“科”“技”并重的信息科技育人價值與教學策略

【摘 要】信息科技成為獨立學科是《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》的重要變化，信息科技學科有了自己的學科定義、學科概念、學科核心素養(yǎng)和知識體系。在課程理念和內容的要求上，體現(xiàn)“科”“技”并重，這使得以“技術”為主的傳統(tǒng)信息課煥發(fā)了新的生機，具有了新的意義。但課程如何實現(xiàn)“科”“技”并重，信息科技教學如何體現(xiàn)“科”“技”并重，缺少相關的嘗試和研究。本文從信息科技的學科特點出發(fā)，分析“科”“技”并重的育人價值和挑戰(zhàn)，提出突出“科”“技”并重的教學策略。

【關鍵詞】人工智能；“科”“技”并重；核心素養(yǎng)；學習設計

【中圖分類號】G434" "【文獻標識碼】A

【論文編號】1671-7384（2022）012-014-03

長期以來，中小學信息技術課被通俗地稱為“電腦”課，顧名思義，課堂主要圍繞學電腦、用電腦展開，突出電腦的操作技能、應用技能。《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）的頒布，定義了信息科技是現(xiàn)代科學技術領域的重要組成部分，更新了課程的理念，提出了要遴選科學原理和實踐應用并重的課程內容，體現(xiàn)“科”與“技”并重[1]。信息科技成為獨立學科后，課程性質、理念得到了充分提升，也為中小學實施信息科技課程明確了方向和目標。如何在教學中體現(xiàn)“科”與“技”并重？為此，筆者以發(fā)展學生信息素養(yǎng)為主旨，梳理分析信息科技的學科特點，探討對“科”“技”并重的理解，提出教學實踐中的策略。

信息科技的學科特點

義務教育信息科技課程標準研制組組長熊璋教授認為，信息科技的“科學性”可從兩個角度去解讀，一是信息科學的科學性，信息科學具有一元性、嚴格性、嚴謹性、驗證性、嚴密性、辯證性、擴張性。二是信息科技課程的科學性，又分為課程設計和課程呈現(xiàn)的科學性，體現(xiàn)為素養(yǎng)表現(xiàn)、學科邏輯、課程內容、情境案例、學業(yè)質量五個環(huán)節(jié)的次第展開和迭代、優(yōu)化[2]。“科”“技”并重的“科”體現(xiàn)在兩個方面，一是國家信息科技課程的科學性，二是教師實施課程的科學性——科學原理。而信息科技的技術性是學科的本質特征，首先信息技術本身是一種研究信息的科學，其次，如何應用信息技術去解決現(xiàn)實問題，屬于應用科學。可以發(fā)現(xiàn)，科學與技術是相互支持和促進的，科學的發(fā)展產生新的技術，新技術的應用發(fā)展新的科學。

新課標在“課程的性質”部分提出，信息科技課程具有“基礎性”“實踐性”“綜合性”。基礎性是指在學生核心素養(yǎng)發(fā)展的初步階段面向學生終身發(fā)展發(fā)揮基礎作用。實踐性是指學生在學習的過程中，需要開展大量的操作和應用等實踐，并反映在具體的學習和生活中。綜合性是指信息科技和其他學科并不是割裂的，往往是結合其他學科的特點或主題進行跨學科融合。理解基礎性，可以認識信息科技學科的重要性；理解實踐性，可以發(fā)揮學生學習的主體性；理解綜合性，可以拓展教學形態(tài)的多樣性。從信息技術更名為信息科技，突出了信息科技課程的本質特征，完善了信息科學理論和技術體系，將改變長久以來以操作實踐為主的教學狀態(tài)，倡導并實現(xiàn)“科”“技”并重。

“科”“技”并重的育人價值

體現(xiàn)“科”“技”并重，要把學生在應用信息技術的實踐活動中理解基本概念、原理，提升知識遷移能力和計算思維水平的認識活動，同信息處理、工程實現(xiàn)等實踐活動放在同等重要位置，共同組成一個能充分、完整體現(xiàn)學科育人價值的整體。

1.體現(xiàn)課程育人理念

新課程方案和課程標準，有全面落實培養(yǎng)有理想、有本領、有擔當?shù)臅r代新人的要求。從信息科技課程看，“旨在培養(yǎng)科學精神和科技倫理，提升自主可控意識，培育社會主義核心價值觀，樹立總體國家安全觀，提升數(shù)字素養(yǎng)和技能[3]”。“科”“技”并重，突出以學習者為中心，關注完整的人，關注人的完整發(fā)展。可見，信息科技課程不是培養(yǎng)電腦工作人員，而是面向學生數(shù)字素養(yǎng)的提升，立德樹人。信息科技課程不僅面向當下，還面向未來[4]，是對人才培養(yǎng)面臨新挑戰(zhàn)的積極回應。未來，在技術不斷迭代的過程中，人們能用科學方式創(chuàng)造性地推動國家和社會發(fā)展。

