創造意義學習：“算法與數據結構”模塊教學研究

金敏

【摘 要】意義學習基于真實的實踐活動，從意義解構到意義建構，它倡導學生思維的綜合發展，促成教學多方對話，從知識習得走向思維發展，從課本學習走向多維探究，從單向輸入走向教學共生。本文以“意義學習”為切入點，探討對初中信息科技“算法與數據結構”模塊教學的啟迪意義，并探索了意義學習的過程。

【關鍵詞】意義學習；算法與數據結構；教學實踐

【中圖分類號】G434? ?【文獻標識碼】A

【論文編號】1671-7384（2024）02、03-076-03

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》的頒布與實施，進一步凸顯全面提升學生數字素養與技能，培養學生用算法思維分析解決實際問題的能力。但由于算法與數據結構相關知識理論性較強，又很抽象，給教師的“教”和學生的“學”帶來難度，課堂呈現負面化：教學模式簡單化，學習內容枯燥乏味；教學過程灌裝化，學生無法理解學習；教學知識碎片化，學生缺乏系統學習；學習注重功利化，學生失去學習樂趣。如何建構一種能真正促進學生發展的“意義學習”方式，讓學生能夠理解基礎知識，掌握基本技能，又能在現實生活中靈活應用？

意義學習，看見每天學習的快樂

意義學習是一種關注學生與知識之間實質性聯系的學習方式，強調學習者主動參與、教師情境設計和知識建構的發展性。這種學習方法不僅關注知識的積累，還關注個體行為、態度和個性的成長。

1.“邏輯意義”挖掘：學習材料作用的充分關聯

意義學習的一個前提條件就是學習內容本身必須具備邏輯意義，并且學生已經知道的知識內容對學生的學習具有重要影響。教師應該從學生已經具有的知識結構開始，挖掘教材蘊涵的邏輯意義，關注新舊知識的相互聯系和相互作用，使學習材料成為學生新的認知結構生長點。

2.“心向意義”激發：學生主體作用的充分實現

學生進行意義學習時，處于一種積極主動的思維狀態，會形成對學習的自覺要求。學生學習有四個層次：第一個層次是學生參與的各個學習和成長的場景；第二個層次是學生投入，包括認知、情感、意愿的投入，學生投入了學習便發生；第三個層次是學生學習，即專業知識、自我管理、遷移能力的呈現；最后一層是學生發展，就是發展核心素養。意義學習就是要注重激發學生的“心向意義”，促使他們由“要我學”變為“我要學”。

3.“顯性意義”運用：教師主導作用的充分發揮

意義學習的過程中，不是教師單方面的情感投入和知識輸出，而是師生彼此成全的雙向建構。教師要站在學生角度，考慮學生的感受，尊重、賞識、啟發、反思，打開學生心靈的窗戶。在學生活動的每一個層次都有相應教師角色的變化，在學生參與層次是組織者，在學生投入層次是促進者，在學生學習層次是激勵者，在學生發展層次是伙伴。學習是師生之間的互動，相互交流、相互啟發、相互補充，從而豐富教學內容，求得新的發現。

意義解構，為意義學習體驗奠基

教師在核心素養培養目標統領下，對學習內容進行意義解構，多元化解讀，整理出用于意義學習的素材和資源，精心設計目標、情境、問題、評價等，擴展課堂教學場域，創設開放的活動氛圍，通過問題生發思維動機，促成學生對問題的理解和解決，幫助學生透過現象看本質。

1.目標融合素養促系統領動

學習目標是實現有意義學習和有效教學的首要原則。意義學習著眼于整體，這種整體性，既體現在教材內容及其反映的思想方法的一體性上，又體現在各部分內容的有機聯系上。教師只有對教材內容的系統結構了如指掌，才能把準教學的大方向，才能引領學生整體認識系統的知識結構，掌握理論體系，使得所學內容前后連貫，渾然一體。教師圍繞教學內容，從學科核心素養的角度，整體設計單元目標，視角走向整體，發展學生的素養；精準把握單課目標，使得每課教學能夠更好地為單元目標的達成而服務。

如教師解讀課程標準、教師用書和教材，準確定位“算法”的邏輯起點，將學生定位為教學活動的主體，思考學生能學到什么、能做到什么，確定意義建構的內容，確定要掌握的知識技能，確定學習遷移的能力（表1）。這樣，學生從一開始就可以知道學習的預期結果，系統地引領學習的全過程。

2.知識聯結生活助情境調動

思考的開始階段就是經驗，學習就是經驗的不斷擴展，不斷同化新知。教師要捕獲與學生生活環境、學科知識背景相關的、有社會現實意義的現象或活動，從而設計學生感興趣的教學情境，將新知融合到學生已有的知識結構中。曾經經歷的熟悉情境會對學生更有黏性，使其如臨其境，可以引發高階思維，也能夠提供問題化的組織結構，提供有意義的目的。

例如，為避免單純的概念性講解數據結構的知識，教師引出現實事例：①超市為方便顧客和管理，設立電子寄存柜?！凹拇妗笔侨绾螌崿F的呢？（數組）②應用軟件大多提供“撤消”功能，允許撤消有限的操作步驟?！俺废笔侨绾螌崿F的呢？（棧）③銀行、醫院等為方便按序辦理業務，都有“排隊叫號系統”，你知道計算機是怎么實現自動排隊的呢？（隊列）在蘊含經驗的情境中產生真實的問題，作為思考的刺激物，不斷激活學生已有認知結構，為學習新知識提供穩定的附著點。

