经历问题解决过程，提升学生核心素养
——以“在线学习与视力健康——数据大揭秘”为例

◎ 顾 文

2022 年4 月，教育部发布了《义务教育信息科技课程标准（2022 年版）》（以下简称《2022 版课标》）。《2022 版课标》强调素养导向，在育人目标上，注重培育学生终身发展的能力和适应社会发展所需要的核心素养；在学习方式上，强调知行合一，倡导做中学、用中学、创中学，开展跨学科实践，经历发现问题、解决问题、建构知识、运用知识的过程，让认识基于实践、通过实践得到提升。［1］笔者认为，此次《2022 版课标》体现“科”与“技”并重，学生学习的不仅仅是技能与操作，更是背后的原理、思维与创新。因此教师更应注重提升学生数字素养，强化多学科协同育人，引导学生了解信息科技对人类社会的贡献与挑战，提升学生知识迁移能力，促进核心素养提升。

问题是思维的引擎，是引发学生认知冲突、联结既有认知结构与新知识的“节点”，问题解决为学生的探究与创新提供更好的契机，是能力提升的关键，也是素养发展的重要抓手。用信息技术赋能问题解决，可以优化教与学的过程，为学生提供更好的探索与实践的环境。［2］因此，以问题为导向的项目活动能够鼓励学生在不同的问题情境中，通过“发现问题—分析问题—解决问题—评估反思”四个环节，运用计算思维形成解决问题的方案，并在深度经历解决问题的过程中提升数字素养。

一、主动发现问题，推动学习生成

（一）问题的真实性

陶行知先生说过：“创造始于问题，有了问题才会思考。有了思考，才有解决问题的方法，才有找到独立思路的可能。”但是在设计问题时，往往会出现这样的情况：问题来自于教师的设计，学生只是根据教师提出的问题做出思考，关注了问题的解决，而忽视了问题产生的主动性。对于为何提出这个问题，学生本身并不知其所以然。因此，在解答问题的过程中，缺少对问题解决的整体思考，到最后学生完成了任务，却并未真正学会解决问题的方法。

基于此，笔者选择切合学生认知水平，在真实情境下开展“在线学习与视力健康”的项目活动。本届三年级学生经历了多次线上教学，对于在线学习方式并不陌生，但是学生对在线学习及在线生活对健康所带来的影响，并未作出深入思考。为验证在线学习对视力健康影响的可能因素，前期学生已经收集了相关的数据，因此本节课“数据大揭秘”作为“在线学习与视力健康”的第四课时，学生需要通过分析数据来验证结论，但如何从一系列问卷调查数据中提取所需的信息来验证猜想？如何借助图表对比来分析数据？学生在看到问卷数据后自主发现并主动提出了这些想要解决的真问题。

（二）问题的趣味性

在项目活动设计时，教师要以“问题导学”模式进行整体思考，循序渐进，以教学问题序列的设计指向课堂教学目标的达成。让学生在真实的生活情境中思考、发现、探索、联想，引发学生解决问题的兴趣和意愿，帮助学生进行知识的建构，促进知识的迁移，培养解决实际问题的能力。此外生动有趣的问题能够激发学生内在的学习动力，促使学生主动探究的欲望。因此，教师应抓住学生所具有的好动、好奇、好问等特点，通过趣味性的情境创设，生成学生感兴趣的问题，从而调动学生的积极性、主动性和创造性。

因此，在项目活动“在线学习与视力健康”中，首先让学生观察问卷调查的结果，并尝试说一说从这些数据中能够得到什么结论，以此激发学生的好奇心，提升学生的探究欲。学生为了能够更清晰地读懂数据，会自主探究其相关的知识。在此过程中，教师要从知识的“传递者”转向问题解决的“助学者”，以问题为导向，通过创设生动有趣、贴合学生实际的情境，尤其从熟悉的场景入手，探究其内涵的原理，由表入里、由浅入深，激发学生探究欲，驱动着学生的好奇心一步步往前走。学生只有在自身实践中自主发现问题，解决问题，才会对所学内容留下深刻的印象，这样的学习才具有真正的意义。

二、深入分析问题，引发敏锐思考

（一）问题链

在发现问题后就要尝试分析问题，问题解决的过程中蕴含着许多问题解决的策略。而问题链从不同的维度可以有不同的分类，但在教学实践中，往往不是一种类型问题链的简单运用，而是多种类型问题链的综合运用。［3］因此教师要引导学生采用不同的方式分析问题，通过把握问题设计的层次性，巧铺阶梯，从而剥离不必要的细节来处理复杂问题，再利用更简单易懂的抽象与概括一般的方法去表述问题，最终形成对应的解决方案。

（二）问题链的设计

在“数据大揭秘”发现问题环节中，学生通过浏览数据，初步感知采集到的数据情况，随后学生将在教师的引导下尝试分析问题。比如出示这一组问卷数据（见图1），提问学生：你能从“在线学习期间，你每天使用电子设备的时间是多少”这道题的选项中找出哪些选项是视力下降的同学的选择，哪些选项是视力不变的同学的选择吗？很显然是不能的。因此，学生能够初步梳理清后续需要解决的问题分别是：①在可能影响视力因素的选项中找出视力不变及视力下降的数据；②分析数据验证结论。

