微课设计论文范文

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二、药物分析双语教学的微课设计模式

视频教学在我国高等教育中早已普及，微课教学实际上是将视频教学“碎片化”，但又不是简单地进行切片分割，因为微课教学同样要遵循人们的认知规律和认知心理学。通常来说人们对事物的认知时间越久，越容易疲劳，从而丧失学习兴趣。就学习而言，5分钟左右的视频学习符合人的认知规律，容易集中精力，学习效率也高。视频教学一般包含以下几个方面：“学习对象分析”、“学习需求分析”、“学习目标设定”、“教学过程设计”、“教学实施”以及“学习效果测评”等。其中，“学习需求分析”、“学习目标设定”、“教学过程设计”是整个教学设计的基础和核心。药物分析课程对于医药化工领域的学生来说是非常重要的一门实践性课程，其教学内容与现实生活联系紧密。因此开展微课设计时除了考虑上述视频教学的基本内容之外，还要注重实践内容的设计。其设计模式需要考虑的因素可具体阐释如下。

1.学情分析。由于微课视频是放在网络教学平台上供所有人随时随地进行学习的，而网络学习环境几乎都是开放的，学习者只需要一个邮件地址或者是一个账号就可以登录到平台。而学习者只需要根据自身需要，找到自己希望学习的微课单击一下，就可以学习这门课。正是因为这种开放性，微课设计者在进行教学设计时，并不知道会有哪些学习者来学习这门课程。因此，在设计阶段，设计者需要先分析所设计的课程是面向哪些学习者以及他们可能会有的知识水平，再进一步分析学习者的学习需求，设想他们希望学到什么，掌握到什么样的程度，最后需要分析学习者会处于什么样的情境下进行学习，进而全面了解学习者的情况，进行有效的前期设计。

2.教学目标设定。教学目标是整个微课设计的重要部分，是整个微课教学设计的起点和终点。教学目标的设定具有整体性、灵活性、层次性和可操作性。开放平台上微课程教学目标需要在对学习对象分析的基础上进行，这样才能真正以学习对象为主体，使教学目标更具有针对性和实践性。通常微课程一般是以一个知识点为单位安排教学的，如进行药物分析双语教学时需要学习中国药典（ChinesePharmacopoeia）的基本情况，掌握药典基本框架和使用方法。微课程设计者需要据此设计好学习对象的学习目标，这种目标设定不是一成不变的。

3.教学内容设计。为了实现教学目标，教学内容要精心设计，药物分析双语教学的微课程教学内容设计要考虑到所选择的教学内容与教学目标之间的关联性，更要考虑到能否调动学习者的积极性与学习兴趣。在此基础上，微课程的教学内容设计才能逐步展开，对于微课设计来讲一般兼顾整体与局部的关系，在切分教学内容的同时，要兼顾每个微课的教学内容与整门课程的统一性。对于药物分析课程而言，其本身有很多知识点，每一个知识点都可以设计成一个微课。所以分割教学内容以一个知识点或者一个需要解决的基础问题为单位，将教学内容分解成“整课—各章—各节—知识点”的结构是一个比较合理的结构分级。

4.微课视频设计。微课教学视频在教学内容设计中处于主体地位，教学视频的设计的好坏直接决定了学习者对该课程的学习的兴趣能否持久深入。首先要根据前述的学情分析、教学目标的确定以及教学内容分析来确定教学内容所适合的制作方式与制作工具。然后以一个知识点为单位进行视频内容设计。一般来说主要包含以下两个方面：①学习内容和教学策略设计。即在分析教学内容的基础上，以一个知识点为单位，使用合理的方式，表达出知识点的主要内容。同时应用多种丰富的教学策略，使每一个微课视频可以生动表达每一个知识点。②编辑详细教学内容。即采用文本、图片、音频等手段表达知识点。其中包括微课程标题名称、章节名称、知识点名称、内容、解说等，使微课教学视频制作变得具象化，方便教师的具体制作。

5.微课教学效果反馈。药物分析课程的微课设计是以学习者为中心的，学习者大部分情况下是在进行自主学习，而且双语教学过程更加需要设计者对自己的微课视频是否能有效地被学生接受有所知晓。这就需要教学评价系统来反馈教学效果。由于微课教学大多情况下是学习者通过网络自主学习，其时效性非常明显，因此教学反馈环节设计的好，就可以即时获得学习者的学习反馈，更快地修正微课视频。综上所述，药物分析双语教学的微课设计模式至少需要以上五个方面来组成，每个方面还包含一些小的细节，可具体如图1所示.