2.豐富學科知識體系

新課標以六條學科邏輯主線安排各學段學習內容，體現(xiàn)了信息科技的科學性，文本表述具有學科概念特征，而內容安排又具有操作實踐特征。如新課標中明確的“信息交流與分享”等13個內容模塊，相對應的是4個跨學科主題，分別用體驗、探秘、模擬、設計等實踐活動來開展。這和按常用應用軟件來編排內容相比較，實現(xiàn)了去軟件中心化、去知識單調化，從“科”和“技”兩個角度豐富了信息科技學科的知識體系。

3.落實學科核心素養(yǎng)

新課標提出了“信息意識”“計算思維”“數(shù)字化學習與創(chuàng)新”“信息社會責任”四大學科核心素養(yǎng)，并對每個核心素養(yǎng)進行了內涵說明。首先從文字表述來看，“信息意識”“計算思維”“信息社會責任”屬于陳述性知識表述，體現(xiàn)了信息科技的價值觀、科學思想、科學思維，“數(shù)字化學習與創(chuàng)新”屬于程序性知識表述，體現(xiàn)了數(shù)字化環(huán)境下的學習過程和創(chuàng)新活動。因此，要落實好學科核心素養(yǎng)，既要重視信息科技學科的科學倫理、知識、原理，還要應用科技知識、原理、技術在現(xiàn)實中解決具體問題。可見，真正落實學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)，“科”“技”并重是基本要求。

“科”“技”并重的教學策略

“科”“技”并重的具體挑戰(zhàn)來自課程建設的多個領域，而真正的挑戰(zhàn)來自課程實施的最后一公里——校長和一線教師[5]。為了應對挑戰(zhàn)，筆者認為可以從三方面來提升：一是學科理論的縱向遷移。每個學科都有各自的獨特性，縱向遷移是以獨特性為線索，向高中階段、大學階段尋求信息科技相關學科的學科理論，將其遷移到義務教育階段進行實驗、完善，形成自己的理論；二是學科理論的橫向遷移，借鑒同一階段學科的相似性，學習其他學科的經驗，如勞動教育課程的理論和實踐；三是從學科自身出發(fā)，加強信息科技課程建設，形成學科理論體系。創(chuàng)新課程培養(yǎng)方式，既需要專家解讀，也需要課堂實踐，從問題出發(fā)切實解決教學中的輕“科”重“技”問題，提煉經驗，形成新范式和策略。

1.堅持質量標準設計目標

學習質量標準是學生完成階段性課程學習后發(fā)展狀態(tài)的表現(xiàn)，體現(xiàn)素養(yǎng)導向，是落實立德樹人、學科育人的衡量標準。上文已對信息科技四個核心素養(yǎng)的“科”與“技”進行了描述，核心素養(yǎng)要轉化為每個人的素養(yǎng)，必須要有明確的質量標準。比如以“人工智能預測出行”項目為例，在第四學段，新課標質量標準提出“通過分析不同的人工智能應用場景，了解數(shù)據(jù)、算法和算力三大技術基礎的作用，以及搜索、推理、預測和機器學習等常見的人工智能實現(xiàn)方式，正確對待人工智能帶來的倫理與安全挑戰(zhàn)（計算思維、信息社會責任）[6]”。分析這段質量標準描述，可以理解為學生能通過“數(shù)據(jù)”“算法”“算力”等概念來分析人工智能應用場景，并能理解其實現(xiàn)方式，發(fā)現(xiàn)這個場景中與人工智能相關的倫理、安全等因素。因此，教學目標可以圍繞上述內容來擬定。

2.基于內容特征設計真實情境

創(chuàng)設真實情境是課程標準的要求，是學生生活、學習場景的再現(xiàn)。一方面，有利于激發(fā)學生的學習興趣，另一方面，數(shù)據(jù)素養(yǎng)與技能需要在真實情境中實踐、養(yǎng)成。

以“人工智能預測出行”項目為例（下同），真實情境之所以突出“人工智能特征”，是為了引導學生去體會和理解人工智能的原理、實現(xiàn)方式及其局限。首先，人工智能本質是模擬、擴展人類智能的信息系統(tǒng)；無論信息系統(tǒng)多么智能，歸根到底是計算問題，顯然，無法計算的問題解決不適合作為學習情境。其次，人工智能并不能解決所有問題，它能解決的問題有一個顯著特征——能夠建立數(shù)學模型。生活中并不是所有問題都可以建立數(shù)學模型，教師在設計時，可以學習已有的數(shù)學模型去創(chuàng)設真實的情境，如回歸算法模型，更利于學生理解算法原理。最后，從解決問題的難度來看，人工智能擅長解決確定性較低的問題、通過規(guī)律規(guī)則無法立即確定的問題，如工程問題不適合使用人工智能來解決，分類問題、預測問題則適合創(chuàng)設在真實的情境中用人工智能解決。

