基于高中信息技术学科核心素养的学习活动设计*
在科技革命日新月异、社会变革步伐加快的信息时代，培养学生的核心素养，促进深度学习，使学生具有可持续的发展能力是教育的重要目标。新的高中信息技术课程标准提出后，如何正确理解高中信息技术学科核心素养的内涵，如何使教师转变观念从教知识，训练能力走向培育学生的核心素养，怎样设计学习活动，使学生通过自主学习、探究体验形成核心素养。这些均是当前教学改革值得研究的重大问题，具有重要的理论与实践价值。
一、信息技术学科核心素养
核心素养是人应具备的素养中最关键、最必要的共同素养，是一种跨学科素养，是知识、技能和态度等的综合表现[1]。张华教授提出核心素养是知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观“三维目标”的综合表现，是人适应信息时代和知识社会所必需的“21世纪素养”[2]。李润洲教授认为核心素养是培养一个全面发展的人，是学生将知识内化为个人的核心素养[3]。可见，核心素养在注重学生基础知识、基本技能的掌握的基础上，还强调学生文化基础、自我管理、勇于探究、协作交流、创新创造等能力的养成，从而能够适应未来社会发展。核心素养的提出成为了新一轮教学改革中围绕的重点问题，是深化课程改革的关键因素。钟启泉教授认为“核心素养是学生借助学校教育所形成的解决问题的素养与能力”[4]，核心素养与学科核心素养是抽象与具象的关系[5]。学生通过学科知识形成学科思维，学科思维中则蕴含学科知识素养，进而转换为学生个人素养，“具象”成学生的核心素养。
教育部颁布的《普通高中信息技术课程标准(2017年版)》提出：高中信息技术学科核心素养由信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个核心要素组成[6]。信息意识是指学生能够根据需求感知获取信息，并对信息作出合理判断，在问题解决中发挥信息的最大价值。计算思维主要培养学生采取策略方法解决问题的思维过程，并能够将系统思维迁移解决其他相关问题。数字化学习与创新是指学生能够在数字化学习环境下，充分利用数字化学习资源和工具解决问题、学会自主学习和创新创造。信息社会责任素养则是要求学生在信息社会时代能具有信息安全意识和能力，遵守信息法律法规，维护个人和社会信息安全。高中信息技术学科核心素养四个核心要素之间互相联系，互相依存。学生对信息的感知、信息价值的判断，运用计算思维识别分析、抽象建模、设计系统性解决方案，理解信息社会特征，自觉遵循信息社会规范都离不开技术多样、资源丰富的数字化环境，都是在数字化学习环境下以数字化学习方式进行的。数字化学习与创新素养贯穿于整个高中信息技术学科核心素养培养体系中，是信息意识、计算思维和信息社会责任素养的依托，学生数字化创新创造的能力也是其他三个核心要素的直接能力体现。所以，抓住了“数字化学习与创新”就把握住了高中信息技术学科核心素养的关键。
二、数字化学习与创新素养的内涵解读
依据数字化学习与创新素养的要求，将其划分为三个方面：学生数字化学习环境的适应、数字化学习资源的收集与管理以及数字化学习资源的应用与创新。学生对数字化学习环境的适应是指学生能够从传统学习环境下的学习方式转变成适应数字化学习环境下的学习方式，养成利用数字化学习系统、数字化学习资源与学习工具学习的习惯，形成数字化学习的意识。数字化学习资源的收集与管理是在数字化学习意识层面的基础上从能力层对学生提出的数字化整合能力，即学生对数字化学习资源、工具的获取、管理、对比、评价和抉择。数字化学习资源的应用与创新则是在数字化学习意识和数字化学习资源收集与管理的基础上培养学生将资源工具有效应用到实践活动中，创造性地解决问题，有效“输出”数字化作品。这三个维度分别对应了学生数字化学习的意识、能力和应用，三个层面相互关联、相互依存，从意识走向能力，进而走向数字化学习与创新素养。
(一)意识层：数字化学习环境的适应性
