非语言表征在初中信息技术教学中的应用研究*

况 旭

（广东省佛山市顺德区东逸湾实验学校，广东佛山 528303）

一、问题的提出

在21世纪，以知识经济为特征的社会变革最为迅速，信息技术对生活、学习等方面都产生了深刻的影响。教育部2018年4月提出的《教育信息化2.0行动计划》指出教育信息化已从融合应用向创新发展演进，全面提升师生信息素养已成为行动计划的重要目标[1]。信息技术课程教学的重要性也日益突出，要求培养学生学习探究信息技术的兴趣，养成良好信息意识，提高信息获取、处理能力，培养学生使用信息技术支持学习和解决问题的意识和能力。

初中信息技术课程类型主要分为三种：以计算机和网络为基础的信息技术理论课、以flash、photoshop、Excel和音视频为基础的软件操作课和以python为基础的程序设计课。信息技术理论课是学生学习信息技术的基础课程，对于初中生来说学起来会显得枯燥一些，厌学的现象比较严重。软件操作课具有很强的实践应用性和工具性，由于即学即所得，学生学习兴趣比较高，但有时一些基础概念没有理解好，也会影响到学生软件操作应用的学习。程序设计课程是初中信息技术的核心内容，难度比较大，学生厌学现象更为严重。

基于以上问题，本文以“非语言表征”教学策略为基础，在初中信息技术课堂进行了实践探索，以解决相关问题，提高教学质量。

二、“非语言表征”教学内涵

表征字面意义为“再现”，同时又有代表与象征的含义，为20世纪80年代认知心理学引入中国时如此翻译[2]。心理学家佩维奥提出“双重编码”理论，指出在信息的存储、加工与提取中语言与非语言的信息加工过程是同样重要的，因此增强对知识的回忆与识别可同时用视觉和语言的形式呈现信息[3]。“非语言表征”就是以“双重编码”理论为基础，指的是表象方式的表征，表象方式即表现为心理图像甚至是生理感觉，如嗅觉、味觉、触觉、动觉和听觉等。

研究表明，如果教师在教学中使用语言和非语言这两种系统表征越多，学生对知识的思考和回忆就更好[4]。信息技术学科是一门理论加操作相结合的一门学科，在理论课、软件操作课和程序设计课有一些难以理解或抽象程度比较高的知识点，通过非语言表征就能很好帮助学生在有限的时间内理解应用知识，且使得回忆更加容易。初中信息技术课程中的非语言表征主要体现在教师通过使用图解、图形图像、模型、动作和动画等方式进行对相关知识点教学，促进学生对学习内容的深度理解，发展学生的非语言表征能力。

三、非语言表征在初中信息技术教学中的应用

（一）非语言表征在初中信息技术理论课上的应用

1.图解表征—概念图

概念性模式同时结合了语言方式和非语言方式，语言方式利用了相关概念与关系词，非语言方式利用了符号、连线与箭头。它是围绕一个焦点问题，把与问题相关的概念及关系构成一个关系网，体现了学生对这一焦点问题的认识。

七年级信息技术上册第四课《信息交流中的法律与道德规范》和第五课《信息安全》两课中概念众多，关系复杂。为了让学生能更好地对相关概念及其关系进行理解，教师利用概念图对与“如何防范信息安全风险”相关的概念和关系进行了梳理，把导致“信息安全风险”的种类和防范“信息安全风险”的措施构建了一个概念性的关系网（如图1）。

图1 如何防范信息安全风险

在教学结束前3分钟利用“问卷星”对学生进行课堂小测，题目涉及到安全技术使用、安全防范意识和法律法规三个方面五道选择题。笔者发现利用概念图进行梳理的2班在相关概念或概念关系的客观题测试中全部正确率可达98%，正确率明显高于没有呈现概念图进行梳理的8班，8班与2班为相同层次的班级，学生人数相差一人，这次小测的正确率为83.7%。

2.图画与图像

画出图画或图像（如符号性的图画）来表征知识，是在心理上产生非语言表征的一种有效方法[5]。本文认为动画也属于非语言表征的一种方式，归类为图画与图像表征，即利用多张图画或图像来表征信息。

在讲授动态IP地址的工作原理时，教师设计了一个flash动画，呈现了电脑拨号动态获取IP地址和归还IP地址的过程，使学生理解动态IP地址的工作原理。讲DNS工作原理时，同样设计了一个flash动画。它全程展示在浏览器输入网址，网址如何转换成IP地址（网络认识），最后又如何使用IP地址找到服务器并返回网页的全过程。DNS动画不但可以使学生对DNS的工作原理有一个理性的认识，而且在心理上学生也产生了一个打开网页全过程的非语言表征。

在教学结束前3分钟利用提问的方式对学生的理解进行检测。通过学生对动态IP地址和DNS工作原理的描述，笔者发现学生在自己的头脑中已产生了相应的非语言表征。

3.心理图画

产生非语言表征最直接的方式是简单构建（比如想象）所学知识的心理图画。在信息技术理论教学中，心理图画就是把理论与学生生活经验相结合，用学生已知来表征理论知识[6]。

在讲授动态IP地址（有限的IP地址如何让更多电脑使用）的工作原理时，教师可以借用生活中的实例：共享单车来构建动态IP地址的心理图画。公共自行车数量有限，它是如何做到为超过自行车数量的人服务呢？这时学生会提取生活中的经验然后进行分析，同时学生也构建了动态IP地址工作原理的心理图画。

在课堂教学中，笔者通过提问的方式询问学生生活中是否还有类似的例子，学生能很快好说出生活中的实例，如共享汽车、共享充电宝和学校图书馆等等。通过学生的回答，学生对为什么需要动态IP地址及动态IP地址的工作过程有一个清晰的理解。

