摘要：新時代的中職學(xué)生需要具備符合時代要求的計算思維能力，作者參考計算思維的已有研究，從中觀單元設(shè)計出發(fā)構(gòu)建了聚焦思維培養(yǎng)的基本框架，并以“程序設(shè)計入門”單元為例進行了具體的設(shè)計和實踐落實。

關(guān)鍵詞：計算思維；中職信息技術(shù)；單元設(shè)計；程序設(shè)計入門

中圖分類號：G712? 文獻標(biāo)識碼：A? 論文編號：1674-2117（2023）11-0108-05

《中等職業(yè)學(xué)校信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2020年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）提出，學(xué)生要通過信息技術(shù)基礎(chǔ)知識與技能學(xué)習(xí)，發(fā)展計算思維，逐步具備符合時代要求的信息素養(yǎng)與適應(yīng)職業(yè)發(fā)展需要的信息能力。面對新課標(biāo)的要求，中職學(xué)校的信息技術(shù)課程如何開展計算思維培養(yǎng)，如何將其落實到課堂教學(xué)實踐中去，成了中職一線信息技術(shù)教師最為關(guān)注的問題。

鑒于此，筆者在計算思維相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合所在學(xué)校的實踐經(jīng)驗，嘗試構(gòu)建了聚焦思維培養(yǎng)的單元設(shè)計框架，并以“程序設(shè)計入門”單元為例進行了實踐探索。

聚焦計算思維培養(yǎng)的單元設(shè)計基本框架

單元設(shè)計主要以一個單元的內(nèi)容為單位進行整體設(shè)計。在中觀單元設(shè)計時，教師要考慮到計算思維與學(xué)科知識、學(xué)科活動的關(guān)系，要將知識和思維融入到學(xué)科活動中，且單元目標(biāo)不能只關(guān)注逐個知識點的“了解”“識記”“理解”，而應(yīng)指向“運用”“分析”“綜合”等高階目標(biāo)。因此，筆者將學(xué)科知識以大單元、大概念的形式進行組織，主要是從一個單元整體的角度出發(fā)，聚焦思維培養(yǎng)目標(biāo)，圍繞單元主題規(guī)劃，按照知識內(nèi)在的邏輯結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系，梳理單元知識的結(jié)構(gòu)層次，形成可視的知識概念圖譜，以避免單課時的零散化、碎片化的知識割裂。學(xué)科活動以“基本問題—子問題”的問題鏈方式鏈接有關(guān)概念與活動，并以項目任務(wù)組的方式開展。主要考慮以單元大概念為統(tǒng)攝的單元知識概念圖，其概念體系缺少承載實踐任務(wù)活動的情境，通過“問問題”形式可以引發(fā)學(xué)生對具體問題的思考。所以說，單元設(shè)計要先厘清單元主題所涵蓋的單元大概念、大方法（計算思維），再將其細(xì)分為每個課時的小知識、小技能，并通過概念的情境活化，思考設(shè)計怎樣的基本問題及其子問題，形成邏輯關(guān)聯(lián)的問題鏈，以此有效鏈接知識概念與實踐活動，促進學(xué)生對知識的理解和建構(gòu)。由此，筆者創(chuàng)建了如下頁圖1所示的基本框架。

1.單元目標(biāo)和評估標(biāo)準(zhǔn)的共同指向

計算思維導(dǎo)向下的單元學(xué)習(xí)目標(biāo)是單元教學(xué)的出發(fā)點和落腳點，也是單元評估的依據(jù)，二者都共同指向?qū)W科知識、問題解決、思維提升的三層結(jié)構(gòu)。圖1所示的框架，該模式由外到內(nèi)分兩層構(gòu)成：外層是教師在了解學(xué)情的基礎(chǔ)上，聚焦單元計算思維，參考新課標(biāo)內(nèi)容和學(xué)業(yè)質(zhì)量水平要求，確定預(yù)期的學(xué)習(xí)目標(biāo)和單元評估標(biāo)準(zhǔn)，主要以單元大概念理解、大問題解決、單元思維提升的三層結(jié)構(gòu)為指向；內(nèi)層為單元課時的具體教學(xué)設(shè)計，主要以“課時知識理解、局部問題解決、具體化思維提升”為目標(biāo)指向。內(nèi)外層協(xié)調(diào)一致，共同作用。

2.單元設(shè)計整體思路

在圖1內(nèi)層左側(cè)的單元設(shè)計中，整體遵循“課程標(biāo)準(zhǔn)解讀——學(xué)科知識技能+計算思維分析——問題解決活動設(shè)計——社會經(jīng)驗取向內(nèi)容提取——計算思維培養(yǎng)”的基本過程。單元內(nèi)容結(jié)構(gòu)從課標(biāo)的內(nèi)容和學(xué)業(yè)要求入手，一方面分析課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)條目中規(guī)定的學(xué)科知識技能，挖掘?qū)W科知識所蘊含的內(nèi)在邏輯，另一方面厘清本單元內(nèi)容所對應(yīng)的計算思維表現(xiàn)與水平，繼而通過問題解決活動這一中介，將學(xué)科知識與技能的掌握與計算思維培養(yǎng)關(guān)聯(lián)起來，然后結(jié)合活動設(shè)計，精心選擇適合學(xué)生的社會經(jīng)驗主題，從而引導(dǎo)學(xué)生從學(xué)科知識走向問題解決進而上升至計算思維為主導(dǎo)的核心素養(yǎng)培養(yǎng)。

