整体性教学设计在高中信息技术教学中的应用研究

整体性教学设计在高中信息技术教学中的应用研究摘要：为了改变高中信息技术课将各知识点“分而习之”的现状，本文借鉴麦里恩伯尔教授的整体性教学设计的 4C/ID 模型，从整体性任务的设计与整体性学习支持的设计两方面出发，采用实践研究方法，结合案例开展研究。研究发现整体性教学设计在高中信息技术教学中应用能有效地帮助学生解决工作和日常生活中的新问题，促进学生的全面发展和提升信息素养。 关键字：整体性教学设计；任务设计；学习支持；高中信息技术 一、问题的提出在终身学习和创新学习型社会的大背景下，全球对于学生创新素质和信息素养提升的关注在持续升温。人们开始意识到，在课堂中发生的情境高度简单化的教学已经远远不能满足学生对其将来学习生活发展的需要，也不能满足时代的要求。学习是一个复杂的现象，有不同的种类。但任何学习都是学生心智、情感、心灵和精神的培育和学生整体生活经验、生活意义的获得过程，是一个将知识、技能和态度协调整合的过程，并不是简单地获得一些被分解、孤立的知识“片断” 。然而，现行的高中信息技术教科书大都按知识点的体系自下而上逐步展开，学生按照这种体系学习一个个“点状”知识，虽然学习的难度下降了，但学生很难明白所学知识点在整个单元、整个模块甚至整个教材中的地位和作用，容易形成“只见树木，不见森林”的学习状况。这种“分而习之”不仅会导致学生很难将学到的知识整合成为一个整体，而且学生知识信息提取困难、学习的迁移度较低，难以将其灵活有效地用于解决工作和日常生活中的新问题，促进学生的全面发展和提升信息素养将成为无稽之谈。按照整体论的观点，学习应该被视为一个具有内在生成性的自然整体。学习就是要选择真实性的整体任务，不能对其简单化的处理，使其远离现实的问题情境。教学设计是关于教学的设计，教学设计只有在整体论的视域下关注具体情境中学生整个身心投入学习活动，关注经历和体验知识形成的过程，关注现实的、复杂的、原生态的问题解决，才能实现教学科学化的价值诉求。因此，高中信息技术教学要根据教学内容和学生具体情况采取整体性教学设计。1 1二、整体性教学设计的设计观整体论认为，宇宙不再被看作是一台由无数分离的零件所构成的机器，而是一个和谐的不可分割的整体。我们看待某个事物时，不应将其分离成各个“碎片” ，逐一研究各个“碎片”的特征，而是将其看作一个完整的事物，对其加以研究和考察。在整体认识论为人们认识事物提供了新的思维方式和方法论框架。应该说，将学习任务置于整体论视阈下进行考察，传统教学设计的许多形式化问题就会得到解决，这有助于我们摆脱传统教学设计的机械主义、科学主义、功利主义倾向 1。整体性教学设计观就是在整体论思想和方法的影响下出现的。整体意味着完整、全面和复杂，这就要求我们在研究事物时，应将其看作整体，从各个角度、各种视角对事物进行尽可能全面的认识。整体论作为一般的思维方式和方法论框架能够为教学设计提供一种整体的思路和研究策略。整体性教学设计比较有代表性的模型是：四要素教学设计模型（4C/ID ，Four component Instructional Design Model） 如图 12所示。它是荷兰开放大学的麦里恩伯尔（Jeroen J .G .van Merrienboer）教授等人主持研究和开发的一种模式。该模式就是利用整体任务学习代替了部分任务学习。它强调给学生提供一套具体的、真实的、面向实际工作实践的整体学习任务，始终将学习任务作为一个复杂的整体来对待，它有利于知识、态度和技能的综合运用，有利于训练学生把所学知识迁移到实际工作和日常生活中的能力。4C/ID 模式的理论基础是认知主义学习理论、建构主义学习理论、情境认知理论和信息加工理论。4C/ID 模式强调学习的主动性、社会性和情境性，这与建构主义学习理论、情境认知理论的思想是一致的。4C/ID 模式包含“学习任务、支持性信息、即时信息、部分任务练习”四要素。其核心要素是“学习任务” ，以“支持性信息” 、 “即时性信息”和“部分任务练习”为辅助要素 3。学习任务是四要素中的核心成分，它是以整体任务的形式按照从简到难的任务层级呈现给学生。整体性学习任务一般源于现实，是关联度较高、较为复杂的综合任务，需要调动学生各种能力，如思维能力、分辨能力、创新能力等，而非孤立的、单项的片段性学习任务。支持性信息即提供给学习者的学习支持。综合性的学习任务较为复杂，需要教师提供学习支持，并且遵循“递减支持”的原则。