促进学习者对复杂知识的学习效果和对知识的迁移和应用效果:(1使用知识的多概念表征。建议采用多种方式来对教学活动中的知识进行表征以更准确地反映复杂知识的多侧面性。例如通过在多种任务主题中应用某种技术、通过多种作品表现方式来表征技术并结合其他相关技术对某一技术进行多重类比等;(2将某一抽象概念与其不同的应用实例联系起来。例如列举某一抽象技术原理如搜索技巧、算法等在不同应用情境中的应用变式或通过多种实例揭示抽象概念及其变式的细微差异;(3在教学的早期即介绍领域的复杂性。建议在教学的早期就通过一种能反映各种技术或某一技术的各个侧面间相互作用的方式来介绍信息技术领域知识的复杂性为进一步学习时对知识的更深刻理解做好准备避免将复杂的材料过分简单化并脱离具体情境孤立学习;(4强调知识相互联系的网络特性。在多种应用情境中揭示信息技术概念间的相互联系有助于培养对复杂领域内容的丰富而灵活的理解。相反传授孤立的抽象的知识成分会形成一种僵化的或“惰性”的inert知识表征并限制学习者在新的情境中应用知识的能力;(5鼓励知识组合。提倡学生根据具体实例或具体情境的要求将已有的知识经验组合成新的方案来解决问题而不是单纯从记忆中提取单一的、现成的知识。

二、五个教学环节的灵活运用基于学生认知过程的信息技术教学流程分析

学生是信息技术学习和应用的主体教师是学生学习的设计者、管理者、引导者和扶助者。教师的教学设计和教学组织管理活动应有益于帮助学生实现完整的认知过程以实现综合的信息技术学习目标这些认知活动和认知目标包括知识理解、技术操作、练习巩固、综合实践、灵活应用、情感体验、道德内化。针对这些综合认知目标我国中小学信息技术教育界总结和实验了“任务驱动”“讲练结合”“教练法”等多种多样的教学模式。如果从学生的认知过程来总结各种教学模式的教学流程可以解析出如下5个关键教学环节而对于信息技术应用的法律、法规、伦理、道德等问题则应渗透在各个教学环节中组织学生通过观察现象、讨论问题、理解规则、内化道德等社会认知活动和情感体验过程来逐步达到合法地、负责地、健康地应用信息技术的目标。所以“相关社会问题的思考与讨论”往往是信息技术教学过程必须渗透的重要组成部分但并非孤立于其他5个环节的独立环节。因此1所示的流程图可以称为信息技术教学过程“5+1”个关键步骤。

  情境体验、案例剖析

总的来说“情境体验、案例剖析”环节的教学价值在于创设认知冲突、激发学生兴趣、导入新课。具体而言情境体验和案例剖析又各有侧重。

1.教学中组织“情境体验”的关键。

1情境的分类及其功能。

教学中采用的情境又可分为“体验型情境”“任务型情境”和“道德两难情境”。体验型情境是指信息技术在社会、科技、生活等领域的应用场景、应用实例以及这些应用产生的效果。通过组织学生观摩这些情境体验信息技术的魅力达到激发学生兴趣的作用。例如信息技术在社会各领域广泛应用所产生效益的情境展示智能机器人的功能展示其他前沿技术应用场景的展示等“任务型情境”是指蕴含着探究性问题或实践要求的、高度真实的任务背景。通过情境描述自然地引发学生产生认知冲突、思考其中蕴含的问题并产生探究的欲望“道德两难情境”则是指蕴含着价值观冲突、道德两难选择、观点矛盾等的社会实践情境这种道德两难情境是有效激发学生深层次思考、多视角讨论相关社会问题的最佳途径。

1 中小学信息技术教学流程图

2情境的选材。

教师要注意从身边的事例中、国际国内大事中、各类科技博览节目中挖掘可以展示给学生并能让其心驰神往的信息技术应用情境也可以选择高年级学生的作品情境避免课堂教学仅仅局限于书本上让未成年人望而生畏的大段文字。

3创设情境激发兴趣的注意。

① 情境应具有较高的真实性情境可以是真实事件的录像或相片也可以通过各种多媒体手段包括虚拟现实技术制作以增强情境的真实性、说服力和感染力。

② 情境应能引发学生学习信息技术、探究技术奥秘的“间接兴趣”能提供丰富的感知觉刺激并进而引发学生对情境本身的直接兴趣。如上所述情境的教学价值更在于引发学生探究技术奥秘、学习相关技术的间接兴趣。所以展示的情境应能充分展示信息技术的魅力、必须与本课的教学内容和主题有高度的关联并尽量渗透较高的社会价值避免单纯为了感官刺激的情境体验。