尼古拉斯·尼葛洛庞帝教授提到计算不再只和计算机有关，它决定我们的生存[7]。数字化时代，信息技术应用到教育过程中后，引起了学习环境、学习资源和学习方式的一系列变革[8]，同时也对学生的数字化学习能力提出了要求。学生数字化学习能力的培养应从数字化学习意识的树立开始，从心理学的角度来看，强调的是自觉性和有意识性。
高中生对数字化学习环境的适应主要体现在：一方面，学生能够认识到数字化学习环境的优势和局限，根据自身问题解决的需要，合理利用多媒体网络获取学习资源，掌握数字化学习工具的操作方法，合理利用数字化学习环境，主动参与协作学习与协同创作，适应数字化学习的环境；另一方面，针对特定的学习任务，学生能够自主地建构数字化学习的环境，利用网络技术实现学习资源的数字化，有效选取并评估多样化的数字化学习工具，主动运用数字化学习的方式解决问题，养成数字化环境下学习的选择倾向性。从认知的维度看，技术环境的适应不仅要求学生具备相应的技术操作能力及技术应用知识，还要求学生能有意识、自觉、主动地采用数字化学习的方式解决问题，适应数字化时代的生存。
(二)能力层：数字化学习资源的收集与管理
数字化学习资源的收集与管理分为收集与管理两个维度。解月光教授认为数字化学习资源的收集与管理是指学习者根据解决问题的需要，通过各种方式收集各种类型的数字化学习资源，并对所收集的资源进行对比、评价、抉择、管理，以将杂乱、零散、劣构的数字化学习资源组织成具有一定主题、目标、功能、秩序、良构的资源库，为资源的应用做准备[9]。对于数字化学习资源的收集，应选择合适的工具、途径进行正确的查找。多样化的数字化学习工具在呈现、交互、整合等方面各有特色，应合理选择获取资源的工具，利用数字化工具有效提炼关键词查询，从初阶搜索到进阶搜索，直至获取到有效的数字化学习资源。数字化资源的管理体现在将获取的数字化学习资源进行评估筛选，加工处理成满足需求的资源。 “管理”还体现在运用一定的数字化学习策略管理学习过程及对自我的管理。数字化学习资源的收集与管理是高中学生从适应数字化学习环境的基础上培养的整合数字化资源能力，同时也是数字化学习应用与创新的能力基础，是高中生数字化学习与创新素养的进一步深化。
(三)输出层：数字化学习资源的应用与创新
数字化学习资源的应用与创新是学生能在混合的数字化学习环境中，利用数字化学习工具搜索、获取、管理、评价数字化学习资源，用于开展自主学习、协同工作、知识分享与创新创造。数字化学习工具与数字化学习资源的有效结合，能促使学生创造性地解决问题，实现知识的创新，不断提升创新整合的能力。数字化学习资源的应用与创新是基于学生对数字化学习环境的适应和具备数字化学习资源的收集与管理能力的基础上体现的，是两者的总结与升华。培养数字化学习与创新素养须从意识、能力和输出三个螺旋式上升的维度着手，在对学习资源加工管理甄别的过程中，逐步培养自身的自主学习能力及应用创新能力，处理好人与技术的关系，善用技术促进学习。
三、数字化学习与创新学习活动设计策略
“学科知识只是形成学科素养的载体，学科活动才是形成学科素养的渠道”[10]。学生核心素养的培养离不开一系列的学习活动，学生在学习实践活动中参与实践、合作探究、评价反思、创新创造，将学科知识不断内化为个人能力，进而将能力转化为个人素养，因此学习活动对学生学科核心素养的培养有独特的价值。
图1 面向数字化学习与创新素养的学习活动设计
本研究结合数字化学习与创新素养的内涵及表现，为将核心素养的培养有效落实，提出了数字化学习与创新学习活动框架，如图1所示。数字化学习与创新学习活动策略包括：活动主题的设定、活动目标的制定、活动方式、活动评价及数字化学习支持服务环境的构建。
(一)活动主题：从围绕知识点到创设数字化主题活动
高中生的数字化学习与创新素养是由树立数字化学习意识、掌握数字化学习基本能力和数字化学习的应用创新三个阶段逐级深入发展的。杨晓哲认为数字化学习与创新需要学生充分利用数字化资源、数字化工具和数字化平台，开展自主学习和协作探究[11]。将数字化资源、工具和平台融合到自主学习和协作探究中，就需要设计数字化的主题活动，学生在数字化的主题活动中能够通过一系列收集信息、加工信息、应用信息的子活动，更好地提升个人的数字化学习意识、技术、行为。
