面向新版課標的高中信息技術教學創新與實踐

李冬梅 夏燕萍

引言

當新版高中信息技術課程標準從文本課程走向實踐課程時，教師的課程理解和課程決策就越發起到關鍵作用。如何理解新版高中課標，如何正確解讀信息技術學科核心素養，如何科學地看待和落實計算思維等，面向新版課標，我們需要信息技術教師不斷進行教學創新……本期對話嘉賓李冬梅老師和夏燕萍老師就針對上述一系列問題展開對話。

夏燕萍：李老師，您好！您長期工作在信息技術教學一線，有著三十多年信息技術學科教學經驗，見證了我國計算機及信息技術教育從無到有及其發展壯大的整個過程。十多年前，我就在江南大學聆聽過您的講座，當時您介紹了很多精彩的教學案例，展示了很多有趣的學生作品，分享了很多教學經驗和資源。您的課堂才是學生自主學習的樂園，當然您的工作強度也非常大，但您還是累并快樂著，您的敬業精神和教學藝術都讓我敬佩不已！今天有機會跟您對話，我感覺非常榮幸！2018年1月，教育部頒布了《普通高中課程方案和各學科課程標準（2017版）》。其中，信息技術課程標準的內容變化相當大，不僅凝練了信息技術核心素養，而且深化了學科教學內容，還研制了新的學業質量評價標準。為此，我校信息技術老師也一起學習了新課標，開展了研討活動，大家都覺得要落實新課標有一定的難度，面臨著不小的挑戰。據我所知，北京已經開展新課程方案一年，作為一名資深的信息技術教師，您是如何理解課程標準的？在一年的教學實踐中，您遇到了哪些問題，采取了哪些策略？這些都是我們關心的話題。我們非常想通過此次和您的對話，加深對課程標準的理解，探討新課程的教學計劃、課堂教學設計、教學組織過程及教學評價等內容，期待得到您的建議和指導！

全面深入理解課程標準

核心素養彰顯了課程價值，如何在課堂教學中體現核心素養呢？

夏燕萍：核心素養的提出是本次課程標準修訂的一大亮點，體現了教育以人為本的基本理念。學科核心素養則是學科育人價值的集中體現，能夠使學生通過學科學習逐步形成正確的價值觀念、必備品格和關鍵能力。信息技術是先進生產力的代表，是國家經濟發展的重要支柱和網絡強國的戰略支撐。信息技術課程的目標就是培養具備信息意識、計算思維能力、數字化學習與創新能力以及信息社會責任感這四種核心素養的數字公民。我們都覺得這比原來關注技術工具、關注操作技能的教學實際有了很大的提升，使教師站得更高、看得更遠了。當然，回到教學實踐中來，進行教學設計時，我會有點為難。以前，每節課的教學目標是三維的——知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀。那么，現在的教學目標怎么寫呢？需要明確針對核心素養來描述嗎？以前的一節課往往以任務驅動，要完成三維目標還有點緊張。現在，提倡項目學習，課時跨度可能會大一些，如何描述一節課的核心素養培養目標呢？

李冬梅：夏老師好！非常高興能與您一起就新修訂的課程標準進行討論。以下是一些個人觀點，僅供參考。

對比2003年版的信息技術課程標準，本次課程標準的修訂依然把課程目標定位在全面提升全體高中學生的信息素養上（見2017年版第7頁）。不同的是，這次修訂明確了學生學習該課程后應達成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力，將原來從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個維度描述的目標進行了整合，凝練為本學科的四大核心素養：信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任。同時圍繞核心素養的落實，精選、重組了課程內容，以數據、算法、信息系統、信息社會等學科大概念為核心，將課程內容結構化。

