数字化学习与创新素养导向的信息科技学习活动设计研究

摘要：数字化学习与创新素养的培养能较好地赋能数字化学习全过程，促进学习模式的变革和学习方式的改变，助力学习效率和质量的提升，为终身学习能力的培养打下良好基础。信息科技学习活动设计应依据核心素养要求，遵循指向性、探究性、主体性、实用性原则，明确学习目标、过程管理和评估反馈的各个环节，推动学习活动的开展。同时，要从提升教师数字素养、构建教学研究共同体、推动全面质量管理等方面推进学习活动的系统化和科学化设计。关键词：数字化学习与创新；信息科技教学；学习活动设计《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称《标准》）强调学科核心素养是课程育人价值的集中体现，是学生通过课程学习逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力。信息科技课程的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[1]4。数字化时代，信息科技学科核心素养能够帮助学生更好地适应数字化学习和生活，促进学生数字素养和技能的有效提升[2]。数字化学习与创新作为信息科技课程的四大核心素养之一，具有举足轻重的地位。数字化学习与创新素养的培养能较好地赋能数字化学习全过程，促进学习模式的变革和学习方式的改变，助力学习效率和质量的提升，为终身学习能力的培养打下良好基础。一、数字化学习与创新素养的内涵关于数字化学习与创新的内涵，《标准》指出：数字化学习与创新是指个体在日常学习和生活中通过选用合适的数字设备、平台和资源，有效地管理学习过程与学习资源，开展探究性学习，创造性地解决问题。具备数字化学习与创新素养的学生，能认识到原始创新对国家可持续发展的重要性，养成利用信息科技开展数字化学习与交流的行为习惯；能根据学习需求，利用信息科技获取、加工、管理、评价、交流学习资源，开展自主学习和合作探究；在日常学习与生活中，具有创新创造活力，能积极主动运用信息科技高效地解决问题，并进行创新活动[1]5。根据《标准》，数字化学习与创新素养培育在不同学段的具体要求也不尽相同，但可以看出，着力点是数字化环境下的学习与创新。学习与创新既是数字化学习与创新素养培养的过程，又是其培养的目标。数字化学习是指运用数字设备、平台和资源开展的学习，教师和学生能有效利用数字化理念、技术和方法等管理自身的学习过程，在此基础上开展合作探究和创新。学习是创新的基础，没有有效的学习，创新则无从谈起。创新要求学生能利用数字化思维和方法更好地解决实际问题，在解决问题的过程中运用创新的思维、理念和方法，提高问题解决的效率和质量。可见，数字化学习与创新素养对学生数字化学习能力和创新能力发展提出了更高的要求，该素养的培养需要其他核心素养的支撑，共同形成合力，促进学科核心素养的发展。二、学习活动的内涵、环节与设计原则（一）学习活动的内涵关于学习活动的内涵，学界尚未有较为统一的界定。杨开城认为，学习活动是指学习者以及与之相关的学习群体为了完成特定的学习目标而进行的操作总和[3]16。由此，学习活动可以看作系列化的学习事件，学习事件具有明确的目标导向。杨开城还认为，学习活动设计的内容应包括活动任务或主题的设计、活动基本流程和步骤的设计、活动监管规则的设计和活动评价规则的设计[3]17，即以活动的流程化视角看待学习活动组织的全过程。郭元祥认为，学习活动是由学习的内在过程、活动结构，以及学生作为发展主体的学习者形象、学习投入和学习体验等方面综合体现的发展性活动。学习活动是集认知过程、情感过程和意志过程于一体的完整的心理活动。学习活动本身具有鲜明的情境性和过程性，学习情境和活动过程是核心素养生成的前提[4]。可以看出，学习活动更加强调学习投入和学习体验，同时心理活动也受到了格外关注。综合以上论述，结合数字化学习与创新素养培养目标，笔者认为，学习活动是以促进学生数字化学习能力和创新能力培养为目标，对课程学习目标、学习主题、学习内容、学习资源、学习项目、学习任务、学习情境（场景）、学习时间、学习方法、学习工具、学习协同、学习评价等进行整合和管理的系列学习事件的综合，具有协作性、发展性和创新性，活动开展过程中要重视学生的认知体验、情感投入和心理状态。