学生核心素养的培养不是依赖单元课程学习知识点的累加，而是教师基于数字化学习与创新素养的培养要求选取主题活动，依据主题活动需求综合若干个单元的知识点，打破教材的线性结构，基于学科核心素养来安排设计实施课堂教学。学生在数字化学习主题活动中利用数字化学习工具搜寻所需的数字化资源，并对数字化资源进行有效管理，最终运用数字化技术创造数字化作品。从单元课程的线性教学到课程融合构成的数字化主题活动，使得学生对学习任务所需的信息进行进一步的梳理内化，产生新的认知，在创造数字化作品的体验中不断形成数字化学习的意识。
(二)活动目标：从知识技能到数字化学习素养
目前教师所制定的活动目标是围绕三维目标进行的，由知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三维构成。部分教师注重学生对知识点的掌握程度，对学生的评价往往也从知识技能的层面出发。虽然掌握知识技能是学生不可或缺的学习内容，但忽略了对学生解决问题能力、应用创新能力、适应社会发展能力的培养。核心素养的提出既传承了三维目标又超越了三维目标，三维目标是知识维度、方法维度与情感价值维度的融合，核心素养的落脚点是服务人的终身发展，从三维目标到核心素养，是从学科本位到以人为本的转变。因此制定学科核心素养活动目标时应结合三维目标且从人的全面发展和适应社会的角度出发。
从学生发展的角度来看，数字化学习与创新最终培养的是学生的数字化学习素养。数字化学习素养的培养要借助于学科核心知识和基本技能，在一系列数字化学习活动的实践中逐步形成数字化学习素养。即在此目标的驱动下，培养学生数字化学习工具及数字化学习资源的管理整合能力，数字化学习工具及数字化学习资源的管理整合能力又离不开学科基础知识的掌握。因此，从知识技能基本知识点的掌握到数字化学习工具及数字化学习资源的获取、管理、协同分享及评价等整合能力，最后到学生形成数字化学习素养，构成了数字化学习与创新素养活动目标的三层次：知识技能、数字化信息整合能力和数字化学习素养。
(三)活动方式：从强化训练到创新作品的体验探究
通过对教材内容的分析与总结，结合数字化学习与创新素养的培养要求，归纳出落实数字化学习与创新素养的三种活动方式，即信息收集的学习活动、信息管理的学习活动和创新数字化作品的学习活动。信息收集的学习活动是信息管理和创新作品学习活动的基础，它与信息管理的学习活动组合到一起培养学生的数字化信息整合能力，创新数字化作品的学习活动注重培养学生的数字化应用创新能力。依据不同的活动类型，活动目标对应着相应的意义建构层次(理解记忆)和能力生成层次(创新运用)[12]。三种学习活动相互联系，依次递进，从知识技能的活动目标走向学生的数字化学习素养目标。
收集所需信息是学习者必备的能力。面对互联网上众多的信息资源，学习者应对信息有敏锐的感知力，掌握一定获取信息的方法，对搜索到的信息进行筛选、关联、价值判断，对信息进行编排梳理、以便加工处理。学生在信息管理的学习活动中，交互、熟练地使用数字化学习工具，并将获取到的信息判断鉴别，综合利用所获信息进行信息表达[13]。信息管理的学习活动使得学习者掌握学习工具的操作技能，选取合适的数字化学习工具对资源进行有效处理，不仅锻炼了学习者搜索资源的能力，还提升了学习者对资源的管理整合能力。创新数字化作品的学习活动充分体现了学习者对数字化资源应用能力的高低。为创造数字化作品，学习者需确定作品主题，以作品主题为主线，收集信息，对收集到的信息加以处理，最终运用数字化技术进行创造。学习者在创新数字化作品的过程中，掌握了图像、音视频、动画的基础处理操作技能，掌握了创新数字化作品的一般方法，培养了学习者利用多媒体资源加工与表达作品主题的能力。创新作品的学习活动融合了信息收集和信息管理的学习活动，使学生适应了数字化学习环境，树立了数字化学习的意识，形成了信息加工和信息表达的能力，在解决问题的过程中实现了作品的创新创造。