您提出了如何在課堂教學中體現核心素養，這個問題很關鍵。

要“落實”學科核心素養，先要搞清楚各個核心素養的內涵及其形成的規律。信息意識是指個體對信息的敏感度和對信息價值的判斷力。如何才能使一個人具有對信息的敏感度和對信息價值的判斷力？唯有讓他不斷地去接觸信息問題，不斷地對信息價值進行判斷。計算思維是計算機科學領域的思想方法，是學科本質的體現，是形成問題解決方案的過程中產生的一系列思維活動。如何才能使一個人具有計算思維？唯有讓他不斷“親歷”利用學科思想方法解決問題的“全過程”。如何判斷一個人的數字化學習與創新能力？唯有讓他不斷將數字化學習系統、學習資源與學習工具的操作技能，用于開展自主學習、協同工作、知識分享與創新創造等信息活動中。如何判斷一個人的信息社會責任？唯有看他在現實空間和虛擬空間的一系列信息活動中，是否遵守公共規范，是否能夠有效維護個人和他人的合法權益等。

可以看出，落實“計算思維”是核心。開展以計算思維為核心的一系列活動，需要有問題，有解決問題的方案以及實現方案的方法和路徑，并合理合法地將其實現。因此，就會有信息問題、信息活動，就需要對信息價值進行判斷，需要數字化學習與創新能力，就可以考驗一個人的信息社會責任。

然而，落實“計算思維”又是一個難點。作為一個學科的思維方式、思想方法，要讓一個學生從無到有，再內化為一種自然的思維方式去影響他將來的生活，談何容易。這是一個漫長的過程，需要經歷建立、強化到內化的過程，需要學生經歷若干次在各種不確定的情境中運用學科思維方式、已有知識和技能分析、解決實際問題的過程。

因此，信息技術課堂教學要以培養學科思維方式為主線、為明線，將課程形態定位在讓學生不斷親歷運用學科思想方法（計算思維）解決問題的過程上，知識與技能在解決問題的過程中自然引入作為支撐。這里的問題應該是現實生活中各種挑戰性的復雜真實的項目或任務，要有真實情境。項目學習恰好與這種以學科思想方法解決問題的模式相適應，這也是為什么這次修訂提倡項目學習的原因。

教師要對學科課程進行整體規劃與設計，以課程形態為核心，以主題為引領，將課程設計為若干個基于真實情境的項目活動。本著由易到難、螺旋式上升原則，依據學科活動和任務需求整合知識與技能等內容，將其科學重組后，巧妙地設計在不同的學科項目活動中。一個課程由若干個由易到難、由小到大的項目構成，每個項目以運用學科思想方法解決問題為主線，學習以項目為單元，課程不再以節為單位，目標將以項目為單元針對核心素養來描述。

核心概念決定了課程內容，如何在有限的課時內實施模塊教學？

夏燕萍：課程標準提出了數據、算法、信息系統、信息社會這四項學科大概念，并把兩個必修模塊的內容確定為《數據與計算》《信息系統與社會》，這也是我們非常認同的。在學習這兩個模塊內容時，完全可以與核心素養相呼應，培養學生的信息意識、計算思維、數字化學習和創新能力及信息社會責任。另外，標準中還提倡“基于真實情境的問題解決”，提倡“基于項目的學習”，這也是有助于提升核心素養和關鍵能力的。李老師，我知道您的課堂作業經常是讓學生“利用當堂所學內容解決一個實際問題”，而這些實際問題大多數是開放的主題。其實這跟新課標提倡的理念完全一致。但我知道您的學生經常嫌時間不夠，經常課后來機房做作業。然而，新課標中明確指出，“高中信息技術必修課程的學分為3學分，每學分18課時，共54課時。”也就是說，兩個必修模塊的內容必須在54課時內學完。那么，您覺得我們怎樣才能在課時比較緊張的情況下，遵循問題解決和項目學習的理念，順利完成兩個模塊的教學呢？您能否分享一下您的必修模塊教學計劃和思路？

李冬梅：減少必修學分給學生提供更大選擇空間是這次課程標準修訂的一大舉措，高中必修學分從144學分減至88學分，所有學科必修學分都在減少，信息技術也不能例外。

前面談到，這次修訂突出學科本質，強調學科獨特思維方式方法的形成。這樣，學習就不能是淺層次的、碎片化的，而是以學科大概念為核心，以主題為引領，精選學科內容，將課程內容結構化、情境化，以便學生在解決真問題的過程中形成學科思維方式。在這個過程中不強調知識體系的完整性，不強求面面俱到，而要追求學習任務的典型性，讓學生經歷典型內容的探究、典型過程的經歷、典型方法與策略的體會、典型情感的體驗。