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（一）注意

注意为四要素之首，就意味着教师要把引起学生的注意放在第一位。这个问题不止于一开始唤起学生学习的兴趣，而且还在于保持学生在整个课程的学习过程中的兴趣。为了激发和维持学生的注意，凯勒教授认为可以采用三种策略：唤醒知觉、激发探究和多种（授课）策略。唤醒知觉是激发好奇心的一种，采用不确定和新奇的事物可以引起学生的兴趣，例如，教师声调的改变、一则笑话或与常理相悖的事情等。然而这种策略的作用是短暂的，为了维持学生的关注可采取第二种策略就是激发探究，即通过提问和让学生解决问题使他们的兴趣得以持续。在此过程中，不可忽略第三种策略就是要使用各种各样的形式去延续学生的兴趣，使他们感到课堂的丰富多彩。

（二）相关

相关在凯勒教授看来是有助于满足个人的需要、欲望包括成就感的事物，也就是说我们所传授的知识应与学生的学习需求相一致。相关性也可以从三方面着手，一是要以目标为中心，为学生提供能够体现目标的例子和指引，而目标又应定为能够帮助学生满足将来考试或工作需求的知识和技能。二是动机匹配，这里所指的不完全是教的内容，更重要的是教学的方法策略，即可采取个人展示、团队活动或角色扮演等方式满足不同学生自我体现的需要。三是熟悉，教师所使用的例子和概念需与学生的经验相关，才能使他们更好地理解。

（三）自信

学习者的信心对学习动机有重大的影响，如果他们认为自己没能力达到学习目标，学习动机会大大地降低。为了保证学生的自信，凯勒教授提出了三个建议：一是明确学习要求。就是让学生确定学习要求和评价标准，让学生明确学习目标、学习内容和评价标准有利于他们的学习，因为他们知道在什么地方付出，付出多少和获取什么。二是拥有成功的机会。在不同的学习阶段，成功的机会是不同的，而学生水平的提升，难度应随之而提高，这样使他们既能预期实现成功，又不至于感到乏味。三是实现自我掌控。在一定程度上，让学生觉得自己是可以掌控自己的学习的，并且让他们觉得学习的成果是来自于自身的付出。

（四）满意

凯勒教授认为，满意是学习动机中的关键因素，如果学生对学习结果感觉良好的话，他们将更有动力去学习。为提高学生的满意度，也可从三方面着手：一是自然成果。就是向学生提供真实的情景，让他们能够即时运用新学到的知识技能，如案例分析、角色扮演、模拟、游戏和实验等。二是积极成果。向学生进行口头表扬，或并提供真实或象征性的奖励和激励，或让学生通过演讲展示他们的努力成果从而获得成就感。三是公正。为所有学生提出一致并且是前后一致的要求和测试标准，以巩固他们的成就感，否则影响他们的满意度。具体来说，ARCS模型就是为了激发学习者的学习动机。首先要引起他对学习内容的注意和兴趣；再使他理解完成此项学习任务与自己今后的工作与实践密切相关；接着要使他觉得自己有能力做好此事，从而产生信心；最后让他体验完成任务后的成就感，感到满意。见附表1。

二、网络微课程的发展和现状

2008年美国新墨西哥州圣胡安学院的高级教学设计师、学院在线服务经理戴维•彭罗斯（DavidPenrose）首次提出“微课程”（Microlecture）一词，其核心理论阐释是指运用建构主义方法形成的，以在线学习或移动学习为目的的实际教学内容。广东佛山市教育信息中心主任、国内微课创始人胡铁生教师认为微课程是指按照新课程标准及教学实践要求，以教学视频为主要载体，反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源有机组合。教育部2013年2月颁布的《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》指出，教育信息化的发展要以教育理念创新为先导，以优质教育资源和信息化学习环境建设为基础，以学习方式和教育模式创新为核心。之后，国内外教育界对微课程的研究与开发越来越重视。各地的微课研究、微课开发、微课培训和微课大赛如雨后春笋。但是由于各人对微课程的核心组成资源看法不一，课程建设缺乏规范化和系统化，各科的微课程设计应具备一套较为完善的教学设计，包含课程设计、资源开发、教学实施和教学评价等环节。

三、ARCS模型下的高职公共英语网络微课程设计

（一）微课设计

1.课程分析

从学习者的需求和特征来看，高职学生对英语基础知识的掌握能力较薄弱，对公共英语教学内容满意度普遍较低，但他们已经能够意识到英语作为一门语言技术对于未来工作和学习的重要性。从知识目标来看，高职公共英语的学习目标就是使英语的语言运用满足职场的需求。

