初中信息科技项目式学习中提升高阶思维的问题链 设计与实施

摘要：本文聚焦于初中信息科技项目式学习中提升高阶思维的问题链设计途径，通过问卷调查、课堂观察以及教师访谈等方法，对初中信息科技项目式学习中问题链设计的现状与问题展开分析，提出策略，并结合“校园体育器材数字借记站项目”，阐述了问题链设计与操作流程。

关键词：初中信息科技；项目式学习；高阶思维；问题链设计；个性化创新

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2025）07-0037-04

引言

《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）指出：“创新教学方式，以真实问题或项目驱动，引导学生经历原理运用过程、计算思维过程和数字化工具应用过程，建构知识，提升问题解决能力。”随着社会对创新型人才的需求不断增加，培养学生的问题解决能力成为初中信息科技教学的重要任务。而问题链教学策略以核心问题为学习驱动，为培养学生的高阶思维提供了关键支持。本研究旨在探索初中信息科技项目式学习中提升高阶思维的问题链设计途径和方式，期望通过对初中信息科技项目式学习中问题链设计的深入研究，提高学生分析、评价和创造的高阶思维能力，同时为初中信息科技教师提供有效的教学策略和方法，促进初中信息科技教学质量的提高。

问题链设计的理论基础

1.问题链设计的理论依据

在布鲁姆认知目标分类中，高阶思维主要体现在分析、评价和创造三个层次。分析是指通过仔细地检查了解事物的性质以及其内部各个组成部分之间关系的一种思维方式。评价则是对事物进行判断和评估，判断其价值、优缺点等。创造是将要素整合为一个内在一致、功能统一的整体或形成一个原创的产品。在初中信息科技项目式学习中，问题链的设计可以依据布鲁姆认知目标分类，逐步引导学生从低层次的记忆、理解向高层次的分析、评价和创造发展。

2.问题链与高阶思维的关联

问题链教学策略对学生高阶思维的培养具有不可替代的价值，它以问题为导向，激发学生的创造力和批判性思维等高阶思维能力。人工智能的迅猛发展，加快了技术迭代更新，学生需要具备分析、评价和创造等高阶思维能力，才能适应不断变化的社会环境。而高阶思维能力能够帮助学生更好地解决实际问题，提高学生的创新能力和竞争力。

初中信息科技项目式学习中问题链设计现状与问题

1.问题链质量

①问题设计功利化。其主要体现为过度聚焦学生短期的技能掌握，却忽视对学生高阶思维能力的培养。在此情形下，问题链的设计通常围绕技能训练展开，缺少对学生分析、评价以及创造能力的引导。

②科学原理渗透不足。新课标强调从信息科技实践应用出发，帮助学生理解基本概念和基本原理。而在传统的教学中，科学原理渗透不足，问题链大多显得肤浅，无法引导学生深入探究事物的本质和科学性。

2.合作探究及参与度

①分工不明确。活动分工不明确严重阻碍了合作探究的顺利进行。

②参与度不高。这主要表现在以下几方面：首先，学生对项目兴趣不足。项目主题与学生的生活实际脱离，导致学生失去兴趣。其次，缺乏有效的激励机制，导致学生失去参与动力。最后，教师的引导不足。

3.问题链实施效果

①问题链的实践性弱。在当前的教学中，实验探究往往流于形式，缺乏实质性的实践内容。具体表现为：其一，实验设计过于简易，缺乏挑战性。其二，实验由教师进行演示，学生在一旁观看，学生没有真正动手操作的机会。或者，即便学生参与了实验，也只是按照教师的指令进行机械性操作，缺少自主思考和创新的空间。

②问题情境脱离学生生活。在目前的教学中，问题链的情境大多与学生生活情境割裂，使学生感到陌生且抽象，难以理解问题的背景和意义。

提升高阶思维的问题链设计策略与案例分析

1.以原理认知为根确定问题链核心问题

（1）核心问题的重要性

核心问题在问题链中起着关键作用，它如同问题链的“心脏”，为整个问题链提供动力和方向。在初中信息科技项目式学习中，核心问题能够引导学生深入思考信息技术的本质和规律，激发学生的学习兴趣和主动性，培养学生的高阶思维能力。