針對必修模塊《數據與計算》《信息系統與社會》的教學，個人認為，主要圍繞數據、算法、信息系統展開，設計5～6個項目，每個項目用時2～10學時。

首先，規劃每個項目所覆蓋的核心概念和主干知識。例如，項目a可以覆蓋數據、信息、知識以及數據編碼等；項目b可以覆蓋數據的采集、分析和可視化表達等；項目c覆蓋信息系統的組成、功能、傳感與控制、無線網絡、軟件平臺等。

其次，針對每個項目創設一定的情境，給出全開放或半開放主題的任務，從內容、結果、呈現方式等方面對任務提出具體要求，根據要求設置相應的評價標準或量規，最后，給出完成項目的流程與指導。項目承載的內容和情境不同，所要完成的任務、最終作品以及項目路徑也不同。例如，項目a可能以文獻研究為主，最終作品會是一個研究報告；項目b可能需要學生實地采集數據，然后進行數據處理，最后用數據“說話”；項目c將會由學生親自搭建一個小型智能控制系統。

開放或在一定范圍內容開放的任務，可以讓學生自己去尋找信息問題，這正是培養學生信息意識的好機會。同時，開放的任務也為提升學生的信息社會責任提供環境和條件。因此，信息意識和信息社會責任的培養隱含在每個項目中，滲透在整個課程內容中。

認真扎實開展教學實踐

如何針對核心素養進行教學設計？

夏燕萍：教學設計是教學成功的關鍵，大到整個課程的設計，小到一個教學環節的設計，都影響到課程教學的效果。在進行教學設計時，需要分析學情，確定教學內容和目標，設計教學策略和活動，制定學習評價方案等。那么，針對核心素養進行教學設計時，如何了解學生現有的核心素養水平呢？如何根據學生現狀，設計有效的教學策略？在學習完成之后，又如何檢測學習效果呢？這些問題可能對大多數老師來說都有點困惑，您能否結合您的教學實踐，介紹一下您的教學設計原則、策略或具體做法？

李冬梅：其實，在以上兩個問題基礎上，您可能已經感覺到我的思路：作為一線教師，首先要站在學科角度，深刻理解學科的本質，理清學科思維方式的脈絡、看問題的視角和解決問題的思想方法，以培養學生形成信息技術學科思維方式方法為核心重構信息技術的課程形態，將課堂主線定位在讓學生不斷親歷運用學科思維方式方法解決問題的過程上；其次，要整體規劃課程，做課程設計而不是教學設計，將課程規劃為幾個項目，覆蓋最核心的課程內容，每個項目基于真實情境，有任務，有要求，有評價，有指導及各種支持。

項目活動既是學習的課程內容，也是形成性評價，在課程設計過程中要為每個項目制定評價標準或評價量規，當然，前提是項目任務是明確的，有結果的，可測量的，如一份報告、一個程序、一個數據分析報表等。

采用自學課件、教學微視頻、學生手冊、教學網站、網絡學習社區等多種形式，建設基于線上線下、可供充分選擇的課程資源支撐新的課程形態，滿足不同學習習慣、不同學習方式的學生是課程設計的又一個重要環節。

滿足不同水平的學生，設計開放的項目任務是關鍵。開放主題和任務，學生可以根據自身的生活經歷和學業水平選擇主題，可以完成最基本的任務，也可以設計出遠高于要求的作品。

如何基于項目學習實施課堂教學？

夏燕萍：新課標指出，“基于項目的學習是指學生在教師引導下發現問題，以解決問題為導向開展方案設計、新知學習、實踐探索，具有創新特質的學習活動。項目學習很大程度上還原了學習的本質，這種基于真實情境的學習能促進學生對信息問題的敏感性、對知識學習的掌控力、對問題求解的思考力的發展。項目實施過程中，各種能力的綜合也促進了學生信息技術學科核心素養的形成。”

