信息技术学科知识的教学类型及其教学设计概要

信息技术学科知识的教学类型及其教学设计概要

东莞市石龙中学  袁建成

摘要:

信息技术课程以提高学生的信息素养为根本目的。新课程标准从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度对信息素养进行了较为详细的诠释，并从这三个维度列出了学生学习信息技术课程之后的学习结果的行为描述。信息技术课程的学习结果主要包含知识、技术、人际互动、问题解决、评价调控、态度转变等六个部分的内容。加涅认为，每种学习结果都有其各自的特点，其产生依赖于不同的内外部条件。教学只有区分不同知识类型的学习，了解各种不同的条件，探讨各种类型的学习规律，才能有效地促进产生各种学习结果，从而促进有效的学习。

关键词: 信息技术，知识分类，教学设计

正文:

一．基于认知心理学的信息技术学科知识分类

现代认知心理学家根据对人的学习过程的研究结果，按照知识获得的心理加工过程的性质与特点提出知识分类理论。不同的知识在大脑中的表征和贮存方式不同，教师如何根据不同的知识类型进行教学设计，制定相应的教学目标和教学策略，使之与学生的认知心理相结合，优化教学过程，提高教学的有效性，是现代教学设计技术的基本内容之一。

（一）认知心理学中的知识类型

教育心理学家D·P·奥苏伯尔认为，有意义言语学习理论就是阐明人类借助文字符号传递的意义如何被个体习得的理论。根据符号表达的意义的复杂程度，奥苏伯尔把知识学习分为五类：表征学习，概念学习，命题学习，知识的运用，解决问题与创造。

课程与教学专家安德森（Anderson,L.W）等人在布卢姆的研究基础上，进一步把知识分为四类：事实性知识、概念性知识、程序性知识和元认知知识（策略性知识）。

教学设计专家及教育心理学家梅瑞尔（M.D.Merrill）在其“成分显示理论”中提出把教学内容分为：事实性、概念性、过程性和原理性四种。

事实上，面对庞大的知识体系，各种知识分类固然有其合理的一面，但不同学科的分类方法也不尽相同，无法采用统一的分类标准。

（二）信息技术学科知识分类

信息技术课程属于技术类课程中一种，它强调学生运用基本的信息技术基础知识和基本技能进行创作、交流、合作、思考、决策以解决与信息技术相关的实际问题。笔者结合布卢姆等人关于学习分类的观点和信息技术特点，把信息技术学科知识分为事实类知识、概念和规则类知识、操作技能类知识、问题解决四个大类。

1．事实类知识是描述“是什么”或解答“为什么”的知识。信息技术事实类知识通常包括二类知识：一是认知类知识，二是情感态度类知识。

（1）认知类知识

①名称或符号的意义。如关于硬件的名称、软件的图标名称、技术名称等名称或符号的意义。

②简单的命题知识或事实的陈述。如“因特网地址是由一个中央管理机构IANA进行管理的”、“万维网是因特网上一种非常受欢迎的服务”等。

③有意义的语段组合。如“组建局域网的基本步骤”、“OSI层次模型的优点”等。

（2）情感态度类知识

情感态度类知识是指学生对所学的信息技术知识或所参与的信息技术活动的感受、情绪体验、看法或因此所养成的良好习惯、良好态度或正确的人生观等。如学生参与“因特网在跨时空、跨文化交流中的优势及其影响”的讨论中所获得的感受、体验和看法；又如学生运用图画技术绘制“美丽的校园”时所获得的爱护校园环境、惜校爱校等良好情绪。

虽然我们把情感类知识归为事实类知识，事实上，情感类知识是学校教育乃至于人的成长的重要组成部分，这类知识亦蕴含在其他所有类型知识的学习中，因此，我们将在后面对这类知识做单独的介绍。

事实类知识通常在一段较长的时期内是稳定存在的，这种稳定性决定了人们长期记忆和保存这类知识是有意义的行为。

2．概念和规则类知识是指与信息技术相关的概念、原理、规则、分类、理论、结构、模型等知识。现代心理学认为概念和规则类知识是一种智慧技能，学习的目的是理解并运用这些知识解释或解决与这些知识相关的技术问题。概念和规则类知识与事实类知识可能有着共同的陈述内容，如对“计算机网络”的陈述，但是从教学目标的制定上可以看出两者的差异：当我们根据课程内容标准制定的教学目标要求学生记忆并陈述概念和规则的描述信息时，属于事实类知识的教学要求；当教学目标要求学生运用概念和规则策略性地解释说明一些与计算机网络有关的技术问题时，则属于概念和规则类知识的教学要求。