2.课程设计

A-关注。巧用唤醒知觉、激发探究和多种（授课）形式这三种策略。在英语学习中，这一点我们可以利用多媒体多模态吸引学生的注意力，并且能加强学生英语听说交际能力的培养。随着多媒体和网络技术的发展，信息技术为大学英语视听说教学创造了便利。借助多媒体技术，语言输入在听觉、视觉和感知等各种模态中得以强化。各种感官配合协调下，一方面能引起注意力，并且有助于语言学习。例如，视听结合下的写，让学生看英语歌曲的视频，然后听写歌词，这使枯燥的听写练习变得生动有趣，学生听写完还自然地模仿哼唱，活跃了课堂气氛；还有视听结合下的说，让学生看一段电影，然后布置表演或配音任务，学生都会很感兴趣，并且模仿得惟妙惟肖。此外，在布置课前任务的时候，可以考虑让学生自己先就某个方面的问题进行探究。R-相关。相关要求我们以目标为中心，满足学生自我体现的需要，和使用与学生的经验相关的例子和概念。关于这一点，可以结合学生的专业背景引入与其职业岗位相关的情景，设立任务，让学生能够通过学习到的知识解决实际工作中的问题。例如，一个班的同学在广交会的实习中担任不同的岗位，回来后让学生分享交流，根据实际发生的案例表演对话，总结某一岗位所需要的专业词汇和用语，这样能让学生从回顾总结工作经验中互相学习。配合网络课程的设计和建设，可让学生录制情景演示，作为课前学习的材料。课堂便有了充分交流总结实操的时间，更有利于培养学生的英语运用能力。C-自信。让学生相信自己有能力学好。关于这点，制定适当的、循序渐进的目标非常重要，最理想的是可以观察学生的学习状态，从而针对每个学生的不同需求量身定制学习方案，提升他们的学习效果和学习成绩。这在从前是很难做到的，但在如今的大数据时代只是按按键盘和鼠标的事情。大学英语网络课程可借助学习软件，把单元知识分解，设置听说读写译等各种练习，按照难度分为不同的等级任务，学生可以根据自己的水平来完成基本要求后挑战更高的等级。教师在后台能够监控到每个学生的学习状态，给予评价和指导。也可以通过系统的反馈和概率预测等了解学生的整体水平。S-满足。要让学生能活学活用，并对自己的学习结果感到满意，可以通过引入翻转课堂的模式。网络资源可以成为课前学习的材料。在课堂上就以实践活动为主，让学生可以感受到所学知识的用处，这样才能产生满足感。同时，教师也能对学生进行个性化指导，帮助学生解决真正的问题。

（二）教学资源开发

1.课前任务资源

在这部分学习资源中，微课很重要。由于微视频知识点单一、内容短小精悍，以文字、视音频、动画等多种媒体形式展现，并可根据知识点类型选择不同的媒体及其组合形式，能够在较短的时间内以简单易懂的方式呈现所要传递的知识信息，符合ARCS模型的设计思路，能激发学生学习和探索的兴趣。教师可以把零散的英语语言点、有趣的英语文化文学或语言现象以微课的形式展示出来。

2.课堂活动资源

根据单元教学设计（即教案）准备视频资料，每个视频有对应的PPT，以及案例资源（文本或者视频或者音频都可）。若是以翻转课堂的形式，在课堂中是以实践活动为主，则可把学生课堂活动（如角色扮演、配音、演讲等）的录像以及他们的作品成果放在网络课程中，以供展示、回顾、互相学习和作为评价依据等。

3.课后实践资源

根据学生的水平和学习状况设计不同级别和难度的单元作业或习题，学生可视自身情况选择适合自己的作业。并且能让学生自己和教师都能随时了解课后资源的使用状况、学习动态和数据，有及时的师生和学生之间的互动。这样教师可以给予学生个性化的指导，学生也可以根据实际随时调整学习状态。

4.拓展资源

拓展资源包括网址链接、参考资料、音频、视频等多元化的资源，包含各种内容和形式，以满足不同的学生的兴趣需求，旨在为学生继续探索提供条件和资源，亦可为课后交流提供材料和搭建平台。实际上，拓展资源有着非常重要的作用，能够启发学生如何巩固和运用学到的知识技能，以及培养他们的自学能力，使他们感觉到所学的知识能够运用在课外和实际工作中。

（三）教学实施

1.布置课前任务

教师可根据ARCS模型设计任务，准备相关资源材料，再课前任务清单，在此过程中要注意激发学生的学习动机，而不是单纯为了完成任务。因此，课前任务大多是观看相关视频，领受知识要点，但关键还是要找出在学习新知识的过程中遇到什么样的困难或问题，可以在课堂上分析解决。

2.组织课堂活动

教师需检查学生课前任务的完成情况。如果存在问题，教师个别或统一解答，或者对于一些共同的问题，让学生通过小组讨论、协作等方式自行解决。如果学生掌握得比较好，可以让他们当堂实践，让他们把所学的展示出来，满足他们活学活用的需求。同时可以作过程性评价，还可以借助学生群体的智慧和力量共建优质的网络资源。

