CTACK框架下高中信息技術(shù)教材的對比分析——以“數(shù)據(jù)與計(jì)算”模塊為例

饒翔 阮志紅 翁倩倩

摘要：教材作為課程標(biāo)準(zhǔn)的物化載體，是影響高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)落地教學(xué)實(shí)踐的關(guān)鍵因素。CTACK關(guān)系框架充分反映了學(xué)科核心素養(yǎng)統(tǒng)領(lǐng)的信息技術(shù)教材設(shè)計(jì)觀，以此探析高中信息技術(shù)新教材的編寫具有現(xiàn)實(shí)意義。本研究選擇“數(shù)據(jù)與計(jì)算”模塊為例進(jìn)行多維對比分析，以期為信息技術(shù)教材選擇及教學(xué)實(shí)踐提供一定思路。

關(guān)鍵詞：CTACK;學(xué)科核心素養(yǎng);信息技術(shù)教材

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）01-0158-03

1問題提出

《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中明確提出，學(xué)科核心素養(yǎng)統(tǒng)領(lǐng)高中信息技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容與育人目標(biāo)，成為基礎(chǔ)教育課程改革的代名詞。然而，信息技術(shù)學(xué)科的教材發(fā)展相對滯后，教學(xué)實(shí)踐中所使用的仍是“舊教材”，顯然與新課標(biāo)的理念不相適應(yīng)，出現(xiàn)了學(xué)科思維定位不準(zhǔn)確、教材難以反映學(xué)科核心素養(yǎng)等問題[1]。教材是學(xué)科教學(xué)的重要載體，是學(xué)科思維培養(yǎng)落實(shí)于教學(xué)設(shè)計(jì)的重要支撐所在。信息技術(shù)教材作為落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的教學(xué)材料，其編寫要順應(yīng)時(shí)代發(fā)展和新課標(biāo)要求。在此時(shí)代背景下，如何將學(xué)科核心素養(yǎng)貫徹落實(shí)于信息技術(shù)教材當(dāng)中，成為亟待解決的重要問題。直到2019年，高中信息技術(shù)新教材相繼出爐，滬科版、教科版、浙教版等新教材逐步投入使用。但更多的地區(qū)處于觀望，其原因在于對新教材的多維解讀甚少，教師難以深入了解并選擇合適的教材。

優(yōu)質(zhì)教材是教學(xué)實(shí)踐有效落實(shí)的關(guān)鍵，信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)需要相匹配的教材[2]。基于此，對高中信息技術(shù)新教材進(jìn)行多維對比分析具有一定的現(xiàn)實(shí)意義，有助于教師把握教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)的合理性，從而促進(jìn)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。目前，針對高中信息技術(shù)新教材版本的對比分析較為缺乏，相關(guān)研究需進(jìn)一步深入探討。由此，本研究以CTACK框架對高中信息技術(shù)新教材進(jìn)行多維解讀，以期為教師教學(xué)實(shí)踐及教材選擇提供一些思路。

2 CTACK是信息技術(shù)教材內(nèi)容建構(gòu)的基本框架

CTACK是東北師范大學(xué)于穎和周岱山教授提出，關(guān)于信息技術(shù)教材如何設(shè)計(jì)的基本框架。CTACK是以計(jì)算思維為主導(dǎo)，學(xué)科知識、活動及計(jì)算思維三者相互整合形成的一種輻射學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)系框架[2]。新課標(biāo)正式提出信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)有信息意識、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任[3]，四大要素不是絕對孤立存在，而是有所側(cè)重并相互影響的。但在教學(xué)實(shí)踐中如何把握四者之間的關(guān)系呢？如何讓學(xué)科核心素養(yǎng)更具可操行性呢？有學(xué)者據(jù)此進(jìn)行了探討，并提出計(jì)算思維是高中信息技術(shù)學(xué)科的本質(zhì)屬性，是區(qū)別于其他學(xué)科的本質(zhì)特征[4]。計(jì)算思維引領(lǐng)其他核心素養(yǎng)的養(yǎng)成，計(jì)算思維的培養(yǎng)過程會調(diào)動信息意識等其他素養(yǎng)，不可能割裂開來只培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。由此，以CTACK框架分析高中信息技術(shù)教材，具有一定的可行性，其關(guān)系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