（二）学习活动的环节从以上内涵界定中，可以较为清晰地看出学习活动所包含的环节。学习活动的核心环节是围绕学习主体（学生）展开的教与学的过程，每一个环节都是相对独立的单元，但同时环节之间又存在着紧密的联系，学习活动设计者和参与者应当通过相关“线索”和协作形成完整的学习事件链条。从学习活动开展的进程来看，学习活动可分为目标确定环节、活动主题设计环节、活动内容设计环节、活动环境设计环节、活动方法指导环节和活动评价反馈设计环节。（三）学习活动的设计原则学习活动设计关系着学习进程和学习质量，应当科学、有效，应遵循如下原则：一是指向性原则。学习活动设计应指向核心素养培养，指向复杂、高阶问题的解决。二是探究性原则。学习活动设计应有探究性，探究性是培养学生数字化学习与创新能力的关键步骤，探究的内容包括科学原理、规律和方法等。三是主体性原则。学习活动设计的中心应是“学习者”这一主体，应当以学生的学习需求为发力点，以真实的需求引领学习活动设计的全过程。四是实用性原则。学习活动设计导向应具有实用性，能够体现学习结果的运用，让学生通过迁移运用对课程学习产生兴趣，体验学以致用的过程和乐趣，激发学习的深层动机，并产生持续学习的意愿。因此，学习活动设计的内容要适用、方法要可行、难度要适中。三、数字化学习与创新素养导向的学习活动设计模型根据数字化学习与创新素养导向要求，结合学习活动设计的要素和原则，设计学习活动模型（如图1）。数字化学习与创新素养导向的学习活动设计模型由目标确定、过程管理和评估反馈三大模块构成，模块之间相互联系，共同推动学习活动的开展。学习活动设计分为六大环节，分别为目标确定、活动主题设计、活动内容设计、环境设计、活动方法指导、活动评价反馈，各个环节下面是其对应的核心要素。（一）目标确定目标确定环节需要明确数字化学习目标。应根据数字化学习与创新素养培养要求，制定可行的数字化学习目标。学习目标是学习活动设计与实施的方向，因此知识与技能、过程与方法以及情感态度和价值观等方面的目标都要有体现。同时，还要注重课程目标、学习活动目标与个人目标的有机结合。（二）活动主题设计活动设计者在数字化学习目标的导引下，设计系列化的数字化学习活动主题，可以是结构化的，也可以是非结构化的。主题的设计可围绕一个或多个学科进行，应考虑跨学科的知识和技能，鼓励学生运用信息科技获取、加工、管理相应的学习资源，提升学生的问题意识和解决问题的能力，启发学生的创造性思维。（三）活动内容设计活动设计者在确定活动主题后，进一步设计活动内容，包括数字化学习内容、资源、项目和任务。数字化学习内容是对学习主题的解构，应该体现系列化、结构化，能促进学生对所学知识的内化和重组。数字化学习资源应根据活动主题和学习内容，有针对性地选择或开发，作为学习案例或支架提供给学生，提升学生的信息加工和资源整合能力。数字化学习项目和任务，依赖数字化学习资源和平台，要能促进学生创新数字化学习方式、提升数字化交流协作水平、管理数字化学习过程，同时能够不断更新数字化学习理念。数字化学习项目和任务是紧密联系的，共同服务于学习目标的实现，其区别主要体现在项目相对于任务来说，管理难度更高，时间跨度更大，方法更加综合多样。项目可以由多个任务组成，任务的完成又需要有项目思维，两者相互联系，相互促进。（四）环境设计根据活动主题和内容设计相应的数字化学习情境和学习场景。数字化学习情境指通过数字化手段构建相应的学习情境，创设学习氛围、激发学生思维，让学生通过与情境的深度互动习得知识和技能。学习情境应具有真实性和生活性等特点。数字化学习场景本质上是数字化学习情境的延伸，更加关注数字化技术（如人工智能、虚拟现实技术等）构建的虚拟化、沉浸式的学习场景，以调动学生多感官参与学习，提供相应的学习分析和个性化辅导，能促进学生更加高效地学习知识和技能，进而提高数字化学习的适应力。（五）活动方法指导要指导学生明确数字化学习的时间安排，制定相应的时间管理策略，如考虑与其他学科的错峰安排、碎片化时间的应用、移动学习的可能时机，指导学生结合主题内容的难易度、结合自身发展规划和知识水平安排时间，通过时间管理提升学习效率。