3.巩固学习成果

课后设备技术允许的话，还可以进行在线讨论交流、提问答疑、作品、练习测试等各种活动来深化巩固学习效果，促进学生与课程的交互，使他们对知识有更深入的理解。此外，还可跟踪学生的课后学习情况，从而进一步地了解学生的学习特征，如学习时间、学习偏好、学习路径和效果等。最后，应鼓励学生在课外校外多进行实践，在真实的环境下运用巩固所学知识，使之变为成果。

（四）教学评价

首先，过程性评价是高职公共英语网络课程教学评价的关键，并将过程与结果相结合，通过学习活动、交互与评价指标，在跟踪学生学习过程的基础上，对学习效果做出评价，全面反映学生的学习情况。其次，过程性评价可以是多元化的，即根据学习内容和学生的特点采取多种评价的方式，如教师评价、同伴互评和自我评价。评价多元化可促进师生的参与度，并保证评价的客观性。再者，过程性评价可以做到及时反馈评价结果，让学生及时了解到自身的学习情况并调整学习状态和学习策略。最后，过程性评价最好结合个人学习档案的建立，也就是从总体上规划好评价的体系，如评价项目及其分值等，并对每个项目都进行考评和测定，并记录在案，让教师和学生都有据可依。

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2、课程资源多元的原则

MOOC是一种基于网络的教学形式，学习者可以在任何时间、任何地点通过任何自己喜欢的网络终端来学习自己喜欢的课程。对于微课程设计来说，简单的提供视频是不足够的，应该为学习者提供多元的教学资源，学习者根据自己的需求进行学习。2.5简单清晰原则。在MOOC环境中，学习者可以学习的课程非常多，学习者接收到的信息量也非常大，这时学习者可能会不知道如何选择而影响其自主学习。因此，在进行微课程设计时应该简单清晰，减少无关信息的出现，提高学习者的学习效率。

3、MOOC环境中微课程教学设计模式

在MOOC环境中微课程的设计与传统的网络课程设计不同。传统的网络课程有明确的学习者，学习者的组成比较简单，MOOC是一个完全免费的开放的学习环境，任何人都可以在MOOC平台中注册学习，因此，在MOOC环境中进行课程设计时就需要考虑学习者的类型、需求，所处的环境等因素。在MOOC环境中，微课视频也不同于传统的网络教学，在传统网络教学中教师的主体地位没有改变，视频只是作为一种辅助手段。而在MOOC环境中，微课视频则作为教学的主要载体，是学习者进行学习的主要手段，因此在视频教学的设计过程中应考虑学习内容、教学策略和媒体这几个方面。在MOOC环境中，学习者具有高度的主动性，知识被构建的基础是网络，学习者处于连通的网络之中，通过网络工具与其他学习者、课程设计者进行资源的共享和交流协作。针对以上分析，MOOC环境中的微课程教学设计主要分成：学习者的需求分析、教学资源设计、学习测评三个模块来进行。其中，学习者的需求分析包括：学习需求分析、学习目标设定、课程内容分析；教学资源设计包括：教学资源设计、教学过程设计；学习测评设计包括：学习测评、教学管理。其中学习者的需求分析是基础，教学资源设计是主体，学习测评是保障。

4、计算思维微课程设计应用

计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。在MOOC环境下根据前面的分析进行计算思维课程的微课程设计。首先学习者需求分析，潜在的学习者主要是计算机信息技术课程的教师与计算机信息技术相关的学生，对于教师来说其学习的需求是为了提高教育能力，对于学生来说，其学习的需求是为了培养计算思维能力，提高计算思维学习技能。通过需求分析来确定教学目标对计算思维的基本概念进行总体的了解掌握关键的概念；掌握计算思的维核心组成部分；在日常学习和教学中注意培养计算思维能力。根据教学目标对教学内容进行分割，分割后进行课程设计，搭建教学平台。我们选择Udemy课程平台作为计算思维微课程的课程平台。首先进行课程管理；创建课程提纲；添加资源模块；编辑测试模块，通过测试模块可以及时的将学习者的学习状况进行反馈；Udemy中，每一节课的内容页面的右侧都有问答页面，支持URL、图片、嵌入HTML等，学习者可在这个区域进行提问或者与其他学习者进行交流，教师也可以参与到问答中来；Udemy中还包含笔记模块、聊天模块，学习者可以通过笔记模块来记录笔记，通过聊天模块进行讨论；Udemy中还包含通知模块，可以话题、课程安排或者一些活动、要求等。