3．操作技能类知识是指运用信息技术（学校阶段主要是计算机的软硬件技术）达成局部效果所经历的过程、技巧、方法以及由此领悟的技术意义等。例如，文本加工；表格加工；图像加工；动画制作；通过表格信息的加工与处理形成报表、表达意图；通过多媒体信息的加工与处理形成视觉冲击效果，表达思想；明白技术的作用和意义。

4．问题解决是指运用信息技术学科领域内的概念、规则、技能，或者结合信息技术学科领域外的相关知识来共同解决一个完整的信息技术问题的学习过程。学生通过经历问题解决过程，学习解决问题所需的策略、方法、技术、自我管理能力等知识。

心理学研究表明：不同类型的知识的习得将具有不同的心理过程，学习的条件和学习结果也不同。因此，教师在进行教学设计时，应按照知识类型的特点来拟定对应的教学策略。

二．四种信息技术学科知识的教学设计概要

（一）信息技术事实类知识的教学设计概要

1．教学目标

对于这类知识，基本的教学目标是要求学生能回忆、复述这类知识，较高要求的教学目标是学生能运用这类知识对信息技术情境做出必要的说明或陈述。如，“知道IP地址的管理办法，能说出主要的机构名称和职责”、“能描述两种常用网络信息交流工具（电子邮件、腾讯QQ）的传输过程”。通常用来描述目标的行为动词有：说出、列举、描述、说明、识别、解释等。

2．教学过程设计

事实类知识的最主要的学习要求是回忆和复述，因此，教学过程应当围绕如何提高回忆和复述效率进行设计。主要的环节包括：促进回忆、复述和运用、强化记忆。

①促进回忆的环节：通过创设情境引导学生回忆既有知识，有利于知识的顺应或同化；

②复述和运用的环节：通过建构知识网络图、指导学生运用记忆术（关键词记忆）、复述等策略，促进学生记忆知识；

③强化记忆的环节：提供若干相似的练习，促进学生理解，强化记忆效果。

3．内容设计

实际上，教材编著者在安排一个单元、章节或一课时的学习内容时，通常会让学习内容具有连贯性和关联性。因此，我们进行内容设计上要挖掘出一条待学内容的内容主线，贯穿课堂，在教学中为这条主线添砖加瓦，使主线变得丰满，并涵盖了所要求的课程内容标准。

例如，我在做“因特网上的信息资源”内容设计时，根据内容标准，同时为了吸引学生的学习兴趣，我把“万维网是因特网上非常受欢迎的服务”作为学习主线（显然这也是一个学习结论），围绕这条主线，我设计的学习内容组块是：万维网的定义、特点、工作原理、万维网上的资源、生活中的万维网、万维网的优势与影响，结合主线内容逐一学习，最后总结并形成结论“万维网是因特网上非常受欢迎的服务”。

4．资源开发

事实类知识通常比较枯燥乏味，为了增加知识的趣味性，提高学生的学习兴趣和学习动机，教师应以教材为中心，拓展相关的信息资源，设计出熟悉的、新奇的，冲突的或情感方面的教学材料或教学情境，活跃教学氛围。前苏联教育学家科罗寥夫说：“轻松的、有趣的东西使记忆的可能性几乎增加一倍半，使无意识记忆效率提高至少70％。”有研究表明，有趣的材料或情境是引发回忆的重要线索。

例：《IP地址及其管理》的情境创设。

5．学习评价

评价信息技术事实类知识的学习效果主要是观察或测量学生回忆、再认或复述相关信息的能力，即评价学生“记住”的能力。评价的题目包括再认型题目（选择题）和回忆型题目（填空或简答），评价的时机可以是任意环节中（习惯上，较完整的评价放到课堂结束前）各种问答、练习或测评。

（二）概念和规则类知识的教学设计概要

概念和规则类知识的学习目标不仅要求学生能回忆和复述这些知识的描述内容，亦要求学生通过学习，具有归纳出概念和规则的本质特征的能力、识别或解释相关信息技术现象、迁移应用到新情境中的能力。