對CTACK的要素簡要解讀。CTACK基本框架中，CK是學(xué)科知識，A是指教學(xué)活動，CT則是計(jì)算思維。從CK到CT，是學(xué)科知識通過教學(xué)活動的實(shí)踐指向?qū)W科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成，是一種由下至上、逐層抽象的關(guān)系。CT作為基本框架的頂端，以CT為核心輻射IC（信息意識）、IS（信息社會責(zé)任）、DL（數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新），四者相互交融、相互促進(jìn)。因此，CTACK作為教學(xué)內(nèi)容建構(gòu)的基本框架，成為教材編寫的重要設(shè)計(jì)原則。

3 CTACK框架下高中信息技術(shù)教材內(nèi)容的多維解讀

3.1 高中信息技術(shù)新教材的選擇

當(dāng)下，全國各省市的高中信息技術(shù)教材使用版本并不統(tǒng)一。根據(jù)研究者所在地基礎(chǔ)教育階段較常使用的版本，選擇上海科技教育出版社（簡稱滬科版）、教育科學(xué)出版社（教科版）和浙江教育出版社（浙教版）2019年出版的高中信息技術(shù)新教材進(jìn)行對比分析。在人工智能、大數(shù)據(jù)迅速發(fā)展的時(shí)代背景下，高中生作為數(shù)字土著，計(jì)算思維成為必不可少的基本素養(yǎng)。因此，選擇《數(shù)據(jù)與計(jì)算》必修課程進(jìn)行教材分析，該模塊作為必修課程內(nèi)容，新課標(biāo)中有著明確的教學(xué)目標(biāo)與要求，能夠?yàn)樾陆滩牡姆治鎏峁?biāo)準(zhǔn)參照。

3.2 從學(xué)科知識看教材結(jié)構(gòu)

學(xué)科知識體系是教師教學(xué)的重要抓手，是教學(xué)設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)。因此，通過對滬科版、教科版、浙教版學(xué)科知識進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋芍@三本新教材存在相同之處，但也有一定的差異。課程標(biāo)準(zhǔn)中要求，《數(shù)據(jù)與計(jì)算》模塊的主要內(nèi)容有三個(gè)部分，分別是“數(shù)據(jù)與信息”“數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用”“算法與程序”。雖然這三本新教材均涵蓋相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，但不同的教材編寫團(tuán)隊(duì)，教材教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)和順序設(shè)計(jì)則不相同，具體情況如表1所示。其中，滬科版信息技術(shù)教材是嚴(yán)格按照課程標(biāo)準(zhǔn)對教學(xué)內(nèi)容和順序進(jìn)行設(shè)計(jì)編寫，增加人工智能部分在最后章節(jié)，拓展學(xué)生的知識閱讀面，增強(qiáng)對人工智能的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和基本了解。教科版新教材則是在課程標(biāo)準(zhǔn)下，注重認(rèn)識數(shù)據(jù)與計(jì)算思維培養(yǎng)，從“初識數(shù)據(jù)到簡單算法語句”基礎(chǔ)學(xué)習(xí)后，再提高難度到“數(shù)據(jù)編碼到算法解決問題”，強(qiáng)調(diào)教學(xué)內(nèi)容深度和難度的梯度上升，而對于數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用部分則相對弱化。浙教版新教材同樣遵循新課標(biāo)的要求，但教學(xué)內(nèi)容的編排順序不同，數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用、算法與問題解決兩節(jié)教學(xué)內(nèi)容順序互換。強(qiáng)調(diào)學(xué)生對數(shù)據(jù)與算法有基本認(rèn)識和實(shí)踐基礎(chǔ)上，再開始學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用部分。

3.3 從學(xué)習(xí)活動看教材結(jié)構(gòu)