3.活動深度實踐以問題驅動

真實情境的原始素材往往具有問題開放性、條件隱蔽性、價值多元性特征，不適合直接作為教學素材展開教學，需要教師進行一定的加工。教師要梳理核心概念，確認與這些核心概念相關的一系列基礎知識和技能，以此達到知識與素養的兼得。在設計驅動性問題時，教師可以借助工具提前做調查，了解學生的已知、未知，并從學生那里獲得問題的雛形，結合學生的生活經驗和個性特點，從這些問題中選擇并轉化，將抽象深奧的本質問題轉化為學生感興趣的問題，從而更好地為學生指出持續思考、自我探究的方向與方法。

例如，選擇排序比較次數問題，設計趣味體驗活動：10個外觀一樣的被測物，只能使用天平比較兩個不同被測物的重量，每次只能比較兩個，設計方法最快得出結果。教師設計問題：①共比較幾次才找到最輕物？②比較幾次才能發現3個被測物中最輕的一個？③如果被測物有100個，要比較幾次？④設計一個公式，計算在n個被測物中找到最輕被測物需要比較的次數。

4.學習日志運用引評價互動

評價貫穿于整個學習歷程之中，發生在所有時間、所有環節之中。教師匯聚學生的活動數據，利用不同的分析指標對學生活動行為、經歷等要素建模，了解學生的學習認知風格、思維方法和學習策略，從目標情感、過程與知識等層面給予積極的反饋，提供個性化的報告、推薦、建議，從而促進學生更加有效學習。

教師可借助學習日志記錄學生的學習過程，包括學習的進度、解決問題時的困惑與突破等，這是非常好的過程性文件。在學習過程中，教師要跟蹤學習日志，并進行評分。教師通過翻閱學生的學習日志，可以找到學生學習中的需求，使得教學更具有實效性和針對性。

意義建構，形成動態的連貫整體

意義學習注重讓學生體驗概念的發現過程，理解知識與技能背后的“理”，感悟信息科技的思想與方法，形成可遷移的思維方式。學生在學習活動中要像科學家一樣遇到真實的問題并進行決策、思考、假設、驗證，進行整合了技能、態度的實踐行動。

1.課前探習：變“學跟著教”為“教為學輔”

有效的前置活動可以充分發揮學生的主體作用，促進課堂的自主與開放。探習看似簡單，實則內涵豐富。用生活中的問題激發學生積極思考，讓學生帶著自己的已知來到課堂，盡管零散、不成系統，但已做到“心中有底”，所以此時的學習不會是“漫無目的”地跟著教師走，而是帶著思考、帶著問題主動探究。有啟發性的體驗之后的“教”要比沒有任何體驗就“教”的效果明顯好很多。

2.課中研習：變“教師講授”為“主動探究”

杜威在《我們如何思考》一書中說“沒有概念的生成過程，就不能獲得任何知識的遷移，更不能對新體驗產生更好的理解?！睂W習不是把概念直接裝進學生腦袋里，不是被動、機械地習得，更不是重復地死記硬背，而是要回歸學習的本質，回歸學習是對問題的探求。

（1）實踐探究。在富有挑戰性的情境中，學生結合生活經驗，不斷洞察，有創造力地思考。在解決問題中理解概念，逐步形成“專家思維”，使記憶更為深刻和持久。學生經歷各種社會性的互動，對話、質疑、討論，通過互助分享，達到知識的分享。如設計杭州到北京耗時最少的旅行路線方案，學生需要完成三個探究活動?；顒右唬簡栴}分析，解析人工解決問題的步驟，體驗計算機解決問題的過程；活動二：設計算法，進一步掌握算法的概念和描述方法，理解算法的概念；活動三：程序體驗，借此了解程序語言的發展歷程，體驗Python程序的運行，并深入了解程序設計語言的產生與發展。

（2）遷移拓展。學生只有把獲得的知識和技能、原理和態度遷移到其他新的情境問題中，才能夠產生真正持久的理解。教師要以促成反思和拓展為導向，引導學生復盤學習過程，展示并檢驗思維收獲；梳理已有知識結構、體系，產生新思考；遷移已有方法、經驗，創造新成果。學生在擴充和完善原有的知識結構，提升和發展思維品質，形成強遷移能力，解決更復雜的問題的過程中，提升核心素養。如設計不同的旅行路線方案算法，學生考慮交通費用最少、路程最短、時間最短等多種因素；組建團隊，明確任務，設計方案并實施，形成作品并評價；使用多種工具方法，如頭腦風暴、思維導圖、搜索技術、數據建模等，發掘事實和方法背后的含義并謹慎運用，創造新意義。

（3）評估反思。教師組織學生對活動中的學習經歷與體驗進行討論、分析和評估，表達感受、反饋意見，讓學生在活動中能有一定層次的感悟，使得學生能夠更好地掌握和應用所學的知識與技能。

3.課后練習：變“機械重復”為“探究提升”

有意義學習理論告訴我們，每個學生都有學習的潛能。課后，教師提供的課后習題要具有層次性、探究性和開放性，讓不同層次的學生都能得到提升與發展，引導學生更靈活地運用所學知識，基于“實物、實情和實地”去發現新問題，解構問題，尋找解決方法，深入到學習中。這樣不僅調動了信息科技學科不同領域知識，同時也調動了其他學科的學習，從而實現信息科技學科內、外部領域的全景整合。

意義學習是重要的教學研究命題，其核心指向為促進學生身心健全發展，在“心向意義”維度強調自發學習，在“邏輯意義”維度強調新舊聯系，在“顯性意義”維度強調以人為本。教師應領會意義學習理論，合理解構及建構，實現學生成長的最優化。

作者單位：浙江杭州市建蘭中學

編? ?輯：馮艷艷