3.“知識—問題—思維”三層結(jié)構(gòu)的課時組織

每個課時的教學(xué)開展都是單元設(shè)計的細(xì)化落實。在以學(xué)生為中心的教學(xué)中，自下而上的課堂知識、問題解決、思維提升三層結(jié)構(gòu)是教學(xué)設(shè)計各環(huán)節(jié)的內(nèi)在邏輯和線索。在該結(jié)構(gòu)中，作為底層的課堂知識，是整個課程學(xué)習(xí)的知識基礎(chǔ)，教師需要提供豐富的資源和工具幫助學(xué)生理解、拓展知識概念，并形成結(jié)構(gòu)化的知識表征；中間層的問題解決，是課堂活動設(shè)計與實施的直接要素，它既包括教學(xué)實踐中的實際應(yīng)用問題，也包括各類型基于概念邏輯的抽象問題，并強調(diào)在差異化情境中，學(xué)生在學(xué)習(xí)伙伴（老師、同學(xué)）的幫助下解決問題的遷移應(yīng)用能力；最高層學(xué)科思維的達成，需要關(guān)注課堂上的具體思維有沒有發(fā)生，并進行合理的評價反饋。

但在課堂具體的開展中，由于牽涉的學(xué)習(xí)要素眾多，而在一個課時內(nèi)計算思維往往難以顯性化呈現(xiàn)或容易出現(xiàn)割裂，因此，教師要設(shè)計運用學(xué)科知識解決特定情境問題的活動。學(xué)生在解決問題的過程中，需要多次經(jīng)歷螺旋式上升，才能逐步形成與之相對應(yīng)的思維方法。

“程序設(shè)計入門”單元教學(xué)設(shè)計案例

1.明確單元目標(biāo)與評估標(biāo)準(zhǔn)

“程序設(shè)計入門”是中職信息技術(shù)課程基礎(chǔ)模塊中的第5部分，共12課時。根據(jù)課標(biāo)的內(nèi)容和學(xué)業(yè)要求，可以將其知識性要求對應(yīng)于單元目標(biāo)中的學(xué)科知識，能力性要求對應(yīng)于目標(biāo)中的問題解決，從而將整個單元大概念劃分為四個主題，即四個大概念，如上頁表1所示。

在這一過程中，由于計算思維隱含在以知識理解為基礎(chǔ)的問題解決中，因此可以先初步確立各知識模塊對應(yīng)的主要思維表現(xiàn)，再牽涉其他思維主題，各模塊形成以主要思維表現(xiàn)為主、其他思維主題為輔的對應(yīng)關(guān)系，然后按照思維目標(biāo)進行層次劃分，最終形成自我監(jiān)控的最高目標(biāo)，具體如圖2所示。

由此，本單元聚焦計算思維培養(yǎng)的三層目標(biāo)就清晰可見（如表2），進而確立本單元的評估標(biāo)準(zhǔn)，具體的評估項目包含知識概念圖的繪制、算法思路解決問題基本過程、算法的三大結(jié)構(gòu)和函數(shù)、功能庫調(diào)用、典型算法的運用、計算思維形成發(fā)展。

2.基于“知識-思維-經(jīng)驗-問題-活動”鏈的單元設(shè)計

單元框架中的“課程標(biāo)準(zhǔn)解讀——學(xué)科知識技能+計算思維分析——問題解決活動設(shè)計——社會經(jīng)驗取向內(nèi)容提取——核心素養(yǎng)培養(yǎng)”基本過程，實際也是解決“知識-思維-經(jīng)驗-問題-活動”鏈的具體過程。

（1）單元知識概念圖

單元知識本身強調(diào)自身內(nèi)在的邏輯體系，相關(guān)知識內(nèi)容按照其內(nèi)在結(jié)構(gòu)體系有秩序地進行組織編排，筆者按照知識結(jié)構(gòu)本身梳理出了單元概念體系，如下頁圖3所示。

（2）單元知識與計算思維具體化相結(jié)合的學(xué)科活動主題

新課標(biāo)的內(nèi)容其實內(nèi)隱了對計算思維的要求，其對知識、能力要求的深度和寬度是根據(jù)思維水平的總目標(biāo)決定的，前述根據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)進行的學(xué)科知識和問題解決劃分，可以按照知識中的陳述性、程序性和策略性知識分類繼續(xù)細(xì)化，并進行對應(yīng)的，即陳述性知識對應(yīng)知識性要求的學(xué)科知識，程序性知識對應(yīng)能力要求的問題解決，專注于如何學(xué)習(xí)和如何思維的策略性知識對應(yīng)于計算思維。以此為基本思路，參考計算思維結(jié)構(gòu)在“程序設(shè)計入門”模塊中的具體表現(xiàn)，教師可以建立蘊含思維的以學(xué)科知識解決為主的學(xué)科活動主題。例如，“算法與程序”知識模塊（2課時），其學(xué)科活動主題建立過程如表3所示。