③ 情境的长短要适度保证学生“进得去出得来”由于中小学生很容易被丰富的视觉刺激所感染并产生兴奋的情绪反应。根据有关情绪与学习效果的相关研究结果并非学生越兴奋越有利于学习一般来说中度的兴奋水平比较有利于学习。所以在教学开始环节的情境体验长短要适度2~5分钟为宜在学生理解背景、产生体验时机戛然而止以保证既能入情入境“进到”情境中又能“走出”教学情境思考教学问题。

④ 要激发学生兴趣更要维持学生兴趣由于中小学生的兴趣具有“广度有余、深度和持久性不足”的特点在教学开始环节设置情境的基础上在教学过程也应注意观察和把握学生的情绪在发现学生兴趣低落时可适当穿插一些新的刺激或兴奋点以长时间维持学生较高的兴趣。

2.信息技术教学中的案例剖析。

信息技术课中的“案例”包括“作品类的案例”和“相关社会问题类案例”。

1作品类案例的类型及其教学价值。

作品类案例包括多媒体演示文稿、动画作品、程序片段、网站或数据库实例等。这些作品实例的教学价值体现在以下方面

① 范例是学生探究和创作的良好激发物范例是信息技术规范的集中体现是信息技术魅力的全面展示。通过引导学生欣赏极富表达力的多媒体作品、动感十足却寓意深刻的动画作品体验构思巧妙的计算机程序的各种实用功能试用界面友好且极具交互强的网站或数据库的部分功能尝试各种奇妙的人工智能工具都可以激发学生探究信息技术奥秘、亲自动手创作作品的欲望。

② 典型作品是启迪学生思路和思维的源泉任何一个典型作品都浓缩着作者的设计思路任何一段程序、一项网站或数据库的功能都承载着设计者的问题解决策略和智慧。通过引导学生分析他人作品或范例中隐含的设计思路可以启发学生设计自己作品的思路并按照相对规范的方式规划作品制作过程通过剖析一段典型程序蕴涵的算法可以启迪学生的思维引导其分析解决相关问题的方法。

③ 有缺憾的作品是探究、改进和创新的起点信息技术教学中的作品不限于“完美的范例”“典型作品”或“最佳算法”等只要灵活运用“有缺憾的作品”也可以发挥良好的教学效果。作品的缺憾可以直观化地展示错误操作的后果集中地体现信息技术学习和应用中的常见误区。教师可以通过有缺憾的作品或问题性程序等创设认知冲突或者有意识地组织学生讨论作品的缺憾及其成因并以此作为学生探究、改进和创新的起点。

2“相关社会问题类案例”的类型及作用。

“相关社会问题类案例”既包括有效合理应用信息技术的正面案例发挥正面引导学生恰当应用信息技术的作用也包括不恰当应用信息技术的案例在展示此类案例时重在展示不恰当的应用行为所带来的不良后果以及对肇事者的惩戒以警示学生不要尝试类似的行为。要避免描述不恰当行为的详细过程或者过分渲染这些行为的刺激效果防止学生因好奇而产生模仿行为。

基于任务或问题的学习过程

信息技术的学习过程应尽量采用基于实践性任务及面向情境的学习或者组织学生以探究性问题为基础建构有关知识。在组织基于任务或问题的学习过程中教师应注意以下几方面

1.什么样的任务或问题是好任务好问题?

好的任务或问题从其价值上讲必须是有意义、有挑战性的任务任务必须能激发学生高水平思维或认知、元认知活动避免通过简单的信息复制和粘贴即可完成的任务。当然任务或问题必须要与所学知识技能有内在联系不能“跑题”或“离题太远”。

任务或问题的选材应注意三个“贴近”贴近学生的学习、生活经验贴近学生的学习水平、能力和兴趣贴近社会发展、科技进步尤其要贴近学生所在地区的社会文化和经济发展需要。

2.任务或问题该如何提?

任务要明确可操作性要强以利于后续的评价。过大的任务或问题可分解为先后衔接的任务链或问题链逐步提高难度尽量做到“门槛低、坡度缓”。

尽可能为学生提供多个任务或问题但技术要求要统一),允许学生自选任务或问题。

任务举例*

学习任务学生小组合作经过文献查阅选定某一名人或英雄人物进行研究根据搜集到的资料和研究结果制作一份关于该名人或英雄人物的多媒体演示文稿。

要求

1传记和多媒体演示文稿要阐明该名人对社会的核心价值列出能表明其核心价值的重大事件或作品

2分析使其成为名人或对社会做出重大贡献的原因包括时代背景、信仰、受教育情况、某些关键事件等

3人物传记的字数应不少于2000传记和多媒体演示文稿的版式要规范要配有合适的图片、图表等。

3.需要讲解时教师怎么讲?