1．教学目标

概念和规则类知识是一种智慧技能，即学生通过学习，应具备运用这类知识处理（解释、说明等行为）信息技术情境的能力。因此，设计教学目标时，最基本的目标是应拟定学生具备这些能力的程度，最理想的目标是学生能把这些知识处理新情境中的信息技术问题（学习的迁移）。如：能解释万维网作为主要的信息检索来源的原因，能根据IP地址的格式对IP地址进行勘误。通常用来描述目标的行为动词有：解释、说明、运用、归纳、选择、评价等

2．教学过程设计

概念和规则类知识的认知过程通常需要经历概括、辨别和运用三个阶段，因此，设计这类知识的教学过程时，应该围绕这三个阶段进行。第一阶段：通过演示、情境模拟等方式引导学生观察相关信息技术的情境并发现情境的特征，通过概括，获得相关信息技术情境的概念和规则的表述；第二阶段：呈现几个正反例，学生在辨别正反例时进一步记忆和理解概念和规则；第三阶段；学生获得概括和辨别概念和规则的能力后，应创设新的情境，让学生在新的情境中运用概念和规则解决有关信息技术的问题，促进知识的运用和迁移。在实际教学中，概括和辨别这两个阶段的教学顺序是可以变换的，即可以先让学生通过辨别正反例，归纳出特征，然后才引导学生概括出概念和规则的表述。

3．内容设计

每个概念和规则的表述通常包含多个相关的知识点，这些相关的知识点以一定的逻辑关系形成知识网络，一个概念和规则是一个知识网络。教师通过发现知识点之间的关系，建构知识网络，围绕知识网络指导学生学习知识节点，引导学生根据知识点的意义逐渐进行概念和规则知识的意义建构，概括和归纳概念和规则的表述。然后，继续提供若干正例反例，情境相似的或新的情境问题，让学生通过练习和运用进一步理解和迁移。

例：《网络协议》的内容设计。通过分析教材内容，我认为，“TCP/IP协议”是目前最常用的协议，学生也能最方便地接触到这种协议，我以对“TCP/IP协议”的理解为本节的学习重点。围绕“TCP/IP协议”，提炼出“网络协议、OSI模型、常用网络软件（迅雷、QQ）、查看本机的网络协议”等知识节点，并且为这些知识节点编制学习内容，当学生学习完这些知识节点后，再呈现以这些知识节点建构而成的知识网络图（如下图），学生完成对“TCP/IP协议”的学习便是顺利成章的事情了。

把学习内容按照某种关系建立起来，形成直观的知识网络图，有助于学生对概念和规则知识表征的形成，促进学生对概念和规则的意义建构。

4．资源开发

教师列举“正例”，让学生通过分析正例，发现和概括出正例的特征；教师列举反例，从对立的角度给出例子，让学生在分析反例时警惕容易混淆的内容，从而加强概念和规则的认识和理解。因此，在内容设计中开发一些示范意义突出的正例和警示意义突出的反例，有利于学生进行概念和规则的学习。

5．学习评价

一般地，通过检验学生对概念和规则的表述能力、理解能力以及运用能力来评价概念和规则的学习效果。通过观测学生对概念和规则的表述完整性的判断来评价学生对概念和规则的表述能力；通过观测学生对正反例的辨别能力来评价学生对概念和规则的理解能力；通过观测学生对相对新的信息技术情境问题的处理能力来评价学生对概念和规则的运用能力。

（三）操作技能类知识的教学设计概要

1．教学目标

操作技能课是一种以计算机硬件和软件的基本操作为主要教学内容的课型，其主要目的是培养和提升学生使用计算机及操作各类应用软件的能力。技能操作的掌握水平分为理解、模仿、独立操作和熟练操作，教师可根据课程内容标准确定学生需要掌握的技能水平。通常用来描述目标的行为动词有：使用、运用、制作、表达、交流、熟练使用、熟练操作等。

2．教学过程设计

操作技能的学习通常包括技能操作方法和操作步骤。技能的操作方法属于策略学习，策略是一种心理程序，它能控制操作技能的选择与运用，属于方法学习的范畴，以“发现方法”为主要学习过程。技能操作步骤的学习则需要经历“观察à模仿à训练”的过程。为了能让学生在习得技能操作步骤的同时，亦能学到使用技能的策略方法，我们需要在教学设计中，以“观察à模仿à训练”为主线设计学习过程，在学习过程中提供自主探究的问题情境，引导学生比较和发现不同的操作方法的特点和效果，学会选择恰当的操作方法解决问题。