在讲授《电脑是如何工作的》，教师可通过讲述人脑的计算过程来辅助学生理解计算机的计算过程：输入、存储、计算和输出。如人脑是如何计算二进制加法[（0110）2+（0011）2]的呢？首先是眼睛看到这个二进制加法，相当于计算机的输入。看到这个算式后，大脑记忆细胞需要记住它，如果忘记了就没办法进行后面的计算，这一步相当于计算机的存储。接下来人脑控制思维细胞开始进行计算，相当于CPU计算。随后大脑记忆细胞要把得到的结果记下来，等待教师提问，这一步相当于把计算结果存储起来。最后根据需要，人脑控制嘴巴把答案说出来，相当于电脑把存储的结果显示或打印出来。这一过程为学生构建了电脑工作过程的心理图（如图2）。

图2 人脑思维过程

在教学结束前5分钟要求每位学生把电脑的执行过程用图或文字的方式描述一遍。全班48位学生有13位学生使用图画的方式描述，有35位学生使用文字描述，除3位学生对存储过程的理解有些偏差外，其他学生对电脑工作过程的理解都非常到位。

（二）非语言表征在软件操作课中的应用

1.创建具体模型

具体模型是对所学知识的具体表征。在信息技术教学中通常把具体表征的使用称为“实物展示操作性”的，即通过实物展示和动手操作产生具体表征，进而在学生心理上建立相关知识的表象[7]。

在信息技术课程中，建造具体模型在信息技术软件教学中时常会用到。如在讲解photoshop图层时，教师会制作三块透明的塑料板来对图层的建立和图层间关系进行讲解，很好地解决了学生图层理解难这一困境。首先准备三张同样大小的透明塑料板，每张塑料板都画有不同的图案。三张塑料板重叠起来就会形成一幅画（笑脸），通过这一步学生对图层间的关系就有一个深刻的理解。如果对其中一张透明塑料板上的图案进行修改删除，不会影响另外两块透明塑料板的图案且操作简单，通过这一步让学生理解建立图层的重要性。通过具体模型的展示操作讲解在学生心理上建立了一个关于“图层”的知识表象。

通过课堂教学观察发现，使用这种实物模型表征的方式来讲解图层的班级学生在制作相关作品时，使用图层的意识会更加强烈。而没有使用这种实物模型表征的班级时常需要教师进行提醒说明。

2.图解表征—时间序列模式

时间序列模式将事件按时间顺序组建起来，形成一个通用性的过程。在信息技术软件操作教学中，笔者通常用时间序列模式把一类相似的操作进行归纳整理，以减轻学生对软件操作与记忆的难度[8]。

在Excel教学中，笔者会利用时间序列表征对一组函数操作进行归纳总结，不但可以降低学生对Excel函数操作步骤记忆的难度，还能有利于学生同类函数的理解应用。例如，在学生学习完相关函数后，教师会对求和函数SUM()、平均函数AVERAGE()、最大值函数MAX()、最小值函数MIN()和统计函数COUNT()的操作步骤使用序列模型进行表征（如图3）。

图3 Excel函数时间序列模式的图解

（三）非语言表征在程序设计课中的应用

在初中程序设计教学中，相关概念理解难，且对学生逻辑思维要求高。因此用图画、图像（如符号性的图画）或动画来表征知识，对学生程序知识的理解具有积极的作用。

1.图像、图画或动画表征

在程序设计教学中，循环结构程序对的逻辑思维要求比较高，学生理解比较困难。笔者会用图画或动画表征的方式来帮助学生理解程序设计的相关概念。

例如，在SmallBasic程序设计教学中，for循环语句的执行过程对于初中生来说在理解上有第一定的困难，因此笔者会设计一个动画来呈现for语句的执行过程，可以让学生清晰看到for循环语句的执行过程和相关结果的实时呈现[9]。通过动画表征让学生在心理上构建了for循环语句执行过程的非语言表征。

2.心理图画

在程序设计教学中，心理图画表征对学生理解程序设计相关概念也起到非常重要的作用。在理解内存时，笔者会手拿内存条，让学生想象成一间仓库，存储相当于把东西放到仓库中。为了提高仓库的使用效率，会根据实际需要把仓库分割成一间间小的房间以便存储不一样的东西。在理解变量时，教师会告诉学生创建一个变量时，实际上就在这个仓库（内存条）中创建了一个小空间，同时会根据数据类型灵活改变空间大小。变量名即为这个空间的名称，如果想提取空间里的东西，直接叫空间名就可以了。但这个空间每次只能存放一个数据，如要把其他数据放进去时，之前放在这个空间中的数据就要被挤出。为学生构建了内存条和变量等程序核心概念的心理图画。

四、结语

以上非语言表征教学策略是笔者在初中信息技术课程教学探索实践中得来。有些非语言表征内容与《有效课堂—提高学生成绩的使用策略》中表述的内容有所改变，如概念图模式使用了由美国康奈尔大学约瑟夫诺瓦克教授根据奥苏贝尔的有意义学习理论提出的一种教学技术。在图画和图像表征中，本文认为动画也属于图画和图像表征，虽有值得商榷之处，但它也是在学生心理上产生非语言表征的一种有效方法。本文在实践研究中，通过小型问卷调查、课堂测试、课堂问答及课后访谈的方式对学生进行了教学效果验证，实验结果证明采用了语言和非语言表征相结合的知识讲解，学生理解和记住相关知识的效果都要好于仅使用语言表征的知识讲解。本文所呈现的非语言表征不局限与初中信息技术课堂，对其它学科知识的呈现也具有一定的启发作用。