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1.面向学科知识的信息技术课程

以学科逻辑为根据、围绕知识结构组织起来的学习内容体系，即为面向学科知识的课程组织。20世纪70年代末，微型计算机的快速普及引发了教育学界的广泛关注，为占得信息化社会发展的先机，世界发达国家纷纷开设中小学计算机课程，程序设计成为当时计算机教育的主要内容。1981年，前苏联计算机教育学家叶尔肖夫(A.P.Ershov)在第三届世界计算机教育应用大会上作了《程序设计———第二文化》的报告，提出了“程序设计文化”的观点，他认为“是否具有编排与执行自己工作的程序的能力是人们能不能有效完成各种任务的关键。现代人除了传统的读、写、算能力以外，还应该具有一种可以与之相比拟的程序设计能力”。该观点反映出计算机程序学习的理念：希望学生通过程序原理的学习，了解计算机知识，掌握计算机操作过程，以适应计算机时代的生活。受程序设计观念的影响，我国中小学计算机教育初期也将“发展学生程序设计技能”作为主要教育目标。设计了掌握基本的BASIC语言，并初步具备读、写程序和上机调试的学习内容。从实施过程来看，程序设计课程为青少年创造了接触和了解计算机的机会，推动了计算机文化的普及。但是，从学生心理发展和学习过程来看，脱离了具体生活情境、忽视学生自身学习特点、抽象地向学生灌输计算机程序知识，无疑也是对青少年身心成长的一种摧残。此外，面对不断变化的信息化世界，计算机课程并不是要把每位学生培养成程序设计专家，而是希望学生能够具有信息技术学科的思维方式，正确理解计算机、人与社会的关系。因此，如何调动学生学习积极性、激发学生学习兴趣、发展学生独特的学科思维就成为信息技术课程设计所面对的新挑战。

2.面向学科工具的信息技术课程

20世纪80年代，计算机操作系统和应用软件日趋成熟，一些数据库管理系统（如Dbase）、电子报表系统（如Visculc）、文字处理系统（如WordStar）开始安装到微型计算机上，越来越多非专业的人员开始从事计算机应用工作。社会对计算机应用的现实需求促使中小学计算机教育从“程序设计”向“工具应用”转型，学习内容从前期的BASIC程序设计发展为计算机基础知识、计算机基本操作与使用、计算机常用软件介绍、计算机对现代社会的应用等主要内容。例如，美国东田纳西州大学科尔教授在第四届计算机教育应用大会上发表的《面向职员的计算机课程》中将计算机教育的目标界定为应用者能够在自己的教学科研、管理服务中把计算机作为一种有效的工具使用，其教学内容应该包括文字处理、电子报表处理、数据库、图像处理等应用软件的使用。这种“技术学以致用”的观点有着其存在的合理性，能够激发学生学习动机，特别是对即将毕业寻找工作的高年级学生来说，他们也非常希望学习一些实用的操作技能。但是从教育发展来看，基础教育毕竟不能等同于社会职业教育，其最主要的任务还应是促进学生综合素质的全面发展。事实上，如果过于强调信息技能操练，忽视信息技术本身所特有的解决问题的思维方法与应用策略，随着信息工具的快速发展，“当学生离开学校进入社会之前，他们所学的工具技能就已经落后于信息化社会的现实需要了”。

3.面向学科思维的信息技术课程

面向学科思维的课程设计强调学科知识与学科思维（DisciplinaryThinking）发展的结合，其目的是帮助学习者在知识学习的过程中形成独特的学科思维方式，全面理解生活中的世界。近年来，信息技术的革新推动了全球信息化的发展。随之，大众传媒摆脱了传统的单向、线性、控制的信息传播模式，进化为多元、互动、开放的信息化环境。信息受众也从被动的“接受者”成为信息“者”。在此充满新奇、变幻乃至诱惑的信息环境中，中小学信息技术课程就不应局限于信息知识掌握和信息技能操练上，甚至也不应停留于生活问题的解决上，而是更需要帮助青少年用信息技术学科思维方式理解信息世界，正确认识技术、个人、社会的内在关系，发挥信息技术的积极因素。多元智能专家霍化德•加德纳教授(Gardner,H.)在对学生多元智能发展研究中指出，“只限于学科知识（Subject-Matter）的学习虽然可以暂时增加学生的信息量，但过于强调知识记忆也会导致学生丧失解释新问题的能力，这就需要寻求一种新的教育设计方式，即面向学科思维”。美国教育技术协会在《学生教育技术标准》的修订版中就反映了信息技术学科思维的理念，增加了“批判性思考”和“数字化公民”的指标，指出学生要批判性地选择工具和资源，理解与技术相关的人、文化、社会的相关问题，安全、合法、负责任地使用信息和技术。面向学生思维发展的信息技术课程摆脱了“纯技术”教育的狭隘观念，从社会生态学的视角来理解信息环境中各要素的关系，希冀帮助青少年在“学技术”、“用技术”的基础上，能够从现实情境中，批判性地认识技术变革给信息环境带来的整体影响，并应用学科思维解决信息生活中的现实问题。综上可看出，信息技术课程开发的三种取向并不是截然对立的，而是随着研究者对信息技术课程认识的深入，从一个阶段向另一个阶段的发展。面向学科思维的信息技术课程是在继承信息知识、技术工具课程取向的基础上，关注学生内在思维发展，希望学生能够像“信息技术学科专家”那样深刻地思考信息化世界。