3.依托學科邏輯設計學習內容

課程中主要的知識及其關系構成了學科邏輯，信息科技課程以數(shù)據(jù)、網絡、算法、信息處理、信息安全、人工智能為邏輯主線[7]。六條邏輯主線，每條都有三個邏輯層次，如果劃分更具體的話，部分邏輯主線還可以有更多層次、更多維度，如信息處理邏輯主線；同時邏輯主線又是相互關聯(lián)、相互支持的。在一些特定的課程或案例中，六條邏輯主線還存在一定的邏輯關系，比如數(shù)據(jù)、網絡、信息安全可以組成一條邏輯主線，又如數(shù)據(jù)、算法、人工智能可以組成一條邏輯主線。可見，從數(shù)字素養(yǎng)與技能發(fā)展角度看，六條邏輯主線存在循序漸進等邏輯關系，每條邏輯主線的知識體系又呈現(xiàn)螺旋式提升。

4.圍繞學科概念設計實踐活動

信息技術操作性強，通常指對工具軟件的操作，圍繞的是軟件使用方法、操作技巧來開展實踐活動，即使編程教學，對常規(guī)命令的操作也不可避免。缺少概念理解和支持，讓技術實踐成為無本之源。高中信息技術課程標準提出了學科大概念——“信息”“算法”“信息系統(tǒng)”“信息社會”，讓信息科技的科學特征更加明顯，讓技術實踐有了歸屬，圍繞概念來設計實踐活動能有效地彌補“科”的缺失。

5.立足素養(yǎng)優(yōu)化知識和實踐評價

楊向東認為，核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展具有實踐性，學業(yè)質量蘊含了新的知識觀，學習結果具有融合性[8]。新課標要求“堅持基本知識考核與實踐應用考核相結合”。它不是強調知識評價、實踐評價，也不是知識評價加上實踐評價形成總評價，而是在學業(yè)質量標準下形成素養(yǎng)本位的學業(yè)評價，從而強化素養(yǎng)導向的多元評價。立足素養(yǎng)就是要把“科”這一部分呈現(xiàn)出來，并和“技”形成一個整體評價，然后通過紙筆、上機、作品形式對學生的素養(yǎng)發(fā)展進行評價。值得關注的是，紙筆、上機考核形式并不是對應“知識考核”“技術考核”，而是根據(jù)評價內容的特點與便捷性等需要采用的不同形式。本項目可以采用作品和答辯相結合的形式來進行。作品的完整性、技術性、功能性、實用性構成了評價表的要素，對應信息意識、計算思維發(fā)展水平的評價，答辯可以從問題解決、學習過程、應用態(tài)度與價值觀等評價要素出發(fā)，對應數(shù)字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任素養(yǎng)發(fā)展水平的評價。

反思與展望

“科”“技”并重是新課標按照我國科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求、適應創(chuàng)新人才培養(yǎng)的規(guī)律提出的科學舉措，而舉措落實必須依靠課程高質量的實施。所以“科”“技”并重是一個系統(tǒng)工程，需要參與課程實施的各部門、各教育參與者相互配合，共同實現(xiàn)。作為信息科技教師，要從義務教育階段課程方案的理念、目標開始學習和理解信息科技在課程方案中的地位，要對信息科技課程有全新認識，再從課程性質、理念、內容等角度把信息科技的地位和價值具體化。教師需要更新觀念，重新認識、重新定位自己的教育職責，用行動去豐富信息科技的學科內涵。

參考文獻

中華人民共和國教育部. 義務教育信息科技課程標準（2022年版）[S]. 北京：北京師范大學出版社，2022.

熊璋， 趙健， 陸海豐等. 義務教育階段信息科技課程的時代性與科學性——《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》解讀[J]. 教師教育學報， 2022， 9（4）： 63-69.

熊璋.“科”“技”并重：義務教育信息科技課程標準解讀——訪義教信息科技課標組組長熊璋教授[J]. 中國信息技術教育， 2022（9）： 4-7.

楊曉哲， 劉昕. 面向數(shù)字素養(yǎng)的義務教育信息科技課程[J]. 全球教育展望， 2022， 51（6）： 109-117.

熊璋. 義務教育信息科技課程建設的思考[J]. 中國信息技術教育， 2022（11）： 4-6.

楊向東. 樹立素養(yǎng)本位的學業(yè)質量觀[J]. 全球教育展望， 2022， 51（4）： 18-19.

作者單位：江蘇常州市北郊小學