笔者根据操作技能的形成过程，把操作技能课分为新授课、练习课和复习课三个阶段。不同的学习阶段，其教学设计的侧重点亦有所不同：

（1）新授课阶段：侧重于观察和模仿学习过程的设计，使学生清楚技能的操作步骤。“观察”过程的设计，强调情境创设，吸引学生的学习兴趣。情境的创设包括有趣的精彩的情境、有比较的情境、真实的情境等能激发学生的注意力和学习兴趣的情境。“模仿”过程的设计，可根据操作技能的特点选择教师现场操作示范、微视频操作指导、文本操作指导等。

（2）练习课阶段：侧重于相似的操作情境任务的设计，使学生熟练掌握技能的操作方法和步骤，形成操作能力。在实际教学中，如果操作技能的学习难度不大、内容不多，可以把练习课阶段放在新授课阶段课堂的后部分，作为强化和形成新学技能的能力的环节。

（3）复习课阶段：侧重于策略的学习和技能的自动化应用。经过前两个阶段的学习，学生已经形成了技能的操作能力，此时，教师通常要求学生使用该技能，并结合其他已学的技能，解决信息技术问题（作品制作、硬件的处置等）。

3．内容设计

新课程标准强调问题解决，把信息技术与学生的日常生活、学习紧密结合起来。设计与学生的学习活动、日常生活相关的任务情境，将学生置于熟悉的任务情境之中，让学生充满好奇和积极地经历完成任务的过程，体验信息技术的过程与方法，感受信息技术的意义。在实际设计中，首先确定学生熟悉的情境主线，然后围绕情境设计与操作技能学习相关的学习任务。例如，在讲授组建局域网时，可以用建立家庭网络作为任务主线，围绕任务主线设计任务支线，如商定家庭网络的组建方案，绘制家庭网络拓扑图等任务支线。

4．资源开发

操作技能训练需要大量的情境任务。由于受篇幅的限制，信息技术教材中的提供的情境任务训练不足以使学生的技能训练得到更好的强化和迁移，开发更多的情境任务是非常必要的；再者，信息技术课程强调综合性和人文性，信息技术情境任务的资源开发策略应关注多样化、多学科化，也应关注技能的基础工具价值和文化价值。

5．学习评价

技能学习的评价分为阶段性评价和最终评价。

阶段性评价是对技能学习的前两个阶段（新授和练习）的学习效果进行评价。评价的方式包括要求学生复述技能的操作过程、演练实际操作过程。

最终评价通常配合问题解决课型进行，评价学生在新情境中正确使用技能的能力（迁移能力）。

（四）问题解决的教学设计概要

课程标准指出：强调问题解决，倡导创新实践，把信息技术与学生的日常生活、学习紧密结合起来。因此，创设合适的问题情境，引导学生灵活地、创造性地运用信息技术解决身边的问题，切实提高学生的信息素养，是问题解决类课型的教学设计核心。

1．教学目标

问题解决类知识学习的最终目标是学生能解决给定的实际问题。由于问题解决的过程长，并且在解决问题的过程中，涉及到学生的个人意志控制能力和学科领域内外知识综合运用能力。因此，在设计教学目标时，除了考虑解决问题的最终目标外，还应考虑在解决问题过程中的主要能力的培养要求，主要的能力包括：选题的能力，分析问题的能力，规划设计的能力，操作能力，自主学习的能力，合作探究的能力，自我调控的能力，评价的能力等。

例，3.5《综合活动：“跨时空的因特网服务”专项调查》的教学目标：① 根据主题，设计调查表，开展调查，形成及提交英文小报告（总目标）；② 体验因特网在跨时空、跨文化交流中的优势和不足，探讨并形成对策（主要的过程目标）；③ 知道运用因特网开展协作学习的过程与方法并形成学习心得（主要的过程目标）。

2．教学过程设计

问题解决的过程是学生主动运用信息技术领域内外的知识技能探索并解决信息技术问题的过程。问题解决过程强调以学生主动学习为主，教学过程的设计上要突出学生的主体性，引导学生主动建构知识。基于建构主义学习理论的问题解决课型的主要教学环节包括：创设问题情境、分析问题、规划方案、解决问题、评价反思。