(四)活动评价：从标准化考试到划分学生数字化学习与创新素养水平
现有评价大多局限于学生的认知领域，且偏向于学科知识的考察，难以充分评价学生复杂思维、问题解决的能力以及隐形知识和态度层面的要素[14]。高中信息技术学科核心素养提出的背景下，对学生的评价应基于信息技术学科核心素养展开。
活动目标是决定活动行为取向的规范和准则，是统筹学习活动的关键。评价是对教学绩效的评估，对学生数字化学习与创新素养的评价应从活动目标的三层次出发，以活动目标为依据，由此能够明确活动目标的达成度。知识技能的目标主要考察学生对基础知识点的掌握情况，对数字化工具操作的熟练程度。评价学生的数字化信息整合能力应评价学生的数字化学习管理和数字化信息加工力，即学生对学习资源与工具的管理、对信息有效加工处理的能力，它是数字化学习与创新素养培养的关键；数字化学习素养目标的评价则应从学生的数字化学习态度、意识，学生对学习过程的反思，对在数字化环境下学习方式的转变和学生解决问题创新创造的能力出发，是数字化学习与创新素养较高阶的表现。
《普通高中信息技术学科课程标准(2017年版)》中对数字化学习与创新素养进行了四个水平层次的划分，从预备级、水平1到水平3分别对应着具体的素养水平说明。对学生数字化学习与创新素养的评价应整合多种评价方式，形成性评价与总结性评价相结合，以数字化学习与创新素养内涵及其表现水平为中心，以质量标准为确定水平层级的参照依据，在学习活动结束后，为每个学生确定所在的素养水平[15]，将评价贯穿于学生的整个学习过程。数字化学习与创新素养的培养是连续且漫长的过程，教师通过明确学生所处的素养水平，能够及时调整教学计划，最终促进学生数字化学习与创新素养水平的发展。
四、数字化学习与创新素养学习活动设计案例
基于上述的学习活动设计策略，选取江苏某高中高一年级一个班级，共32名学生，设计并开展了培养高中生数字化学习与创新素养的学习活动。整个教学均在学校多媒体教室进行，以“信息技术园地”网络学习平台为依托，学生可以进行学习资源的查询、课堂的交互协作、个人资源的存储以及开展自评互评。现以“制作个人主题网站”为案例进行学习活动设计，主要从活动主题设计、活动目标设计、学生评价设计几个方面展开。
(一)活动主题设计
《信息技术基础》是高中信息技术必修模块，主要要求学生具备文字处理、表格信息处理、演示文稿制作等基本知识技能。《信息技术基础》共分为七个章节，其中第二章信息的获取，使学生体验信息获取的过程，分析信息需求，选择适当的方法获取并筛选信息，养成规范分析问题及对信息有效组织的信息素养。第五章多媒体信息的加工，要求学生熟习图像、音频视频处理工具，并能使用处理软件处理加工，表达意图。第六章信息集成与交流，该章节以网站制作流程为主，要求学生掌握网站制作的步骤。为培养学生的数字化学习与创新素养，以数字化学习活动为主，将第二章信息的获取、第五章多媒体信息的加工及第六章信息集成与交流教学内容整合为学生个人主题网站制作的数字化主题活动，从学生的兴趣出发，制作个人感兴趣的网站主题，综合三个章节的知识，使学生在制作个人网站的学习活动中，借助信息获取的知识，有效获取个人网站的文本、图像、音频视频等资料，将获取的资料按照自己的意图经过多媒体信息的加工软件处理，最终将信息集成制作网站，在“信息技术园地”学习平台上进行协作交流。
(二)活动目标设计
在学生制作个人主题网站的学习活动中，依据活动目标的三层次，分别列举出了三层次活动目标的具体要求，如表1所示。知识技能目标要求学生熟练掌握网站制作的知识点和数字化处理软件的具体操作等基础知识；数字化信息整合能力目标则要求学生在网站制作过程中，能评估常用的图片、音频视频及对网站素材进行加工处理的数字化工具，根据需要合理选择，且能运用一定的数字化学习策略管理网站素材。数字化学习素养活动目标指的是在网站制作主题活动中，学生能够逐渐适应数字化的学习环境，在技术丰富的环境中，与同学协作交流、创建制作个人网站。