學(xué)科知識雖是學(xué)科核心素養(yǎng)落實(shí)教學(xué)實(shí)踐的重要因素，若缺少學(xué)習(xí)活動作為載體實(shí)施，學(xué)科核心素養(yǎng)仍舊只能停留在理論層面。學(xué)科知識只有在現(xiàn)實(shí)情境中，通過學(xué)習(xí)活動的開展才能發(fā)揮其價(jià)值。關(guān)于學(xué)習(xí)活動的設(shè)計(jì)，這三本教材表現(xiàn)出截然不同的設(shè)計(jì)理念。滬科版新教材體現(xiàn)的是項(xiàng)目學(xué)習(xí)理念，根據(jù)章節(jié)內(nèi)容設(shè)計(jì)主題項(xiàng)目，強(qiáng)調(diào)理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐探索并行的方式。關(guān)于項(xiàng)目活動的具體開展，該教材通過項(xiàng)目學(xué)習(xí)指引引導(dǎo)學(xué)生開展學(xué)習(xí)活動。與此同時(shí)，每一個(gè)學(xué)習(xí)活動實(shí)踐時(shí)會穿插相關(guān)知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在做中學(xué)、學(xué)中做的學(xué)習(xí)過程中，增加對知識的深刻理解。教科版新教材則采用任務(wù)驅(qū)動的方式，根據(jù)章節(jié)知識內(nèi)容設(shè)計(jì)主題任務(wù)的具體活動，在學(xué)習(xí)活動進(jìn)行探索的同時(shí)，以任務(wù)驅(qū)動的方式學(xué)習(xí)相應(yīng)的知識點(diǎn)鞏固知識掌握度。不同的是，浙教版新教材采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，即先系統(tǒng)學(xué)習(xí)知識后討論問題，呈現(xiàn)出傳統(tǒng)“講授式”課堂所需要的教材。對于學(xué)習(xí)活動，沒有凸顯出學(xué)生自主探究的特征，仍是以教師的教為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識的掌握。以此來看，滬科版和教科版新教材中學(xué)習(xí)活動的設(shè)計(jì)理念，更加契合新時(shí)代的課程標(biāo)準(zhǔn)與育人目標(biāo)，更好地體現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)觀，強(qiáng)調(diào)通過自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式在教學(xué)實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)科素心素養(yǎng)。

3.4 從計(jì)算思維看教材結(jié)構(gòu)

計(jì)算思維作為信息技術(shù)學(xué)科的典型特征，其培養(yǎng)應(yīng)貫穿于教材的整體設(shè)計(jì)。計(jì)算思維不只針對編程教育部分，強(qiáng)調(diào)的是培養(yǎng)一種思維品質(zhì)，指的是學(xué)生解決實(shí)際面臨的問題時(shí)發(fā)生的，關(guān)于問題結(jié)構(gòu)化、分析程序化、方案最優(yōu)化等的一系列思維活動[5]。高中階段培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，具備邏輯思維發(fā)展的生理基礎(chǔ)和開設(shè)課程基礎(chǔ)，是培養(yǎng)計(jì)算思維的良好時(shí)機(jī)。[6]《數(shù)據(jù)與計(jì)算》模塊，新課標(biāo)中明確要求學(xué)生對“數(shù)據(jù)”具備基本的獲取、分析、處理等能力，對“算法”掌握基本的應(yīng)用和編寫能力，能夠?qū)θ斯ぶ悄艿臅r(shí)代發(fā)展具備一定的認(rèn)識力和適應(yīng)性。在該模塊中，是以CT為主導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)IC、DL、IS相互滲透，不是單一核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