二、信息技术课程的学科思维：本质与特征

加涅（RobertMillsGagne）在认知心理学研究中将认识领域的学习结果分为三大类，即言语信息、智力技能和认知策略。其中，认识策略是指学生学习后形成的对内控制能力，以及调控认知活动的特殊认知技能，是学生内在价值的学习结果。就学科教育而言，其认知领域的教育意义既体现在外显的知识与技术学习方面，也反映在内隐的认识策略学习上。因此，信息技术课程在合理安排信息知识与技能、强调学生信息技术解决问题的应用行为时，更需要关注学生利用信息技术处理问题的内在思维发展，形成利用信息技术认识世界的独特思维方式，即计算思维、设计思维和批判性思维。

1.信息技术课程需关注学生的计算思维

算法是应用于计算机中产生特定结果的一种精确、系统的方法。从技术实现来看，它直接体现着计算机解决问题的方法与过程。近年来，随着信息技术工具的普及与推广，算法思想已广泛渗透于人们的日常生活、工作与学习之中。2006年，卡耐基梅隆大学周以真教授（JeannetteM.Wing）在计算机科学协会（ACM）年会报告中，明确提出发展学习者以算法为核心的计算思维（ComputationThinking），她认为“信息化社会的思维方式应是涵盖了计算机科学领域中所采用的最广泛的心理工具，是对问题解决、系统设计、人类行为理解的综合能力反映。发展学生计算思维就是要‘像计算机科学家’那样去思考信息化问题。当然，这些问题绝不只是应用于计算机科学领域，它适合信息技术所渗透的每一个角落。”显然，高度信息化社会的思维方式已超越了传统计算机环境中“为计算而思维（ThinkingforComputing）”的学术观念，而是将其放在信息化社会大背景下进行研究，形成“用计算而思维（ThinkingwithComputing）”的数字化生存的普适理念，以“算法”为核心的、关注人机互动的计算思维已成为信息化社会中处理问题的一种重要思维方式。2011年美国计算机科学教师协会（CSTA）研制的《中小学计算机课程标准》和2012年英国学校计算课程工作小组（ComputingatSchoolWorkingGroup，CAS）研制的《学校计算机和信息技术课程》都将计算思维作为课程的核心内容。发展学生“数据抽象、模型建构、回归验证、数字实现”的计算思维方式、提高学生利用信息技术解决问题的能力是信息技术课程的一种重要的内在价值。

2.信息技术课程需关注学生的设计思维

“设计”是一种创造性的规划活动，其目的是为事件、过程、服务以及在整个活动周期中所构成的系统建立一个高效的组织方式。西蒙（Simon）在《人工科学》中分析了“设计科学”的内容体系，认为设计不仅是技术教育的专业要素，更应是每个知书识字的人的核心素养。1990年，马奇（March.S）和史密斯(Smith.G)等人在西蒙理论的基础上系统阐述了设计科学的“概念、结构、模型与方法”，强调设计者要通过建立行为、形成知识、使用知识、评价知识来实现设计，并突出说明“构造与评价”作为设计科学特有的活动与思维方式。由此可见，设计思维（DesignThinking）正是设计者经过相应的设计活动或学习相应的设计知识后，所具备的擅长于设计的专业技巧，是一种特殊的思维形式，表现在处理问题上包括有“现象分析”、“问题识别”、“事实表征”、“概念产生”、“方案形成”、“方案评价”的过程。从表现形式来看，设计思维更强调通过形象化、结构性的方式来表示设计进程中的模糊属性，以此来明确所需设计的作品和研究过程的方案。如今，随着越来越多的信息技术应用于人们的生存空间，怎样区分复杂的信息现象、如何基于现实需要合理选择技术工具，怎样制定与验证应用信息技术解决问题的可行方案，这都是对信息化社会成员设计思维的考查。通过信息技术课程发展学生的设计思维，也就有益于学生将所学习的信息知识与技能迁移于解决实际的设计问题之中。