表1 制作个人主题网站活动目标具体表现
(三)学生评价设计
制作个人主题网站活动结束后，对学生进行综合评价。通过纸笔测验的方式，检验学生对制作网站基础知识的掌握。“信息技术园地”平台中的学生档案袋记录了学生加工的网站素材，并且能够显示出学生对资源的管理情况。同时在教学过程中，教师也统计了学生档案袋的动态变化，以此来对学生进行评价。采取评价量表对学生制作的网站进行评价，分为优秀、良、合格与不合格四个等级。依据普通高中信息技术课程标准(2017年版)中数字化学习与创新素养的水平描述，结合学生在网站制作过程中的综合表现，划分学生的数字化学习与创新素养水平。
五、实施的效果分析
依据数字化学习与创新素养学习活动框架，本研究共进行了3次数字化主题教学活动，分别是“制作个人网站”“数据库资源管理”及“编程与智能加工”，持续时间为14周。首先，在学习活动前后对学生进行了数字化学习能力问卷调查。其次，对学生数字化学习与创新素养进行分析，主要从以下两方面进行：以“制作个人网站”学习活动为例，将学生的个体学习报告进行了文本分析及在三次学习活动后对比学生的数字化学习与创新素养水平变化。
(一)数字化学习能力问卷调查分析
在三次学习活动前后对学生进行了数字化学习能力问卷调查，问卷主要考查学生数字化学习技术、数字化信息加工、数字化学习管理、数字化学习意识和数字化学习评价五个方面，共计20道题目。通过SPSS分析前测问卷的信度，得出该问卷的克隆巴赫系数α为0.933，说明量表的同质性相对很高，各因子间有较高的内部一致性。KMO值为0.724，P＜0.05，表明问卷的结构良好，适合做因子分析。
经SPSS分析，数字化学习技术、数字化学习管理、数字化学习意识和数字化学习评价四个维度的数据为非正态分布，采用非参数检验的统计方法；数字化信息加工维度的数据服从正态分布，采用配对样本t检验的统计方法。学生数字化学习能力的统计结果，如表2所示。
表2 数字化学习能力问卷调查统计
从表2中可以得出，数字化信息加工、数字化学习管理及数字化学习意识维度的p值均小于0.05，说明学生数字化学习能力在这三个维度是存在显著性差异的。从数字化学习与创新素养的角度来看，学生在学习活动结束后逐渐适应了数字化的学习环境，数字化学习的意识增强，数字化信息加工和数字化学习管理两个维度存在显著性差异表明学生数字化信息整合能力得到提高，能够对资源进行有效处理。
在数字化学习技术和数字化学习评价两个维度中，p值大于0.05，说明学生的数字化学习技术和数字化学习评价能力在前测和后测中不存在显著性差异。通过对学生进行访谈，我们得知学生数字化技术能力不存在显著性差异的主要原因是学生对数字化工具的使用能力在短时间内不能得到明显的提升，学生对数字化学习工具的高效使用，利用数字化学习工具解决问题的能力培养是一个漫长的过程。数字化学习评价能力提升的局限在于在学习活动中未能提供给学生充分的对数字化学习工具、数字化学习资源的评价机会，学生对于数字化学习过程和学习结果的合理评价能力没有得到较好的培养，这也是在培养学生数字化学习与创新素养中需要改进的地方。
(二)学生的数字化学习与创新素养
1.学生学习个体报告文本分析
为了进一步了解学生在学习活动中数字化学习与创新素养的变化，我们使用Nvivo软件，针对学生网站主题学习结束后的个人学习报告进行文本分析。将全体学生学习报告文本导入到Nvivo软件中，如图2所示，共创建了16个开放节点，89个参考点。以活动目标的三个层次为要素框架，对以上节点和编码内容进行二次编码，进一步概括归类相近的节点和编码，形成有层次的树状结构，如图3所示。各节点中对应的编码内容关键词、句示例如表3所示。
图2 Nvivo分析—编码节点与参考点数量
图3 Nvivo分析—编码节点
表3 Nvivo分析—编码节点举例
续表3
