黃志鋒

摘要：計(jì)算思維是指?jìng)€(gè)體運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的方法，在問(wèn)題解決過(guò)程中產(chǎn)生的一系列思維活動(dòng)。作者認(rèn)為，基于UBD理論的評(píng)價(jià)為先的課堂教學(xué)是一種以評(píng)價(jià)為導(dǎo)向的教學(xué)模式，提出了有要求、有目標(biāo)、有針對(duì)性的課堂教學(xué)策略，關(guān)注學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展與培養(yǎng)，值得探討與研究。

關(guān)鍵詞：UBD理論;計(jì)算思維;信息技術(shù)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G434 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?論文編號(hào)：1674-2117（2022）02-0027-03

● 計(jì)算思維與UBD理論課堂的美好遇見(jiàn)

《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中提出了核心素養(yǎng)這一學(xué)科概念，指出要培養(yǎng)具有新時(shí)代關(guān)鍵能力與必備品格的數(shù)字化公民，就要重視和發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。其中，“計(jì)算思維”作為信息技術(shù)特有的學(xué)科核心素養(yǎng)被提出，相應(yīng)地，新教材中出現(xiàn)了關(guān)于數(shù)據(jù)與算法的內(nèi)容，對(duì)學(xué)生的計(jì)算思維能力有了較高的要求，而運(yùn)用算法解決問(wèn)題正是計(jì)算思維能力的體現(xiàn)。計(jì)算思維是一種高品質(zhì)的思維活動(dòng)，是用數(shù)學(xué)方法表達(dá)模型化的思維方式，分析數(shù)據(jù)的計(jì)算與數(shù)據(jù)之間的結(jié)構(gòu)，最后利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算能力得出結(jié)論的自主探究活動(dòng)。不同于工具的學(xué)習(xí)，它不僅對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)提出了挑戰(zhàn)，更對(duì)教師的教學(xué)提出了更高質(zhì)量的要求。

而UBD（理解為先）是由美國(guó)格蘭特·威金斯和杰伊·麥克泰格開(kāi)發(fā)的以明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)為起點(diǎn)、以促進(jìn)學(xué)生有意義學(xué)習(xí)為宗旨，強(qiáng)調(diào)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)先于課程設(shè)計(jì)和教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展的創(chuàng)新型教學(xué)設(shè)計(jì)模式。UBD理論的教學(xué)模型是一種基于評(píng)價(jià)的教學(xué)體系和策略，這種模型強(qiáng)調(diào)評(píng)價(jià)在前，關(guān)注教學(xué)設(shè)計(jì)的目的性和針對(duì)性，把握了課堂的基本方向，預(yù)設(shè)了學(xué)習(xí)的期望結(jié)果，圍繞目標(biāo)與期望結(jié)果選擇教學(xué)策略，設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，強(qiáng)調(diào)教學(xué)環(huán)節(jié)的真實(shí)有效，提供課堂實(shí)施的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。其所有的教學(xué)設(shè)計(jì)與活動(dòng)都要圍繞評(píng)價(jià)來(lái)思考，課堂是精練而高效的，以保證教學(xué)環(huán)節(jié)的平穩(wěn)、有序和連貫。該模型關(guān)注問(wèn)題解決的過(guò)程，重視學(xué)生計(jì)算思維能力的發(fā)展，是一種符合教師“教”的規(guī)律和學(xué)生“學(xué)”的規(guī)律的好方法。

● 基于UDB理論培養(yǎng)計(jì)算思維能力的三個(gè)學(xué)習(xí)階段

根據(jù)UBD框架，筆者將學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)分為三個(gè)階段。

第一階段，對(duì)預(yù)期學(xué)習(xí)目標(biāo)的評(píng)價(jià)，即明確在單元教學(xué)活動(dòng)結(jié)束后學(xué)生應(yīng)該知道什么、能做什么。例如，學(xué)生學(xué)習(xí)了必修1第一單元“初識(shí)數(shù)據(jù)與計(jì)算”后，應(yīng)知道如下頁(yè)表1所示的知識(shí)。

由表1可知，在單元學(xué)習(xí)之前，應(yīng)首先根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)內(nèi)容，科學(xué)合理地構(gòu)建一個(gè)教學(xué)目標(biāo)體系，明確要完成哪些具體的任務(wù)，其次根據(jù)學(xué)習(xí)者的認(rèn)識(shí)規(guī)律，將教學(xué)目標(biāo)劃分為三個(gè)不同的級(jí)別，下一個(gè)層次對(duì)上一個(gè)層次提出要求，上一個(gè)層次完成本級(jí)別的目標(biāo)，并為下一個(gè)級(jí)別的思維活動(dòng)做好準(zhǔn)備，整個(gè)教學(xué)互動(dòng)通過(guò)循序漸進(jìn)的方式逐一實(shí)現(xiàn)所有目標(biāo)。