（1）创设问题情境。创设问题情境的目的是为了更巧妙地向学生提供探究的背景信息，激发和吸引学生主动接触问题、发现问题和分析问题。

（2）分析问题。引导学生分析选（给）定的问题，判断解决问题所需的知识、技能，了解预设的限制、评价的标准、解决的路径等。此环节设计要充分体现学生的自主性。

（3）方案规划。该环节是引导初步形成解决问题的策略，如把总问题分解成多个子问题、用什么方法解决、具体用到什么工具和资源、小组如何分工、时间的安排等。此环节中的教师不仅要起到指导的作用，更要与学生共同策划、分享经验，促进学生的创新思维能力的发展。

（4）解决问题。把所有子问题都解决了，问题也就解决了。解决问题通常经历解决数个子问题的过程，此过程可能耗费数个课时，每个课时解决部分子问题，因此，教师设计此环节的教学时，要考虑到问题解决过程的连贯性，要使解决子问题的课时排列具有启下和承上的作用。

（5）评价反思。评价反思是指教师引导学生对在解决问题的各个环节中，适时地停下来，对所运用的知识、技能、方法和策略等进行批判性的思考和评价。评价的方式可以是自评、互评、他（师）评。在评价中，教师要注意引导学生反思问题解决的过程，引导他们提出建设性的、创新的建议和措施，同时，评价过程中也应注意个体差异，为每个学生的发展创造条件，充分发挥教育和激励功能的评价。

3．内容设计

根据问题解决的教学过程，在内容设计上要做出配合，具体有以下措施：

（1）利用日常使用信息技术过程中出现的各种现象创设情境。例如，模拟真实的情境、解释现实生活问题等。

（2）提供必要的教学支架，促进问题解决过程的顺利进行。例如，设计WebQuest教学支持网站、学案等。

（3）为各个子问题设计必要的引入情境、评价标准和反思项目。

4．资源开发

问题解决类知识的学习过程主要是任务驱动下的自主学习，教师提供协助和指导。教师通过开发与问题解决相关的知识、技能、概念和规则的学习资料，制作成学习视频、学习文档、学习动画等多媒体形式，使学生遇到困难时能及时获得学习资料，及时解决学生的疑惑。

5．学习评价

一些研究者认为，评价这类知识的学习效果是设计一个模拟的问题或实际的问题，让学生再做一次。显然，这种方法在课时不足的情况下较难实施。我们认为，评价这类知识，实际上是评价学生在解决问题过程中运用知识的熟练程度、解决问题的的步骤是否科学合理、解决问题过程中人际互动的默契程度以及态度的改变等。所以，教师在指导学生解决问题的同时，注意记录学生的学习情况、合作情况，了解学生解决问题的方法，了解学生在解决问题过程中有关人文、态度和价值观方面的改变等，以达到了解学生和评价学生的目的。

    （五）情感态度类知识的教学设计概要

情感态度与价值观具有主观性、体验性、内隐性的特点，它一般是难以明确、显性地表达出来，更不可能一一罗列出来。教师对“情感、态度与价值观”的培养既要有机地结合课程教材内容的性质和特点，又要把握教学的情境和氛围，从多方面有意识地培养学生的积极情感，指导学生掌握并运用情感学习策略，帮助学生学会调控和转化不良情感，形成正确的情感、态度与价值观。

1．以境育情。信息化社会，信息技术情境普遍存在与生活、学习中，教师在教学中有意识地使用真实的情境或创设模拟情境，使学生“触景生情”，激发学习信息技术的热情，形成积极的信息技术情感。

2．榜样引领。加涅认为，形成与改变学生态度的最佳方法是利用榜样的作用。在信息技术课程教学过程中，教师要结合教学内容，充分利用榜样的引领作用开展“情感、态度与价值观”目标教育。

3．反例警示。对于信息技术价值观的培养，除了采用正面引导的方法进行教育外，恰当地利用一些反面案例进行警示教育，也能对学生信息伦理和信息道德的教育起到很好的效果。

4．加强实践。信息技术的情感、态度与价值观实在实践中形成。因此教师在教学中要尽可能联系实际，收集信息技术在社会各个领域中的各种典型应用实例，在教学实践中展示信息技术的种种价值，激发学生学习信息技术的热情，促进学生价值行为的发生。

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——本文获广东省一等奖

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