在以上节点与编码中，学生明确表示自己掌握了网站基础知识、对加工软件熟练操作、在数字化管理、数字化信息加工和数字化评价方面有很大的收获。尤其在数字化学习评价方面，学生能够对自己的网站、软件技术等进行反思，能提出更好的改进意见，能够公正地评价个人的学习体验和学习收获，正确认识自己，不断取得进步。文本分析结果表明制作个人主题网站的学习活动使学生的数字化学习与创新素养有了一定的提升，学生能够对资源有效管理并呈现出个性化的作品。
2.学生数字化学习与创新素养水平
在三次学习活动结束后，依据2017版高中信息技术课程标准中数字化学习与创新素养水平的具体描述对学生在学习过程中的表现进行综合评价。在每一轮学习活动结束后，划分学生目前的数字化学习与创新素养水平，如图4所示。由图可知，在三轮学习活动中，大部分的学生处于水平1和水平2，少部分的学生能够达到数字化学习与创新素养水平3，且处于水平1以上的学生总人数在三轮学习活动后是递增的。这些数据表明学生从数字化学习与创新素养的低水平向高水平转变，数字化的学习活动能够促进他们数字化学习与创新素养水平的提高。
图4 学生数字化学习与创新素养水平
六、结语
“从核心素养的本质出发分析，核心素养是知识、能力和态度等的综合表现”[16]，而面向高中信息技术学科核心素养设计学习活动是培养落实高中生核心素养的基础途径。研究结果表明：在数字化学习环境中，学生主动参与主题活动，协作交流，运用相应的数字化学习资源与工具，创作数字化作品，在一系列学习活动中使数字化学习与创新素养有较大提升；学生在数字化学习意识、数字化信息加工和数字化学习管理方面的表现有了显著的变化；从学生的个体学习报告中可以看出，学生技术操作能力和对资源工具的管理能力也有不同程度的提升，对数字化创新作品充满兴趣，对数字化学习持有积极的态度。在课程学习活动结束后，大部分学生能处于数字化学习与创新素养水平2和水平3，学生已不再满足知识技能层面的掌握，而是提升了自身的数字化学习素养。基于高中信息技术学科核心素养设计学习活动只是做了初步的尝试，由于信息技术学科核心素养的提升同时受到教学环境、教师教学能力、学生基础等因素的制约，因此在后续的研究中尚需深入完善。shtml,2018-10-10.
[1]施久铭.核心素养:为了培养“全面发展的人”[J].人民教育,2014,(10):13-15.
[2]张华.论核心素养的内涵[J].全球教育展望,2016,45(4):10-24.
[3]李润洲.何谓核心素养——一种“人—学习—知识”视角的回答[DB/OL].http://www.360doc.com/content/18/0511/20/11646305_753189253.
[4]钟启泉.“核心素养”的“核心”在哪里?[J].内蒙古教育,2016,(6):33-34.
[5]毕华林.学习能力的实质及其结构构建[J].教育研究,2000,(7):78-80.
[6]中国人民共和国教育部.普通高中信息技术课程标准(2017年版)[M].北京:人民教育出版社,2018.1.
[7]尼葛洛庞帝.计算不再只和计算机有关 它决定我们的生存[J].信息经济与技术,1997,(5):44.
[8]张妙华.数字化学习[M].北京:高等教育出版社,2015.
[9][16]解月光,杨鑫等.高中学生信息技术学科核心素养的描述与分级[J].中国电化教育,2017,(5):8-14.
[10]钟启泉.“三维目标"论[J].教育研究,2011,(9):62-67.
[11]杨晓哲,任友群.高中信息技术学科的价值追求:数字化学习与创新[J].中国电化教育,2017,(1):21-26.
[12]李玉顺,杨莹等.中学生网络学习活动设计流程及分析框架的研究——基于“视像中国”的初中生网络课程实践[J].中国电化教育,2017,(5):80-87.
[13]李远.大学生数字化学习能力现状调查研究[D].金华:浙江师范大学,2014.
[14]郭宝仙.核心素养评价:国际经验与启示[J].教育发展研究,2017,(4):48-55.
[15]时静.高中生地理学科核心素养水平层次评价的研究[D].南京师范大学,2018.