3.信息技术课程需关注学生的批判思维

所谓“批判思维（CriticalThinking）”是指人们对于某种事物、现象和主张能发现其问题所在，根据特有的思维逻辑作出的理性思考。早在20世纪初，美国哲学家约翰•杜威(JohnDewey)就在对个体反思研究的基础上概述了“批判思维”的概念，认为它是反思过程中所表现出来的解决问题的思考方式。1990年，范西昂（PeterFacione）等人开展了“批判思维特征”的研究，研究报告指出，“个体批判思维的培养并不完全在于是否知道一个批判思维的概念，最主要的还应该是明确批判思维的度量标准和习性特征。基于此，他们提出了‘澄清意义、分析论证、评估证据、推理判断’的批判思维分析维度和真实情境下合理运用批判思维的‘心智习惯（MentalHabit）’”。近年来，青少年接触信息技术和媒体信息的频度和时间迅速增长，也引发了“迷恋电视”、“沉迷网络”等严峻的社会问题。媒体文化研究者波兹曼（NeilPostman）就曾尖锐地指出“教育的目的本应是让学生们摆脱现实的奴役，学会独立地思考。然而，纷繁复杂的媒介信息却使得年轻人正竭力朝着相反的方向努力———为适应现实而改变自己，失去独立思考的意识”。因此，青少年缺少了对信息及信息工具的批判意识与分析能力，将个人陷于信息技术固有的程序控制之中，也就很有可能成为信息技术的“奴隶”，为技术所“异化”。2008年，国际教育技术协会（ISTE）分析了学生使用信息技术工具中的现实问题，重新修订“面向学生的教育技术标准（NETS•S）”，将批判思维作为一项重要内容标准，明确提出要“发展学生批判思维的技能，引导学生合理地使用数字化工具和资源作出信息选择与判断，解决具体问题”。因此，发展学生的批判思维，提高学生对信息应用的自控能力是中小学信息科技教育的内在价值之一。

三、面向学科思维的信息技术课程设计：框架与结构

面向学科思维的课程设计是知识技能学习与应用情境的结合，它不仅关注学生需要学习哪些内容，同样也引导学生理解为什么要学这些内容、怎样学习这些内容以及如何用这些内容进行专业交流，即发展学生“了解学科专业的基本目的，理解学科专业的知识结构、掌握学科专业的探究方法、懂得学科专业的交流方式”等四项基本能力。由此可见，面向学科思维的信息技术课程设计与开发，既不能脱离“知识”而孤立地谈“学科思维”，也不能忽视“学科方法”讲普遍性的“思维方式”，而是在综合分析学科结构、学生特点、社会需要的基础上，对学科课程的学习缘由、知识内容、探究方法和交流方式进行一体化的架构。

1.树立科学、技术与社会（STS）三元课程观

科学技术革命引发了生产工具的变革，同样也使得整个“科学范式(Paradigms)”发生了根本性的转换。在此过程中，如果人们缺少了对人、科学技术、社会一致性的思考，忽视技术生态“范式”的重新建构，就很有可能会引发人类生存环境的潜在危机。当前，社会存在的青少年“网络上瘾”、“沉迷手机”等社会问题，也时时提醒着信息技术课程设计者“不仅要关注信息知识与技能的学习，也要帮助学生理解技术本身与社会发展的内在关系，通过批判性思维技能分析信息现象，作出合理决定，解决信息化问题”。STS课程观以综合、多样化的方式描述科学技术与社会的关系，将学生的个人生活、科学技术和社会发展有机结合起来，实现人、科学技术和社会的一体化教育。正如亚格尔（R.E.Yager）指出的那样：STS教育为学习者学习科学技术提供了一个真实的社会情境，其中既包含了各个理论上的认识，也融入了其他方面的许多因素，其课程理念本身也就具备发展学生创造性的教学环境特点。因此，承担着培养数字化公民的中小学信息技术课程就需要树立STS的科学课程观，从而实现知识学习、技能掌握、思维发展的统一。

2.融合原理、方法与工具三类知识

一门充分发展的学科课程应有其独特的核心概念、逻辑结构和表达方式，以此反映学科课程的本体价值。中小学信息技术作为一门基础性课程，同样需要明晰知识结构，辨清逻辑关系，融合课程本身所固有的原理、方法、工具三类知识。2008年，俄罗斯联邦教育部重新修订中小学“信息与信息交流技术”课程标准，从信息过程、信息技术和信息对象等三个方面构建知识体系。其中，信息过程的内容包括信息表征、信息传输、信息加工等；信息技术的内容涵盖信息交流技术主要设备的原理特征、评价指标、应用过程与方法等；信息对象的创建与处理的内容包括多媒体信息化数字化、数据库、编程和建模等，以此构成课程的知识技能体系，突出“计算（Computing）”在本学科的核心地位。再如，华盛顿大学LawrenceSnyder教授按照美国国家自然科学基金会研发的“通晓信息技术（BeingFluentwithInformationTechnology）”的内容要求，从信息技术技能、算法和数字化信息、数据和信息、程序设计等四个方面分析信息技术的学习内容，将计算机和网络原理知识、应用方法和工具特征融合到知识体系之中，发展学生的信息通晓能力。可见，当前无论国外教育研究部门还是专家学者，都希望通过对信息技术的原理、方法与工具三类知识的融合，构建信息科技课程内容体系，明确核心概念，理顺要素关系，通过引导学生理解信息技术学科的本体价值，发展学生独特的信息技术思维方式。