第二階段，評(píng)價(jià)為先，明確證據(jù)評(píng)價(jià)。用評(píng)價(jià)來(lái)引導(dǎo)教學(xué)的設(shè)計(jì)，使學(xué)習(xí)活動(dòng)有指向性，使教師在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格按照基于證據(jù)的評(píng)價(jià)，設(shè)置啟發(fā)性的問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和討論，追求有意義的情境創(chuàng)設(shè)以及高效率的學(xué)習(xí)策略。同時(shí)，教師需要對(duì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方式進(jìn)行明確和細(xì)化，這樣才能知道學(xué)生思維活動(dòng)到了哪一個(gè)層級(jí)。這里的評(píng)價(jià)分為兩種：一是評(píng)價(jià)方式（教師評(píng)價(jià)、客觀評(píng)價(jià)、小組評(píng)價(jià)和自我認(rèn)知評(píng)價(jià)），如在“計(jì)算機(jī)處理問(wèn)題的一般過(guò)程”一節(jié)中，可以根據(jù)以下六個(gè)問(wèn)題搜集學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)的證據(jù)：①什么是算法;②如何表達(dá)算法;③算法的不同表達(dá)方式各自的特點(diǎn)是什么;④計(jì)算機(jī)處理問(wèn)題的過(guò)程和人腦有何不同;⑤設(shè)計(jì)算法的意義是為了我們更好地去計(jì)算結(jié)果嗎;⑥計(jì)算機(jī)處理問(wèn)題的基本結(jié)構(gòu)有哪些。只有理解了這些問(wèn)題，學(xué)生才能體驗(yàn)計(jì)算機(jī)處理問(wèn)題的一般過(guò)程，才能了解什么是設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的算法，什么是計(jì)算機(jī)科學(xué)的思維過(guò)程。二是結(jié)合布魯納的認(rèn)知原理和周以真教授關(guān)于計(jì)算思維的外延定義，將學(xué)生的“計(jì)算思維”分為解釋、抽象、建模、重構(gòu)、抽象與現(xiàn)實(shí)的融合與思維的提高六個(gè)維度。教師根據(jù)不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容從上述維度中選擇不同的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)教學(xué)，通過(guò)PPT、視頻和提問(wèn)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生思維活動(dòng)，展開(kāi)全面科學(xué)的探究活動(dòng)，完成知識(shí)的遷移和內(nèi)化，提升計(jì)算思維。在基于項(xiàng)目式設(shè)計(jì)的課題“快遞計(jì)算器”中，筆者通過(guò)明確評(píng)價(jià)的證據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)（如下頁(yè)表2）。

通過(guò)不同角色的評(píng)價(jià)可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行定性的評(píng)價(jià)，通過(guò)計(jì)算思維六個(gè)維度的評(píng)價(jià)，可以制訂評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)定量表，明確每個(gè)學(xué)生每個(gè)教學(xué)單元的評(píng)價(jià)結(jié)果。以此作為課堂教學(xué)的評(píng)價(jià)依據(jù)，調(diào)整教學(xué)策略，有助于教學(xué)精準(zhǔn)化，能有效提升學(xué)生計(jì)算思維能力。

