（浙江省慈溪中學(xué)，浙江慈溪 315300）

一、引言

信息技術(shù)進(jìn)入21世紀(jì)后，正在不斷的改變著人類社會的學(xué)習(xí)、工作和生活方式。以智能手機(jī)為代表的智能終端設(shè)備的普及和充分使用，使得數(shù)字化的信息觸手可及，并成為信息時代的主要特征之一。面對信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，信息技術(shù)學(xué)科教育應(yīng)該如何重新定位和更新教育理念，以適應(yīng)數(shù)字化環(huán)境下不同的教育和學(xué)習(xí)方式。在日前剛頒布的《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017版）中明確將“信息意識”、“計(jì)算思維”、“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”、“信息社會責(zé)任”作為普通高中信息技術(shù)學(xué)科的核心素養(yǎng)[1][2]。信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)正在從工具層面的操作技能訓(xùn)練逐漸轉(zhuǎn)向面向人的全面發(fā)展，向提升人們學(xué)會學(xué)習(xí)的品質(zhì)和適應(yīng)信息化時代的能力邁進(jìn)。“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”是學(xué)會學(xué)習(xí)和實(shí)踐創(chuàng)新能力的綜合體現(xiàn)，是潛藏于素養(yǎng)體系背后的關(guān)鍵素養(yǎng)，也是信息技術(shù)學(xué)科育人價值在核心素養(yǎng)體系中的重要體現(xiàn)。

二、信息技術(shù)學(xué)科培養(yǎng)“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”素養(yǎng)的優(yōu)勢

“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”素養(yǎng)的培養(yǎng)旨在通過一段時間的課程學(xué)習(xí)，掌握“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”的基本方法和技能，從而能夠在各學(xué)科中進(jìn)行應(yīng)用和實(shí)踐?！皵?shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”素養(yǎng)貫穿于整個素養(yǎng)體系中，不僅在信息技術(shù)學(xué)科中有所體現(xiàn)，在其他學(xué)科教學(xué)中也會有所涉及。信息技術(shù)學(xué)科作為培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)的學(xué)科，將“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”納入普通高中信息技術(shù)課程體系有其明顯的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在如下圖1所示的三個方面。

圖1 信息技術(shù)學(xué)科培養(yǎng)“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”素養(yǎng)的優(yōu)勢

1.信息技術(shù)學(xué)科教師對數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境有明顯的感知優(yōu)勢

隨著信息技術(shù)課程在全國的普及，中小學(xué)信息技術(shù)教師的人數(shù)持續(xù)增長，教師的專業(yè)素養(yǎng)有了明顯提升，充分保證了信息技術(shù)課程的有效實(shí)施。信息技術(shù)教師對計(jì)算機(jī)軟硬件、數(shù)字化信息的處理和加工能力，數(shù)字化教育學(xué)習(xí)平臺等的感知和適應(yīng)能力，相比其他學(xué)科教師有著明顯的優(yōu)勢。

2“.數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”依賴于對信息技術(shù)處理的能力

“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”依賴于學(xué)生對數(shù)字化資源、工具和平臺的熟練使用，以信息技術(shù)的處理能力為基礎(chǔ)。同時3D打印機(jī)、激光切割機(jī)、開源硬件等多樣化的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具和學(xué)習(xí)環(huán)境為學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐提供了更大的空間和更多的可能。

3.信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容有利于開展“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”

信息技術(shù)大部分內(nèi)容以利用信息技術(shù)處理工具解決實(shí)際問題為設(shè)計(jì)背景，以項(xiàng)目教學(xué)為依托，在團(tuán)隊(duì)協(xié)作下開展專題探究。項(xiàng)目教學(xué)和專題探究等學(xué)習(xí)方式和內(nèi)容都有利于學(xué)生進(jìn)行數(shù)字化學(xué)習(xí)，在實(shí)踐和創(chuàng)新中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，并應(yīng)用于其他學(xué)科。

三、培養(yǎng)“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”素養(yǎng)的四種實(shí)施方式

“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”突破原有的時空限制，極大的改變了原有的學(xué)習(xí)模式。既能滿足個體的學(xué)習(xí)需求，也讓群體協(xié)作學(xué)習(xí)和創(chuàng)新實(shí)踐成為可能。結(jié)合具體的教學(xué)實(shí)踐，“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”素養(yǎng)培養(yǎng)主要有以下四種實(shí)施方式[3]（如圖2）。

圖2 數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的四種方式

通過圖2可知，“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”素養(yǎng)在水平維度上表現(xiàn)為數(shù)字化的學(xué)習(xí)和數(shù)字化的創(chuàng)新，在垂直維度上表現(xiàn)為面向個體和面向群體的學(xué)習(xí)與創(chuàng)新。