也就是说在学习任务难度较大时，教师提供脚手架，随着任务难度的降低或接近完成，脚手架逐渐淡出，促使学生实现图式自动化发展。即时信息是为了完成重复性学习任务随时提供的前提信息，这些信息既包含了对正确操作规则的直接说明，同时也包含正确运用这些规则所必备的知识，2 2如：简单事实、概念、计划或原理等知识，以指南、手册、说明等形式出现。部分任务练习是为了强化重复性技能的掌握程度而设计的附加练习。对于要求较高的某个重复性技能，足够的练习是关键。如果学习任务设计中难以为学生提供足够练习的机会以达到预期的熟练水平时，这就需要设计附加的部分任务练习。 图 1：4C/ID 模式图四要素的相互关联构成了复杂学习任务实施的基本过程。四要素教学设计模式以及大多数整体模式的特点在于：（1）恰当处理学习任务的复杂程度，不再分解为小片段的做法以及关注有意义的、整体的学习任务。 （2）利用数学方法来支持学习的迁移，用“把模式建模” （modeling the model）方法，按照从简单到复杂的来处理现实或真实生活任务。 （3）用支架来帮助学习者协调整体任务的不同侧面。为学习者提供支持和指导以及呈现支持信息和程序信息，目的是要帮助学习者构建能令他们完成现实生活任务的自己的心智模式。 5三、整体性教学设计观对信息技术教学的借鉴意义 1、由于整体性教学设计是面向复杂学习的，因此它注重问题解决能力的培养。这种能力包括获取识别信息、加工处理信息、传递创造信息的能力，以及独立自主学习的态度和方法、批判精神以及强烈的社会责任感和参与意识，并将它们用于实际问题的解决和进行创新性思维的综合的信息能力。但是在目前的信息技术教学中，注重零散的知识或技能传授，忽视能力培养的现象仍存在。2、整体性教学设计观提倡将单元作为一个整体进行设计，要求教学设计具有连贯性。连贯的教学设计强调章节之间的联系，通常发挥承上启下的作用，3 3有利于学生系统地吸收。因此在实际教学中，同一单元的内容最好能够用一个主题贯穿。 3、整体性教学设计观提出从整体的层面上进行任务的设计。这种任务往往是综合性的任务，具有一定的复杂性，它强调学习任务的真实性、实践性，因此整体任务的提出往往来源于生活。 综上所述，教学设计应从为学生建立“整体性”知识结构出发，设计连贯性任务，注重培养学生建立知识的衔接性，培养学生解决问题的综合能力和思维。 四、整体性教学设计在高中信息技术教学的应用下面笔者结合高中信息技术教学中的整体性教学设计案例，从整体任务的设计以及整体性学习支持的设计两个方面详细阐述整体性教学设计观在信息技术教学设计观在信息技术教学中的应用。（一）整体任务的设计 在教学中，整体性任务的设计应遵循以下几点原则 6。 1. 整体任务要能贯穿各节知识点。独立的、没有关联的任务会割裂知识点之间的联系，不利于学习者形成系统的架构和进行知识迁移。因此在进行章节教学时，要设计一个能够贯穿各节知识点的综合性任务。这要求设计者能够纵观各章节，系统地把握章节的内容、知识点和重难点。 2. 整体任务是综合知识、技能和情感的复杂任务。这种任务的复杂性在于需要调动学生的各种素养，发挥各方面能力，如知识的储备，技能的掌握，信息的筛选、提炼和加工，表达能力，人际交往能力等。任务强调学习的主动性、社会性和情境性；强调将学习任务置于接近生活真实的、复杂任务或问题中，倡导以项目、案例、问题为核心的任务。这种任务一般需要跨越几个课时才能完成。 3. 整体任务是可分解的，并且是循序渐进的。由于整体任务较为复杂，需要分解成多个课时去完成，因此要把总任务分解成子任务，任务遵循从易到难的认知规律，完成这些子任务，整体任务也随之解决。 教育科学出版社出版的高中信息技术教材信息技术基础 （必修）第五章多媒体信息加工主要是围绕着音频、视频、图像等多媒体信息的加工展开教学，带领学生走进多媒体世界，了解多媒体信息加工的一般过程，感受多媒体技术的魅力；第六章信息集成与信息交流以建立专题网站为例，通过一系列的实践活动培养学生对信息的集成、发布和交流的能力。下面以第五章多媒体信息加工以及第六章信息集成与信息交流为例，具体介绍整体任务的设计思路。4 4（1）纵观教材中的内容，理清章节之间的联系，罗列每节课的知识点，第五章多媒体信息加工章节内容与知识点（如图 2 所示） 、第六章信息集成与信息交流章节内容与知识点（如图 3 所示） 。罗列知识点目的是为后续的知识点分布到具体的课时中好做准备。这样做也为了防止在任务设计时，遗漏了某个知识点。 