3.渗透信息技术学科方法与探究过程

学科课程的本质特征既取决于它特有的学科逻辑体系，也表现在它独特的研究方法和话语体系。斯卡特金（M.H.CKATKNH）在对学科结构的研究中指出，“科学的学科课程既要包括重要的学科事实、概念、法则、理论，也要反映出它探究方法、认知活动的逻辑操作和思维方式”。中小学信息技术课程同样需要帮助学生了解信息技术学科的话语体系和探究方法，引导学生能够用信息技术的学科方法和研究过程去理解信息现象，思考信息问题。1990年，艾森堡（MikeEisenberg）和博克曼（BobBerkowitz）博士在对信息技术探究过程和应用方法中发现信息能力不同于技术工具的操作技能，如果缺少了应用方法与策略的学习，这些特定的技能也不能为学生提供不同情形下的技术应用迁移，也就无法实现问题的解决。据此，他们开发出发展学生批判思维和设计思维的信息问题解决的Big6技能方案，将信息能力的发展贯穿于任务确定、策略分析、信息检索与获取、信息应用、信息生成、过程与结果评价的学习过程中。2013年，英国教育部对中小学信息技术课程进行了改革，将“计算思维”和“设计思维”的发展作为信息技术学习的关键过程，要求学生通过“交流”与“合作”的方式，体验利用信息技术获取、分析、判断、加工、综合、创新、信息的过程，引导学生尝试使用“结构分析”、“模型设计”、“程序开发”和“调试完善”的学科方法进行信息交流。显然，这种具有学科特征的、调控思维的过程与方法，也正是我国当前课程改革非常看重的学习目标。

四、面向学科思维的课程开发：高中信息技术课程的重构

随着现代信息技术的发展，我国高中信息技术课程得以建立与实施，同样随着信息技术应用的“傻瓜化”和“日常化”，信息技术课程也面临着重重困惑。一方面信息技术工具的普及提高了学生的信息技术应用能力，另一方面机械的操作练习也限制了学生对信息技术课程本质特征的理解。实现知识技能与方法过程的统一，发展学生信息技术学科的思维能力，就成为信息技术课程重构的关键环节。

1.建立信息技术学科思维的表现性标准

表现性标准（PerformanceStandards）解释了在一定学习水平层次上学生应表现出来的行为特征，是一种可操作性的、具有等级特征的标准体系。从应用效能来看，它既可以把抽象的学习目标细化为可操作性的具体要点，也可以表述这些具体要点之间的相互关系，保持学习目标的整体特征。在面向学科思维的课程设计中，为了能明确学科思维的具体学习结果，知道学习结束后所应具备的信息技术的学科能力，就有必要建立与之相对应的表现性标准。例如，美国计算机教师协会（CSTA）制定的“学校计算机课程标准”，建议10年级学生要能够“聚焦于真实世界问题，应用计算思维和批判思维完成解决问题的方案，通过信息技术工具实现这些方案”。为了达到这种学科思维的要求，他们制定了与之相对应的表现性标准：分辨利用计算科学能处理的、难处理的、不能处理的问题；对于难以解决的问题，能够解释启发式算法（HeuristicAlgorithms）的近似方案；批判性地检测分类算法，并执行原算法；通过模型和模拟分析数据来确认方案。可见，建立一套清晰、具有可操作性的信息技术学科思维的表现性标准，既有利于师生对学科思维的理解，也便于组织教学内容，有针对性地开展教学。如同CSTA研究报告所言，“面向计算思维的计算机教育的表现性标准，不仅明确了对教师和学生教与学的期望，也建立了一个根本的等级体系，影响着教育管理者怎样选择、分配和利用教学资源。”

2.设计与表现性标准相一致的学科知识结构框架

学科思维之所以能对学科规律作出间接的、概括的反映，一定程度上在于它是以学习者自身的知识经验为基础的。没有足够的知识经验，学科思维也难以很好地发挥作用。信息技术课程的重构也需要按照信息技术科学的内在逻辑体系和学科思维的表现性标准建构与之相对应的知识结构和内容框架。2012年，英国计算课程工作小组从“语言、机器、计算；数据与数据表示、信息交流与合作；抽象与设计；宽泛的计算情境”等方面构建计算（Computing）学习的知识框架。近年来，无论国外的专家学者还是教育研究部门，在中小学信息技术课程建构过程中都开始关注信息技术的本体内容，并将此贯穿于课程设计之中。借鉴国际先进研究成果和国内经验，笔者通过分析信息技术自身的原理、方法和工具特征，梳理了其中的核心概念和内在关系，从计算、通信、控制等三个领域建构了促进高中学生信息技术学科思维发展的知识结构框架，将此融合于学科活动情境之中，为学生提供了解决信息问题的知识支撑。