1.從網(wǎng)絡(luò)上直接獲取資源的學(xué)習(xí)方式

在數(shù)字化環(huán)境下，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)搜索等方式直接獲取大量的學(xué)習(xí)資源，并對獲取的資源進(jìn)行甄別和篩選，根據(jù)待解決的問題特征進(jìn)行梳理，從而形成自己的觀點(diǎn)和結(jié)論，并內(nèi)化為自己的知識，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)過程。

2.通過網(wǎng)絡(luò)交流平臺開展協(xié)作學(xué)習(xí)的方式

在開放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，學(xué)生通過QQ、微信、論壇、貼吧、社區(qū)等方式對學(xué)習(xí)過程中遇到的困難尋求幫助與解答。對某個問題進(jìn)行共同探討，突破時空限制，開展協(xié)作學(xué)習(xí)。這種學(xué)習(xí)方式與傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式有較大差別，給學(xué)生帶來了多元的學(xué)習(xí)視角，并在一定領(lǐng)域內(nèi)形成跨越時空的學(xué)習(xí)共同體。

3.數(shù)字化個人作品的創(chuàng)作

學(xué)生根據(jù)問題情境和作品需求，創(chuàng)造性地提出自己的設(shè)計(jì)方案，并通過比較、優(yōu)化等方式不斷完善作品，從而形成富有創(chuàng)造性的數(shù)字化作品。在這個過程中，學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力不斷得到提高。學(xué)生不僅是知識的“吸收者”，同時也是新知識的“創(chuàng)造者”。

4.開展基于問題解決的項(xiàng)目實(shí)踐

從具體的現(xiàn)實(shí)問題出發(fā)，開展基于項(xiàng)目的實(shí)踐過程?？缭綍r空限制的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員在相互協(xié)作下，通過項(xiàng)目選定、計(jì)劃制定、活動探究、項(xiàng)目制作、項(xiàng)目成果交流和評價等環(huán)節(jié)，利用各種數(shù)字化學(xué)習(xí)、交流和創(chuàng)作平臺，創(chuàng)造性地完成項(xiàng)目，收獲成功。

四、四種方式在校本選修課程中的實(shí)踐

筆者常年開設(shè)校本選修課程《興趣的發(fā)現(xiàn)：讓我們一起玩編程》。這門選修課主要面向有程序設(shè)計(jì)愛好的學(xué)生群體，課程以規(guī)模大小不等的項(xiàng)目實(shí)踐為依托，培養(yǎng)學(xué)生的算法設(shè)計(jì)能力和利用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的能力。對應(yīng)“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”的四種實(shí)施方式，下面闡述這門校本選修課程是如何開展實(shí)踐的。

1.結(jié)合問題特征，甄別網(wǎng)絡(luò)資源

隨著互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，各種各樣的學(xué)習(xí)資源層出不窮。針對某一類問題，學(xué)生可以在網(wǎng)絡(luò)上找到各種各樣解決問題的辦法，但落實(shí)到某個具體的問題，由于問題特征各異，可能有些方法不一定完全適用。

比如：“設(shè)計(jì)合理的算法，實(shí)現(xiàn)對數(shù)字序列的排序，附加要求是排序后若數(shù)字A與B相等，A原來排在B之前，則排序后A仍然要在B之前?！贬槍@個問題，學(xué)生收集整理各種常見排序算法，并進(jìn)行比較，得知這個附加要求是由排序算法的“穩(wěn)定性”決定的。冒泡排序算法是一種穩(wěn)定的排序算法，可以解決該問題，進(jìn)而學(xué)生也對排序算法的“穩(wěn)定性”有了更進(jìn)一步的了解。

學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上獲取學(xué)習(xí)資源，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化學(xué)習(xí)，并根據(jù)問題特征進(jìn)行比較、分析，甄別后對獲取的資源進(jìn)行合理使用，進(jìn)而有效地解決問題。

2.跨越時空界限，交流算法正誤

網(wǎng)絡(luò)突破了時空的界限，讓身處異地，互不認(rèn)識，但有共同學(xué)習(xí)愛好的學(xué)生可以互相交流、互相幫助。通過網(wǎng)絡(luò)互助的形式解決課堂上沒有解決的一些疑難問題，為數(shù)字化學(xué)習(xí)提供了更廣闊的空間。