应根据不同的活动主题和内容提供不同的方法指导，如开展主题沙龙学习、体验学习、参观学习、问题导向式学习等，帮助学生更好地找到学习路径。数字化学习工具是数字化学习与创新素养培养的重要介质，应指导学生学会选择合适的学习工具，如合适的数字化学习平台、教育类App（能够记录学习历程）、学习软件（如思维导图）、协作学习工具、实验操作空间和场所、知识评测工具等。数字化学习与创新素养要求学生了解和掌握数字化学习环境下的协同学习，如基于学习平台的主题讨论协作、分组分工完成对应任务的协作、面向问题解决的协作等。（六）活动评价反馈数字化学习评估、反馈、优化是活动评价反馈的主要要素。数字化学习评估是手段，反馈是方法和过程，优化是目的。数字化学习评估主要是对学生数字化学习与创新素养的培养情况做针对性的评估，可以结合各个维度的学习数据，利用学习分析技术综合评估学习情况。数字化学习反馈是根据学习评估结果针对性地给出学习反馈意见。学习反馈强调及时性和差异性，同时也要结合学生的“内反馈”（即自我学习反馈）与学习评估外反馈（即教师反馈、平台反馈、同学反馈等），综合给出反馈意见。在此基础上，提出数字化学习与创新素养培养的综合优化意见，优化的层面包括理念、知识、方法、技术和工具等。四、数字化学习与创新素养导向的学习活动设计优化建议要推动学习活动设计的高质量发展，需要对师资、服务、课程、平台、资源、质量管理、学习支持等要素做优化。本文重点关注影响学习活动设计的教师数字素养提升、教研共同体建设、过程质量管理三个维度的优化。（一）提升教师数字素养教师是学习活动设计的核心参与者。数字化学习与创新素养导向的学习活动设计对教师的数字素养提出了挑战。教师数字素养，即教师适当利用数字技术获取、加工、使用、管理和评价数字信息和资源，发现、分析和解决教育教学问题，优化、创新和变革教育教学活动而具有的意识、能力和责任[5]。在实践中，信息科技教师的数字素养水平影响学习活动开展的过程、质量和效果。因此，信息科技教师应当充分认识数字素养在职业生涯和专业成长中的重要价值；积极参与数字素养相关研训，掌握新的知识、理念、方法和技能；通过数字化创新实践，提升数字化解决问题能力，逐步培养和优化数字思维；基于数字化学习相关理论，积极开展数字化教学研究与实践。通过“设计—实践反思—优化调整”的循环过程，不断提升数字素养，从而能够设计合适的学习活动并付诸实践，实现学科核心素养的培养目标。（二）构建学习活动设计教学研究共同体学习活动设计教学研究共同体是推动学习活动优质高效开展的必要条件，这源于学习活动系统本身的复杂性和高阶性。从学习活动开展的实践经验看，笔者认为学习活动设计具有较强的研究性。这源于学生的数字化学习基础和体验不同，同时学校数字化学习支持的核心要素供给也存在差别，如不同学校的数字化校本课程、数字化学习平台和资源、数字化学习软硬件配套、学科教师、校内外科技辅导教师和技术支持团队等存在较大的差异。以上学习活动涉及的要素都需要针对性研究，要根据学校的发展定位和特色规划，高效率配置学习活动设计要素。同时，学习活动设计具有很强的实践性。学习活动设计的效果需要通过教学实践检验，面向数字化学习与创新素养培养的教学难度大、要求高。不同的学段、不同的班级、不同的学校学情都有所不同，这就增加了教学实施的难度；《标准》对数字化学习与创新素养培养要求高，这就要求教学必须优质和高效。基于以上学习活动设计的研究和教学实践现状，需要构建学习活动设计教学研究共同体，共同研讨学习活动的设计与实施，推进学习活动的系统化和科学化设计。（三）以全面质量管理视角管理学习活动设计全过程学习活动设计过程的质量管理是整个学习活动质量的重要保障，学习活动过程的优化能够较好地促进学习活动质量的提升。全面质量管理是一种较好的过程质量管理视角和方法。全面质量管理体现一个“全”字，是全员、全过程、全方法的质量管理[6]。数字化学习与创新素养导向的学习活动设计本质上是一种学习活动实践，具有过程性和阶段性特点，因此，需要以质量管理视角审视