（3）融入社會經(jīng)驗的實踐活動主題

生活主題內(nèi)容的選取非常廣泛，教師在選擇時，可以下面幾點為參考：一是要依據(jù)學(xué)科知識結(jié)構(gòu)選取適合當(dāng)代中職生（“數(shù)字土著”）生活經(jīng)驗的內(nèi)容；二是篩選出對學(xué)科發(fā)展而言具有一般意義的智慧內(nèi)容，使其在符合當(dāng)下信息情境的基礎(chǔ)上，也能指向未來信息社會發(fā)展；三是可以參考Sylvia C·Chard提出的以“問問題”的方式判斷主題的價值，如能否讓學(xué)生了解在真實信息生活情境中，算法對人的意義與價值？能否鼓勵學(xué)生運用算法思想解決問題？能否提供對現(xiàn)實問題進行抽象、分解、建模并運用程序設(shè)計語言解決的機會？例如，在“算法與程序”模塊中筆者融入了“我的中職學(xué)習(xí)之路”實踐活動的主題，具體設(shè)計如表4所示。

（4）“項目—任務(wù)—活動”三層結(jié)構(gòu)的活動組織

在活動設(shè)計與開展時，考慮到學(xué)生認(rèn)知水平、學(xué)校課時安排，以及單元知識的邏輯結(jié)構(gòu)，教師可以選擇采用“單元學(xué)習(xí)項目—知識模塊微項目—課時任務(wù)—活動開展”的形式。例如，可以以“了解算法設(shè)計與Python程序?qū)崿F(xiàn)”為整個學(xué)習(xí)項目，以各知識模塊為微項目，各課時的任務(wù)組織實施，每個任務(wù)下設(shè)2～3個相應(yīng)的活動，每個活動以實際解決問題情境為主，至此，整個結(jié)構(gòu)就清晰地架構(gòu)出來了（如圖4）。

（5）助力活動開展的引領(lǐng)性問題設(shè)計

問題是思維的起點，也是創(chuàng)造的前提。教師要想引導(dǎo)學(xué)生在原有知識基礎(chǔ)上納入新的知識，必須在每一個環(huán)節(jié)開始加以引導(dǎo)，具體可以通過設(shè)計引領(lǐng)性問題，如使用類似于你思考過某個問題嗎、你覺得這個問題如何解決、你猜想這個問題有幾種可能的方案等這些引發(fā)學(xué)生思考、假設(shè)、估計、懷疑、猜測的口語化形式為思維活動提供支架。問題鏈的設(shè)計可以依據(jù)概念圖的逐層分解并結(jié)合思維具體水平進行，也可由師生頭腦風(fēng)暴，再進行判斷、選擇、轉(zhuǎn)化界定。例如，圖5所示為“算法與程序”的引領(lǐng)問題。

實踐應(yīng)用反思

筆者經(jīng)過兩年多的課題研究和實踐應(yīng)用，較好地檢驗和修正了聚焦計算思維培養(yǎng)的單元設(shè)計模式，學(xué)生對重視思維學(xué)習(xí)的課堂展現(xiàn)出較高的興趣和滿意度，單元模塊中的抽象建模、數(shù)據(jù)處理、流程組織、模塊調(diào)用等思維能力得到有效提升，系統(tǒng)設(shè)計制作以及小組合作能力也得到了加強。當(dāng)然，在多次修改設(shè)計方案和案例調(diào)整的過程中，筆者也發(fā)現(xiàn)了一些問題，如：知識作為活動組織開展的基礎(chǔ)支撐，不能夠加以忽視，如果課堂上牽涉的是關(guān)鍵知識點，相關(guān)知識補充可以根據(jù)學(xué)生需要通過微課、練習(xí)或?qū)W案等課外方式進行；教師在課堂授課時，項目、任務(wù)、問題、活動、環(huán)節(jié)等口語化的表達很容易產(chǎn)生混淆，應(yīng)注意在整個教學(xué)情境中的運用保持一致。

參考文獻：

張海青.以計算思維為導(dǎo)向的中職信息技術(shù)教學(xué)案例設(shè)計研究——以程序設(shè)計入門模塊《認(rèn)識算法》一課為例[J].中國信息技術(shù)教育，2022（20）：108-112.

作者簡介：張海青（1979—），女，青島市城陽區(qū)職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校講師，南京師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)碩士，研究方向為信息化教學(xué)設(shè)計。

基金項目：青島市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃教師專項課題“中職信息技術(shù)課程中計算思維的可視化研究”（課題批準(zhǔn)號：QJK135D1278）。