图1

根据项目活动的解决步骤分解问题，形成环环相扣，分步推进的实施策略，这样，在上一个问题解决后，有递进关系的下一个问题便会驱动学生开展自主学习，直到解决所有的问题。如此通过以核心问题为中心（通过分析数据，验证在线学习对视力健康影响的可能因素），预设整节课主干问题（在可能影响视力因素的选项中找出视力不变及视力下降的数据→分析数据验证结论），形成一系列环环相扣，层层递进，不断深入的问题链引发学生深度思考，激发学生在解决问题的过程中自主生成问题。

三、尝试解决问题，形成独特见解

（一）搭建学习支架

经历分析问题后，学生已经初步形成了解决问题的策略，随后学生需要综合运用各种知识与技能解决问题，这就有了进一步学习的需求。在这个阶段，教师要搭建自主学习、合作探究的平台促进学生互帮互助、取长补短，进一步理解相关知识与技能，同时关注学生如何真正运用所学知识解决生活实际问题，强调知识点的理解与应用，重视知识点之间的联结及运用。

在本环节中为了验证对可能影响视力因素的猜想，学生会根据需求对数据进行交叉分析形成所需的图表（簇状柱形图）。其中，图表是借助问卷星的统计分析功能自动生成，简化了学生的操作，转而将重心放置于问题的解决中。随着学生认知水平的逐步提升，可在高年级中学习如何绘制图表。在交叉分析的过程中会呈现两种情况（见图2），为什么会出现不同的两种情况？为什么选择这一种而不是另一种？这些在课堂中生成的问题使学生对呈现出的图表有更深入的思考，也为有个别差异的学生提供了一定的学习支架。此时教师需引导学生从需求出发，通过观察对比选择合适的方法形成所需的图表，在这过程中，不仅解决了学生课堂生成的两个问题，同时也初步培养他们对数据的敏感度以及数据分析能力，为之后更深层次的处理、分析数据打下基础。

图2

完成图表后学生将4 人一组在线协作完成数据分析，先独自分析自己板块的内容，再通过组内讨论汇总形成最终结论。在此过程中借助在线文档体会协作学习打破空间、时间的优势，同时也在协作的过程中提高了学习效率。此外教师提供了学习单、调查报告等支架帮助学生更好地对比分析图表所呈现的数据信息，帮助学生形成科学的探究方法、养成探究习惯，助力问题解决向学科思维过渡，为更好地得出结论提供依据。

（二）提供问题支架

根据任务完成的递进过程，并依据知识链从浅入深、层层递进的关系将问题有序地呈现在学生面前，让学生在探究问题、解决问题的过程中，掌握知识，形成技能，发展思维。本环节中教师并未过分强调知识的记忆，而是通过问题链，调动学生所掌握的知识，以问题串的形式引导学生层层深入，形成并完善解决问题的方案，并在解决问题的过程中培养计算思维，形成问题意识。

四、依托评估反思，促进思维发展

评价应该贯穿于整个学的过程，为学生的学服务，让学生了解到学习的成效。同时，评价也应该贯穿于教的过程，促进教师改进教学方法，提升课堂效率。而反思解决问题中生成的问题，梳理解决问题的路径能够帮助学生形成解决问题的方法和通路，促进学生深入理解知识之间的联系，激发创新的意识和计算思维。

在本节课中，通过科学合理的评价机制，着重考查学生对知识的内化以及迁移运用的综合表现，让教师了解学生的掌握情况并及时作出教学调整。此外，在数据分析过程中，学生逐步发现数据中存在的一些问题，比如样本量不够会导致数据分析的结果有异议或调查者本身对数据回答存在偏差等问题都会导致数据结果出现问题，这些通过数据分析发现的问题更能引发学生更深入的思考。

在解决问题之后，评估反思解决问题的过程是对学习过程和学习目标的一个重要且必要的补充。评估反思通过让学生经历解决问题的完整过程，有目的、有计划地培养学生理解问题、分析问题、解决问题及反思的能力，使学生逐步获得解决问题的一般方法，并通过拓展延伸引导思维上升到更高的台阶，从而加深对同类问题以及解决方法的识别与理解，当学生再次碰到同种或相似结构问题时，更容易产生关联、触类旁通，为解决问题的过程画上完美的句号。

总之，本项目活动创设了一个较复杂的问题情境，师生在分析问题的过程中会衍生出一些待解决的子问题。教师需要帮助学生分析问题理清思路，从而形成最优解决方案，这个过程是解决问题的过程，也是计算思维的培养过程。教师可以以解决问题的步骤为主线，在核心环节上设计关键问题，形成问题链，沿着问题链一步一步引导学生发现问题、分析问题、解决问题、评估反思，最终形成解决问题的一般方法。此外不仅要引导学生从问题到问题，从问题到超越，更要引导学生从问题走向新的问题，这是人类认识世界、征服自然的一个永不停息的过程。所以由此可以延伸的诸如制定在线学习公约（健康篇），或更高层次诸如对在线学习中时间管理、学习技巧等方面提出建议或制订学习计划等。

深度学习的理想形态，即真问题、有过程、善评价、高素养，从而找到将知识的学术形态转化为教育形态的路径——设计驱动性问题链，引导学生经历知识发现、生命成长的全过程。只有在活动中引导学生探究知识的本质，才能让学生在自主探究过程中最终内化所学的知识，并转化为学习能力，让深度学习真正地发生。［4］因此本项目活动将学生置于这样的学习情境中去思考问题，引导学生进入深度学习状态，并在完整经历整个问题的解决过程中促进核心素养的提升。