图 2： 第五章多媒体信息加工章节内容与知识点图 3： 第六章信息集成与信息交流章节内容与知识点（2）设计任务主线，分解任务，对知识点进行重组 以整体任务为线索贯穿各节的知识点，并将任务分解成子任务分配到每节课。这个过程有可能打乱教材知识点的顺序，对教材和知识点进行重新整合。如表 1 是多媒体信息加工 、 信息集成与信息交流两个章节内容的整体任务、子任务设计以及知识点的分配。该单元的整体任务为：从生活实际出发，以“特色仙中” 为主题，分别用 Photoshop 软件处理图像信息，用 Cool Edit Pro 软件处理音频信息，用5 5Flash 软件处理动画信息，用会声会影软件处理视频信息，用 Frontpage 软件制作一个图文并茂的网页作品，并进行展示交流。总体任务涵盖了多媒体信息加工 、 信息集成与信息交流两个章节的知识点，并对作品提出技术上的要求，目的是为了落实知识技能的学习。再将整体任务按照知识点间的联系和课时进行分配，分解成 4 个子任务。子任务顺应作品制作的一般流程，分别是搭建网站作品内容框架网站素材选择与制作网站的开发制作网站的发布交流评价。 教学内容整体任务 课题 分解子任务课时 主要知识点 所属章 节 达到层次 重点 难点1.信息集成的一般过程；第六章第 1 节 了解2. 选题立意； 第六章第 1 节 知道3设计规划网站内容和结构；第六章第 1 节 学会确定主题，搭建作品内容结构确定主题，设计规划网页作品的内容和结构1课时4. 选择素材。 第六章第 1 节 学会1.选题立意；2.设计规划网站内容结构；3.选择素材设计规划网站内容结构1.多媒体技术的发展与应用；第五章第 1 节 了解2.数字化图像的的采集、设计、加工、合成；第五章第 1 节 学会3.数字化音频的采集与简单加工；第五章第 2 节 学会4.视频信息的简单加工；第五章第 2 节 学会网站素材选择与制作根据主题需要选择素材，并对素材处理加工6课时5.动画信息的简单加工。第五章第 2 节 学会1.数字化图像的加工合成；2.数字化音频的简单加工；3.视频信息的简单加工；4.动画信息的简单加工。数字化图像、音频、视频、动画的简单加工1.选择信息集成工具Frontpage第六章第 1 节 了解2.网站的制作：新建站点、网页，插入表格、图像、动画、音乐、视频，设置网页布局、背景。第六章第 1 节 掌握网站的开发制作开发制作“特色仙中”专题网站，利用加工处理的素材表达主题3课时3.评估测试网站 第六章第 1 节 学会1.网站的制作；2.评估测试网站。网站的制作1.信息发布的类型； 第六章第 2 节 了解2.网络信息发布； 第六章第 2 节 学会从身边的人或事出发，以“特色仙中”为主题制作一个展现学校特色的专题网站。网站的发布及信息交流评价用不同方式发布“特色仙中”专题网站，进行展示交流评价。3课时 3.网站评价交流； 第六章第 2 节 学会1.网络信息发布；2.网站评价交流；3.信息交流的方式；4.做个有自我1.网络信息发布；2.做个有自我6 64.信息交流的意义； 第六章第 3 节 了解5.信息交流的方式 第六章第 3 节 知道6.做个有自我保护意识的文明网民。第六章第 3 节 知道保护意识的文明网民。保护意识的文明网民。表 1：特色仙中网页制作的整体任务设计（3）教学实践，修改完善前面两个步骤是对任务做好前期的设计，在实际教学过程中，教师还应根据任务的完成情况进行反思，调整细化任务的设计，如任务的表述是否明确规范、是否覆盖了所有课本的知识点。对于遗漏的个别知识点，还需要额外追加一些附加练习。 在实际教学中，笔者将整体性教学设计思想应用于特色仙中网页制作多媒体信息加工 、 信息集成与信息交流章节的教学中，发现学生最终的作品比较完整，内容丰富，主题鲜明，学生能够较好地融会贯通所学知识技能。这是因为任务相对稳定，学生完成任务的时间较长，他们有充裕的时间去审视、补充和修改自己的作品，使之完善，而不是忙于应付不断变换的任务。而在采用传统教学设计的班级中，学生对分散的技能掌握则较为熟练，简单任务的完成度较高，但遇到复杂任务时，整体的规划能力较弱，对技能不能综合运用，表现在作品美感不足，内容较为单薄。 （二）整体性学习支持的设计 整体性学习的支持在学习过程中显得非常必要，但并非在整个学习过程中都需要提供学习支持，一般在两种情况下需要提供学习支持。 1. 在学习开始或者任务难度较大的时候设计学习支持。 在任务难度较小或者通过知识迁移能够完成的任务中，适当减少或者不提供脚手架，让学生完成图式自动化发展。例如，在网站素材选择与制作、网站的开发制作两个子任务中，学生采用小组合作的方式开展学习。