（2）马克思主义学院案例启示

部分大学的马克思主义学院在教学中也采用了问题链教学法，引导学生深入思考马克思主义的基本原理和方法。例如，在马克思主义哲学教学中，核心问题是“世界的本质是什么”。这个核心问题能够引导学生思考物质与意识的关系、辩证法的基本规律等问题，从而深入理解马克思主义哲学的基本原理。借鉴马克思主义学院的问题链教学法，可以在初中信息科技项目式学习中，以原理认知为“根”确定问题链的核心问题。

2.以真实情境为引设计问题链情境

（1）真实情境的作用

真实情境在教学中起着重要作用。它可以有效地激发学生的学习兴趣，使学生切实感受到知识的实用性和价值。当学生面临与自身生活紧密相关的问题时，能迅速将抽象的知识与具体的情境相结合，使其在真实情境中体验知识的应用过程。

（2）校园体育器材数字借记站案例

在校园体育器材数字借记站项目中，可以通过以下方式设计真实情境。

首先，将项目背景设置为学校体育器材管理中存在的实际问题，如器材丢失、损坏、借用记录不准确等，让学生了解这些问题对学校体育教学和学生体育活动的影响，激发他们解决问题的动力。

其次，带领学生实地考察学校的体育器材室，让他们观察体育器材的种类、数量、存放方式以及借用流程等。在这个过程中，引导学生思考如何利用物联网技术来改善体育器材的管理。例如，学生可以观察到体育器材的借用需要人工登记，容易出现错误和遗漏。这时，教师可以引导学生思考如何通过物联网技术实现自动登记和管理。

再次，让学生扮演不同的角色，如体育器材管理员、学生借用人等，模拟体育器材的借用和归还过程。在这个过程中，让学生亲身体验现有管理方式的不足之处，从而激发他们设计更好的管理方案的欲望。

最后，将学生分成小组，让他们根据实地考察和角色扮演的体验，设计基于物联网技术的校园体育器材数字借记站方案。在这个过程中，教师可以提供一些真实的案例和数据，如其他学校的成功经验、物联网技术的应用效果等，帮助学生更好地理解问题和设计方案。

3.以功能应用为网分解核心问题

（1）分解核心问题的方法

在初中信息科技项目式学习中，以功能应用为网分解核心问题可以采用以下方法。首先，明确项目产品的功能需求，将核心问题分解为多个子问题，每个子问题对应一个具体的功能需求。例如，可以将“如何利用物联网技术实现体育器材的数字化管理”这个核心问题分解为“如何通过传感器技术实现器材的实时监测”“如何通过通信技术实现自动借还记录”“如何通过数据分析技术进行库存管理”等子问题。其次，针对每个子问题，进一步分析其实现的方法和步骤。最后，将各个子问题的解决方案整合起来，形成个性化创新的解决方案。

（2）具体案例分析

仍以校园体育器材数字借记站项目为例，通过以功能应用为网分解核心问题，学生可以更好地理解项目的要求和目标，提高自己的高阶思维能力。

首先，在确定项目产品的功能需求时，学生通过对学校体育器材管理现状的调研，发现了器材丢失、损坏、借用记录不准确等问题。针对这些问题，学生提出了器材实时监测、自动借还记录、库存管理等功能需求。

其次，在将核心问题分解为多个子问题后，学生针对每个子问题进行了深入的研究和探索。例如，在解决“如何通过传感器技术实现器材的实时监测”这个子问题时，学生通过查阅资料、请教老师等方式，了解了不同类型的传感器及其特点，选择了适合体育器材监测的传感器，并设计了传感器的安装方案；在解决“如何通过通信技术实现自动借还记录”这个子问题时，学生对比了不同的通信技术，选择了稳定可靠的通信方式，并设计了数据传输的协议和格式；在解决“如何通过数据分析技术进行库存管理”这个子问题时，学生学习了数据分析的方法和工具，设计了库存管理的算法和模型。