以学生为主的基于任务或问题的学习过程并非完全排斥教师的讲解对于一些新知识、新技能教师仍需要进行必要的讲解。教师进行必要讲解时应注意做到“讲练结合、收放有度”让学生在教师讲解的支持下自己去操作和实践不能用讲取代学生的操作教师在对必要的操作命令和操作步骤进行解释并为学生提供必要的基础后要适可而止给学生留出合适的探究和尝试的空间。不能让学生完全在教师的讲解下亦步亦趋地模仿。

教师要提出启发性的问题真正引导学生自己思考避免教师自说自话或者教师心里其实已经有正确答案只是通过一些“假问题”诱导学生说出而不是思考出正确答案。

4.教师如何巡视学生的操作或辅助学生完成任务?

在讲练结合的学习过程中学生上机操作时教师往往需要巡视指导教师的巡视指导方式应注意发挥以下作用帮助有困难的学生动态观察学生的操作过程总结学生操作中存在的常见问题及时诊断并采取补救措施避免其他学生重蹈覆辙发现学生有价值的操作方式、经验或创造性的问题解决方法使一个学生的经验成为全班学生的认知资源。

总结知识结构提炼一般方法

在学生基于任务或问题的学习过程结束后教师应结合学生具体的作品制作过程引导学生或由教师总结提示操作技巧。防止学生的信息技术操作只是从一幅作品到另一幅作品的机械重复而无方法的提升和经验的累积提示学生思考本课知识与先前知识间、本课各知识点之间的内在联系帮助学生形成知识结构或图示避免学生只学到零散的、相互割裂的知识点或者引导学生自己结合具体的问题解决过程总结带有普适性的问题解决规律和可迁移的解决方法避免只学到局限于某种情境性的方法。

新任务情境中的练习巩固、应用迁移

信息技术教学过程中在学生借助教师的指导完成课堂教学任务之后教师应尽量设置一些新的任务情境供学生练习和实践。

1.新的任务情境的教学价值。

1提高信息技术知识学习的认知灵活性。

新的任务情境可以促进学生结合实际加深对于刚刚学习的新知识的理解结合不同的应用情境思考和理解知识的不同组合方式提高认知灵活性。

2练习、巩固、熟练操作技能。

练习刚学会的操作步骤巩固新技能逐步达到熟练化的程度针对任务的新要求拓展和深化有关技术操作。

3培养信息技术实践能力。

针对具体情境、难度、深度都有所变化的新任务学生可以锻炼“实战能力”充分体现信息技术学习的实践性。

4为教师开展表现性评价提供依据。

在前面的“基于任务或问题”的过程中学生在教师的指导下大多能完成教师布置的任务“貌似”实现了本课的学习目标。但在教师“支架”作用下学生的表现往往难以成为评价其是否真正达到学习目标的客观依据。而学生在没有教师指导下在新的任务情境中的实际表现往往能较为真实地反映其实际掌握水平可为教师开展表现性评价提供客观的依据。

2.新任务情境的设置方法。

1同质异形的任务即相同的技术要求但背景、情节、时间和空间等其他形式发生了变化。这类任务往往用于考查学生是否真正掌握了某一知识或技能有时也可供学习起点不高、学习能力不强的学生练习和巩固新知识、新技能。例如在前面的例子中在学生对当地的鸟进行了研究并开发了网站后要求学生对当地的植被情况进行研究并制作网站。

2同形异质的任务即任务的主题或相关背景保持一致但在任务的复杂性上作了延伸或者提高了知识和技术的要求。例如在前面的例子中在学生开发了关于当地鸟的网站后要求学生合作开发一个关于鸟的研究的WebQuest主题网站。这种任务可用于引导学生探究新知识、新技能或者为学有余力或有专长的学生提供拓展学习的机会。

3异质异形的任务即任务的主题或相关背景不同任务的难度要求显著提高。这种任务可用于考查学生综合运用所学知识技能的能力。

交流讨论、评议优化

学生上机操作并完成任务后应尽量通过大屏幕让学生介绍其问题解决过程或演示其作品注意要求学生“边演示、边讲解”。学生展示时教师帮助学生梳理思路强调重点纠正错误和偏差补充不足。组织学生评价时应注意鼓励学生重在相互学习和提出改进建议促进社会建构活动。避免学生过分重视相互打分的现象。

三、灵活设计、动态实施具体的教学过程

以上教学环节只是在教学内容和教学目标合适、课时充足的前提下的一种理想化的教学流程。但具体的教学内容和教学要求不同具体的教学过程还会受到教学时间及其他现实情况的局限因此不可能每节课都要经历上述每个环节。教师可根据具体情况灵活设计教学流程在具体教学过程中尤其要根据课堂中出现的实际情况动态组织管理教学过程切忌置学生的实际反应于不顾刻板拘泥于一成不变的教学流程。
 
(选自:苗逢春,《信息技术教学参考书》,北京师范大学出版社)


JacobsonM. J.& SpiroR. J.1995. Hypertext learning environmentcognitive flexibilityand transfer of complex knowledgean empirical investigationJournal of Educational Computing Research.124),301~333.

摘自苗逢春主编.信息技术高中版一、二册.河北大学出版社2002