第三個(gè)階段，教師設(shè)計(jì)課程和活動(dòng)。教師以第二階段的評(píng)價(jià)為目標(biāo)考慮設(shè)計(jì)符合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)活動(dòng)。UBD理念下的教學(xué)方法與新課程標(biāo)準(zhǔn)提倡采用與項(xiàng)目式教學(xué)相契合，根據(jù)UBD理念的第二個(gè)階段的明確學(xué)生證據(jù)的評(píng)價(jià)，教師需要把復(fù)雜的、難度大的學(xué)習(xí)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為多臺(tái)階、小步走的學(xué)習(xí)任務(wù)。例如，在必修1“數(shù)據(jù)與計(jì)算”中的“數(shù)據(jù)與系統(tǒng)”中，要求探究如何設(shè)計(jì)一個(gè)多表查詢訂票的系統(tǒng)。多任務(wù)的網(wǎng)上訂票在現(xiàn)實(shí)生活中體現(xiàn)為綜合性強(qiáng)、邏輯處理問(wèn)題復(fù)雜的案例，筆者設(shè)計(jì)的項(xiàng)目為從廈門出發(fā)經(jīng)武漢中轉(zhuǎn)，最后前往成都。由于整個(gè)項(xiàng)目的車次查詢條件較多，高一的學(xué)生可能無(wú)法快速理解如何在多張數(shù)據(jù)表之間進(jìn)行查詢，因此需要將大項(xiàng)目化成小項(xiàng)目，將小項(xiàng)目設(shè)計(jì)成循序漸進(jìn)的任務(wù)群，讓學(xué)生從單張表的一個(gè)簡(jiǎn)單任務(wù)入手，要求先查詢“廈門—武漢”的所有車次中的動(dòng)車和高鐵信息。在隨后的任務(wù)中，引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位進(jìn)行協(xié)作，理清思路，構(gòu)建查詢模型，建立查詢方式，通過(guò)增加條件，引入SQL語(yǔ)句，逐步實(shí)現(xiàn)復(fù)雜條件的查詢。通過(guò)這種教學(xué)策略可以培養(yǎng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)的能力，并讓學(xué)生明確數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念。在學(xué)生熟悉了數(shù)據(jù)操作的方法后，再引入多表結(jié)構(gòu)，探究在不同的數(shù)據(jù)表之間進(jìn)行關(guān)聯(lián)和查詢，最后完成對(duì)查詢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。這樣，學(xué)生的每一項(xiàng)能力都能通過(guò)細(xì)化的學(xué)習(xí)任務(wù)找到評(píng)價(jià)的證據(jù)，既便于教師觀察，也有利于學(xué)生學(xué)習(xí)，讓抽象的思維落實(shí)在具體的學(xué)習(xí)過(guò)程中。

● 基于UDB理論的教學(xué)策略反思

UBD理論的教學(xué)策略重視從學(xué)科知識(shí)的關(guān)鍵問(wèn)題入手，強(qiáng)調(diào)理解之下的教學(xué)設(shè)計(jì)，所以要求教師在開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)之前，必須先弄清課程標(biāo)準(zhǔn)要求、學(xué)科核心素養(yǎng)、學(xué)科核心知識(shí)的概念。UBD理論的教學(xué)策略強(qiáng)調(diào)基于評(píng)價(jià)的設(shè)計(jì)，以評(píng)價(jià)結(jié)果倒推教學(xué)設(shè)計(jì)，追求“怎么做”“怎么才能做好”“什么是好的標(biāo)準(zhǔn)”，也就是說(shuō)，在明確教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上去進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，使教學(xué)的實(shí)施能最終滿足教學(xué)的要求，達(dá)到預(yù)設(shè)的期望。UBD理論的教學(xué)策略強(qiáng)調(diào)基于理解的教學(xué)設(shè)計(jì)，既需要教師理解教學(xué)的要求，用基于真實(shí)情境的項(xiàng)目式教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)，也需要學(xué)生能理解所學(xué)的知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活的關(guān)系，做到真正的學(xué)有所得、學(xué)以致用。UBD理論重視評(píng)價(jià)的作用，特別是強(qiáng)調(diào)多元的評(píng)價(jià)?；赨BD理念的計(jì)算思維教學(xué)策略的評(píng)價(jià)拋棄了傳統(tǒng)單一的以考試分?jǐn)?shù)為評(píng)價(jià)手段的模式，基于學(xué)習(xí)發(fā)生的過(guò)程，從教學(xué)環(huán)境的不同角度對(duì)不同的角色（學(xué)習(xí)者、協(xié)作者、引導(dǎo)者）進(jìn)行評(píng)價(jià)，并貫穿項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的始終。依據(jù)計(jì)算思維的不同層級(jí)，多維度進(jìn)行評(píng)價(jià)，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中通過(guò)評(píng)價(jià)與反饋不斷建構(gòu)屬于自己的知識(shí)體系，主動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)思考，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，做一個(gè)有科學(xué)思維能力的學(xué)習(xí)者，從而在自我探究的學(xué)習(xí)過(guò)程中，快速提高計(jì)算思維。

基于UBD理論的高中信息技術(shù)教學(xué)對(duì)學(xué)生的計(jì)算思維培養(yǎng)起到了積極的作用，采用多元的評(píng)價(jià)，教學(xué)的策略針對(duì)性也更強(qiáng)。筆者認(rèn)為，不斷優(yōu)化UBD理論的信息技術(shù)課堂模型，一定會(huì)促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)。

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