比如在學(xué)習(xí)貪心算法的過程中，針對貪心算法必須滿足的“貪心選擇性”如何證明，這一問題一直困擾著很多學(xué)生。他們將這個問題發(fā)布在“知乎”、“CSDN”等各種網(wǎng)絡(luò)問答社區(qū)尋求幫助，很快就會有各種熱心和專業(yè)人士來幫忙解答這個問題。同樣，學(xué)生也愿意經(jīng)常瀏覽這些網(wǎng)絡(luò)問答社區(qū)，幫助別人解決一些疑難問題。

學(xué)生在學(xué)習(xí)和實(shí)踐的過程中，遇到疑難問題，沒有放棄，并通過合理的方式積極尋求網(wǎng)絡(luò)幫助，跨越時空界限，進(jìn)行有效地互動交流，用自己的行動踐行了“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”。

3.根據(jù)已有方案，創(chuàng)新問題算法

計(jì)算機(jī)編程解決問題的樂趣在于同一個問題可以有不同的解決方法。學(xué)生們在“玩編程”的過程中能不斷優(yōu)化和改進(jìn)算法，更好地解決問題。

比如“數(shù)塔問題”：從如圖3所示的數(shù)塔“塔頂”找一條到“塔底”的路徑（不能走回頭路），使得路徑上數(shù)字之和最大。

圖3 數(shù)塔問題

學(xué)生通過數(shù)字化學(xué)習(xí)和實(shí)踐平臺查閱資料并用“回溯思想”編寫程序后解決了該問題，但發(fā)現(xiàn)用回溯算法解決這個問題程序運(yùn)行速度較慢。分析其原因主要是由于存在太多的重復(fù)計(jì)算，進(jìn)而對該算法進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化，嘗試將已經(jīng)計(jì)算過的值保存下來，用“空間換時間”，有效避免了重復(fù)計(jì)算的問題，大大提高了程序運(yùn)行的效率。

學(xué)生在分析原有問題的基礎(chǔ)上，進(jìn)行數(shù)字化創(chuàng)新和實(shí)踐，對已有解決方案進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，充分體驗(yàn)了學(xué)習(xí)的樂趣和成就感，同時也體現(xiàn)了學(xué)生是數(shù)字化知識和內(nèi)容的“創(chuàng)造者”。

4.依托項(xiàng)目實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新

算法學(xué)習(xí)的最終目標(biāo)是解決生活中的一些實(shí)際問題。某些實(shí)際問題的解決過程也同樣能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

比如學(xué)?！斑x課排班”問題一直困擾著教務(wù)處的教師。排班要保證在學(xué)生上課時間不沖突的前提下，既能滿足學(xué)生選課需求，又要使得每個班的上課人數(shù)較為均勻。為此，學(xué)校請正在學(xué)習(xí)編程的學(xué)生來幫助學(xué)校解決這個問題。接到任務(wù)的學(xué)生能夠根據(jù)自身情況，主動與上屆編程學(xué)習(xí)中的優(yōu)秀學(xué)生組建團(tuán)隊(duì)，并通過QQ邀請一位正在國內(nèi)某頂尖高校學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)長作為項(xiàng)目顧問。團(tuán)隊(duì)成員確定后，制定項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃，通過各種數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺和途徑學(xué)習(xí)相關(guān)算法，最后在顧問和教師的指導(dǎo)下利用遺傳算法順利且有效地解決了這個問題，全程仿真了選課的流程和結(jié)果。團(tuán)隊(duì)的行為和成果受到了學(xué)校的表揚(yáng)。

學(xué)生以現(xiàn)實(shí)問題為項(xiàng)目基礎(chǔ)，通過各種數(shù)字化學(xué)習(xí)工具、平臺和資源開展基于團(tuán)隊(duì)合作的協(xié)作學(xué)習(xí)，并創(chuàng)新實(shí)踐成果，效果顯著。

“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”素養(yǎng)作為學(xué)生全面發(fā)展的核心素養(yǎng)的重要組成部分，不容忽視。國家層面從課程標(biāo)準(zhǔn)的高度對信息技術(shù)學(xué)科培養(yǎng)學(xué)生的“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”素養(yǎng)做出了要求和界定。本文從具體課程實(shí)踐的角度闡述了“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”素養(yǎng)培養(yǎng)的四種實(shí)施方式。通過實(shí)踐，不斷提升學(xué)生“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”的素養(yǎng)水平和實(shí)踐能力，適應(yīng)信息時代的社會需求，學(xué)會學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)實(shí)踐創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)個人的終身發(fā)展。

[1]中華人民共和國教育部.普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京:人民教育出版社,2018(01).

[2]解月光,楊鑫,付海東.高中學(xué)生信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的描述與分級[J].中國電化教育,2017(05):8-14.

[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(01):21-26.