以計(jì)算思維統(tǒng)領(lǐng)的學(xué)科核心素養(yǎng)，在這三本新教材中有著大相徑庭的設(shè)計(jì)體現(xiàn)。滬科版新教材，都是以項(xiàng)目學(xué)習(xí)的方式進(jìn)行，通過項(xiàng)目學(xué)習(xí)指引將問題解決的步驟程序化，能夠有效地引導(dǎo)學(xué)生解決問題與思維養(yǎng)成。但不足之處在于：項(xiàng)目學(xué)習(xí)指引是教材本身提供的，學(xué)生缺乏主動思考的空間，分析問題應(yīng)該如何一步一步解決的能力不夠突顯。教科版新教材強(qiáng)調(diào)計(jì)算思維的培養(yǎng)聯(lián)系生活實(shí)際，每一個(gè)單元都有設(shè)計(jì)學(xué)科知識與計(jì)算思維培養(yǎng)的任務(wù)活動。如第1單元《數(shù)據(jù)與計(jì)算》中第2節(jié)數(shù)據(jù)計(jì)算，通過雞兔同籠的典型問題，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析的計(jì)算、篩選、排序等。針對雞兔同籠問題，對比人工計(jì)算、電子表格計(jì)算和編程計(jì)算，三種方式各自的特點(diǎn)，深化學(xué)生的認(rèn)識。但浙教版新教材編寫設(shè)計(jì)完全不同，教材編寫呈現(xiàn)的是“傳遞-接受”式知識點(diǎn)傳統(tǒng)講授，對于計(jì)算思維集中在算法與問題解決、算法與程序?qū)崿F(xiàn)，重在學(xué)習(xí)算法語句的基本知識，掌握一種語句進(jìn)行簡單編寫程序。其他章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)，計(jì)算思維的培養(yǎng)相對弱化。

4 結(jié)束語

信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的落地，教材成為重要影響因素之一。對于普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，原有教材已然不能適應(yīng)新時(shí)代的育人要求，需符合學(xué)科核心素養(yǎng)的新教材進(jìn)行教學(xué)。當(dāng)下，普通高中信息技術(shù)教材自2004-2006年出版后，時(shí)隔十余年新教材才得以出版。全國各地學(xué)校對于新教材的購買正在陸續(xù)推進(jìn)中，有部分是在觀望狀態(tài)。本研究基于CTACK基本框架，對滬科版、教科版、浙教版信息技術(shù)教材進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)以下特點(diǎn)：

從學(xué)生角度來看，滬科版、教科版教材更適合學(xué)生進(jìn)行合作探究學(xué)習(xí)。這兩個(gè)版本的教材，在教學(xué)內(nèi)容選擇、教學(xué)活動設(shè)計(jì)、學(xué)科核心素養(yǎng)的設(shè)計(jì)理念上有著共同之處。項(xiàng)目學(xué)習(xí)作為高中信息技術(shù)教學(xué)的主要方式，能夠驅(qū)動學(xué)生進(jìn)行良好的合作探究式學(xué)習(xí)，利用信息技術(shù)工具完成教學(xué)活動的過程中，掌握基本知識提升學(xué)習(xí)體驗(yàn)。而浙教版教材的設(shè)計(jì)呈現(xiàn)，容易造成“滿堂灌”的知識課堂，不符合新課改對學(xué)習(xí)方式的變革要求。浙教版相對更適合學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較好的學(xué)生，可以作為自主探究的學(xué)習(xí)材料。

從CTACK基本框架來看，教科版教材更能體現(xiàn)其教材設(shè)計(jì)理念與結(jié)構(gòu)。對比三本教材的教學(xué)內(nèi)容可知，三本教材均圍繞信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編寫，但學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)在教材設(shè)計(jì)中側(cè)重不一。教科版新教材結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活情境，強(qiáng)調(diào)學(xué)生利用信息技術(shù)工具幫助自己分析問題、解決問題。能夠?qū)⒗碚搶W(xué)習(xí)和實(shí)踐遷移相結(jié)合，能夠良好地映射CTACK框架對教材結(jié)構(gòu)的作用。

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【通聯(lián)編輯：王力】

收稿日期：2021-04-12

作者簡介：饒翔（1997—），女，貴州遵義人，貴州師范大學(xué)教育學(xué)院在讀碩士，主要研究方向?yàn)楝F(xiàn)代教育技術(shù)、中小學(xué)信息技術(shù)教育;阮志紅（1978—），女，四川資中人，貴州師范大學(xué)教育學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)榻逃夹g(shù)基本理論、智慧教育等;翁倩倩（1996—），女，貴州湄潭人，貴州師范大學(xué)教育學(xué)院在讀碩士，主要研究方向?yàn)楝F(xiàn)代教育技術(shù)。

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