如果学生对这种学习方式不太熟悉，那么此时应该设计学习支持，可以提供案例或者提供活动步骤，引导学生进行合理分工，必要时教师还要协助小组进行分工。2. 为基础较弱的学习者提供学习支持 部分学习者的学习基础较为薄弱，学习存在一定的困难。教学应关注这一部分学生，为他们提供学习支持。这种支持包括硬支持和软支持。硬支持指资源的支持，软支持指教师的引导和辅导。如在特色仙中网页制作的整体任务中，部分基础很弱的学生，对 Photoshop 软件、用 Cool Edit Pro 软件、用Flash 软件、会声会影软件都没有使用过，软件学习迁移能力较差，而素材处理7 7加工非常重要，决定后续的网站制作的成功与否，因此教师应该为这一部分学生提供相应的学习支持，如提供软件学习视频、软件学习网站，必要时老师亲自指导。（三）实施效果与反思1. 实施效果为了说明试验效果，笔者就高中信息技术课程中的“多媒体信息加工” 、“信息的集成与信息交流”教学内容，对增城市仙村中学 2012 级笔者所担任的班级学生采用两种不同教学设计模式的实施效果进行了对比调查。学生的学习基础相近，其中，对照班共 42 人，采用传统的教学设计方案，即把课件开发过程分解成各自独立步骤进行教学的模式；实验班共 45 人，采用本文的设计方案。研究方法主要采用成绩统计法、访谈调查法、课堂观察法等。（1）网站制作业绩表现评价分析在学习结束后，科任教师参考多媒体课件评价标准（如表 2：多媒体作品参考评价表 4） 。表 2：多媒体作品参考评价表8 8对照多媒体作品参考评价表对每位学生发布的网站作品进行评价，并对实验班和对照班的评价情况进行比较统计：实验班的平均分为 80.12，对照班的平均分为 72.68；实验班成绩良好以上人数占 41.79%、及格率为 99.45%，对照班成绩良好以上人数占 25.15%、及格率为 92.75%。 从多媒体课件作品表现对比情况来看，实验班的成绩良好率、及格率和平均分都明显高于对照班，绩效表现较好。优秀(90 分以上)良好(80-89 分)中等良好(70-79 分)及格良好(60-69 分)不及格(60 分以下) 成绩班级 人数 百分比 人数 百分比 人数 百分比 人数 百分比 人数 百分比平均分实验班 6 11.11% 13 31.11% 15 33.33% 10 22.22% 1 2.22% 80.12对照班 2 4.76% 9 21.43% 15 35.71% 13 31% 3 7.14% 72.68表 3： 实验班与对照班作品成绩学生分数统计表（2）个别访谈情况在“多媒体信息加工” 、 “信息的集成与信息交流”教学内容学习完之后，我们对 15 名学生进行了个别访谈。其中 13 位同学都认为：实施了整体性教学设计之后，对“多媒体信息加工” 、 “信息的集成与信息交流”两个章节的知识结构能够很好地形成知识链，通过真实的整体任务的解决，能更好地形成一个具有内在生成性的知识整体。（3）实际教学效果分析笔者通过对教学中的课堂观察和教学后的学生访谈调查的分析结果说明，相对于对照班，实验班的教学试验收到了明显成效，教学效果得到明显改善。 主要表现在以下两个方面。首先，在学习中为学生提供一套具体的、真实的、面向实际工作实践的整体学习任务（如表 1） ，具有很好的现实性、实用性和一定的挑战性，增强了学生的学习兴趣，提高了学生的学习积极性和主动性。受访学生普遍认为自己在知识、态度意识和技能等方面的综合能力得到发展，提高了把所学知识、技能应用到实际生活工作中的能力。其次，在学习中为学生提供了相应的学习支架，有效地促进了学生的学习。经过学习之后，绝大部分学生都能熟知网站制作的基本过程和基本方法，熟练掌握常用多媒体素材的综合处理技术，能根据选定的主题要求完成网页设计，并利用 Frontpage 软件独立制作出优质的和符合实际需要的网站。2. 结论与反思9 9教学试验后，笔者进行了总结和反思，得出以下的结论和注意问题：（1）结论利用 4C/ID 模式设计和实施复杂认知技能的教学，优化了教学过程，促进了学生的学习，有效地提高了教学效果和学生的学习业绩，是一次较为成功的试验。将整体性教学设计运用在基础类教育时，特别是在一些复杂学习的课程中，要求教师要在把握教材知识点的基础上，捋顺章节之间的联系，从生活实践出发，设计整体性任务，贯穿全局；进而细分任务，设计学习支持、附加练习等细节。（2）注意问题首先，4C/ID 模式的设计步骤并不是直线的，各个步骤的完成不需要遵循任何事先规