最后，通过将各个子问题的解决方案整合起来，学生成功地设计出了基于物联网技术的校园体育器材数字借记站方案。

在这个过程中，学生不仅掌握了物联网技术的知识和技能，还提高了分析、评价和创造能力。

4.以微实验探究为径引导学生真参与真合作解决问题

（1）微实验探究的意义

微实验通常具有明确的目标和具体的任务，能够激发学生的学习兴趣和探索欲望，让学生在实践中感受信息科技的魅力，提高他们对项目的参与度。同时，微实验探究强调学生的合作与交流，通过合作，学生可以充分发挥各自的优势，提高实验效率，同时也培养了团队合作精神和沟通能力。此外，微实验探究有助于学生问题解决能力的提升。在实验过程中，学生会遇到各种问题，如实验设备故障、数据异常等，这些问题需要学生运用所学知识进行分析和解决，因此，学生的思维能力能在问题解决过程中逐步得到提高。

（2）微实验案例展示

仍以校园体育器材数字借记站项目为例，在项目实施过程中，教师可以设计一系列微实验，引导学生进行合作探究。例如，设计一个“体育器材自动借还系统”的微实验，让学生通过实验探究如何利用物联网技术实现体育器材的自动借还。在这个实验中，学生们分成小组，共同完成以下任务：

首先，根据实验目标进行分工。有的学生负责研究自动借还系统的工作原理，有的学生负责选择合适的传感器和通信设备，有的学生负责编写程序实现自动借还功能。

其次，根据分工进行实验准备，如安装传感器、连接通信设备、编写程序等。在实验过程中，学生们需要不断地调试和优化系统，以确保自动借还功能的正常实现。

再次，各小组进行实验结果展示和交流。每个小组介绍自己的实验方案、实验过程和实验结果，并接受其他小组的提问和建议。

最后，教师对各小组的实验进行评价和总结。教师可以从实验方案的合理性、实验过程的规范性、实验结果的准确性等方面对各小组进行评价，同时对实验中涉及的物联网知识进行总结和讲解，帮助学生更好地理解和运用知识。

通过这样的微实验探究，每个学生都能真正参与到项目中，积极合作解决问题，不仅掌握了物联网技术的知识和技能，还提高了合作学习能力和问题解决能力。

5.以多元评价结果为尺反馈问题链实施效果

（1）多元评价的重要性

多元评价在问题链实施效果评估中具有至关重要的作用。一方面，它能够全面、客观地反映学生在问题链引导下的学习过程和成果；另一方面，多元评价可以为教师提供有价值的反馈信息，帮助教师及时调整教学策略。通过分析评价结果，教师可以了解学生在哪些方面取得了进步，哪些方面还存在不足，从而有针对性地改进问题链的设计和实施，提高教学质量。

（2）案例分析

在“搭建校园体育器材数字借记站”的物联网项目中，通过多元评价量表的应用，可以对“搭建校园体育器材数字借记站”物联网项目的实施效果进行全面评估。例如，在学生自评中，如果大部分学生认为自己在项目中的参与度高、运用了高阶思维并且对物联网技术有较好的理解和掌握，说明学生在项目中取得了较大的进步，问题链的实施效果较好。在小组互评中，如果各小组之间认为彼此的合作默契、创新能力强、分析和解决问题的能力高，说明学生在合作学习方面取得了良好的效果，问题链的设计有助于培养学生的团队合作精神和创新能力。在教师评价中，如果教师认为学生的学习态度认真、高阶思维能力表现出色、作品质量高，说明问题链的实施达到了预期的目标，对学生高阶思维的培养起到了积极的作用。

同时，根据评价结果，教师可以及时调整问题链的设计和实施策略，进一步提高教学质量。例如，如果学生在自评和互评中反映出对物联网技术的理解还存在困难，教师可以在后续的教学中增加相关的知识讲解和实践操作环节；如果教师在评价中发现学生的创新能力不足，可以在问题链的设计中增加更多的开放性问题，引导学生进行创新思考。总之，多元评价量表的结果为问题链的实施效果提供了有力的依据，有助于教师不断改进教学，更好地培养学生的高阶思维能力。

结论与展望

在初中信息科技教学中，设计能够提升高阶思维的问题链是项目式学习的重要组成部分，为落实倡导以真实问题为驱动的真实性学习理念提供了途径与方式。在具体的教学实施中，信息科技教师在关注问题链教学策略的同时，还需注重问题链对学生高阶思维能力的培养。在确保应用问题链教学的基础上，进一步优化问题链设计，通过持续优化核心问题，不断探索更为科学的设计方法，以确保核心问题能够更为精准地引领学生高阶思维的发展。

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