據我所知，您的課堂中有很多非常經典的開放性學習任務，如“我的名片”“搜索研究報告”“自助游計劃”“我的暑期生活”“我的校園我的同學”等。學生在這些源自生活的開放性任務驅動下，積極主動地開展自主、合作和探究學習，全身心地投入到創造性的學習活動中。其實，我感覺您的學習任務和項目任務很相似，您也有一套相當完善的作品評價體系。而且我相信，完成了您的學習任務之后，您的學生在信息意識、計算思維、數字化學習與創新和信息社會責任這四個維度上都會有長足的進步。在您的教學實踐中，有沒有項目學習的案例可以供一線老師參考呢？

李冬梅：我覺得以前設計的“我的名片”“搜索研究報告”“自助游計劃”“豐富多彩的暑期生活”“我的校園我的同學”都是項目。《科學模擬》項目是北大附中基于修訂后的課程標準設計并實施了一輪的項目，也是我主持的2017 Google中小學計算機課程開發資助項目的一個內容，由劉寶艷、肖然、陳清偉、毛華均等設計，由我來整理和修改的，在此簡單概述如下，供大家參考。

項目學情：高一學生，經歷了16課時的學習，已經了解了程序設計的基本概念，具有一些編程解決問題的能力。但對于怎樣利用編程模擬復雜的科學問題還不了解，對于數據的可視化和利用程序處理大量實驗數據還不清楚。

情境：標記重捕法是生物學上調查種群密度的常用方法之一。在被調查種群的生存環境中，捕獲一部分個體，將這些個體進行標志后再放回原來的環境，經過一段時間后進行重捕，根據重捕中標志個體占總捕獲數的比例來估計該種群的數量。標記重捕法只對生活種群的少量個體進行捕獲和標記，對生物種落的影響較小。理論計算公式：N=M×n/m。其中N-種群數量，M-被捕捉對象數量，n-重捕個體數量，m-重捕個體中被標記個體的數量。這個模型是否正確？如何通過計算機來建立模型并進行研究？生活中還有哪些規律或現象可以用來進行科學模擬？

任務：以小組為單位，選擇一個規律或現象進行模擬。

要求：（1）小組2～3人。討論商議小組研究方向。（2）組內每位同學根據小組方向，選擇一個規律或現象作為個人研究內容。（3）以個人為單位為所選內容撰寫模型設計，確定模型參數，寫模擬過程需要解決的技術點，分析模型的意義和難點。（4）小組討論每位同學的模擬設計方案，挑選有趣、有意義，實現過程分析清楚的項目，作為小組的模擬項目。（5）小組分工編寫模擬程序。每人嘗試編寫模擬環節的一部分，比如某位同學編寫主程序，某位同學編寫某個函數，某位同學編寫數據可視化部分等。（6）小組合成程序，運行、測試。（7）小組利用模擬程序多次產生數據并進行處理，將數據可視化。（8）撰寫報告，Word格式，文件名為“組長名+主題名+研究報告”，內容包括：研究題目、題目分析、代碼（包含要點注釋）、運行圖形、結果分析。（9）設計展板 （可參考模板）。PPT格式，文件名為“組長名+主題名+研究報告”。（10）小組作品展示與評價。

評價：小組項目研究報告評價量規如上表。

流程：活動1：選擇內容并建立模型（2課時）。活動2：完成模擬程序（1課時）。活動3：模擬探究并完成項目報告（1課時）。活動4：作品展示交流評價（1課時）。（以上略去每個活動的具體指導及活動的階段性成果要求）

學生的選題：兩函數曲線間的區域著色；兩函數求交點；化學方程式配平；在理想條件下的單擺與雙擺的運動規律；布朗運動；無限猴子定理；求解二次函數的零點；混沌理論；紅細胞懸液密度判斷動物種類；蒙特卡洛求不規則圖形面積；蒲豐投針實驗；豌豆雜交；轉換蛋白質到基因序列；馬爾可夫鏈的現實應用；騎士漫游；抽樣調查；特殊利息的探究；數獨求解。