“自主可控”信息社會責任素養的培育與實踐

周忠林 顧大成

摘要：《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》提出，信息科技課程的核心素養主要包括信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任。其中，“認識到自主可控技術對國家安全的重要性”是信息社會責任的重要構成，因此，作者提出將“自主可控”信息社會責任素養培養融入到教學實踐中將是教師重要的教學研究方向。

關鍵詞：自主可控；信息社會責任；信息科技課程；數據編碼

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2023）14-0036-04

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）在課程性質中指出：“信息科技課程旨在培養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，提升數字素養與技能。”[1]在課程總目標第四部分“遵守信息社會法律法規，踐行信息社會責任”中指出：“領悟網絡空間命運共同體對信息社會發展的重要意義，具備自覺維護國家信息安全、網絡安全的意識，認識到自主可控技術對國家安全的重要性。”[2]由此可見，“自主可控”信息社會責任素養的培育與實踐是中小學信息科技教學的必備要求。自主可控的信息科技教育具有基礎性、目標性兩個特點：一方面，需要選擇并采用自主可控的生態信息環境來開展具體教學，讓學生在潛移默化中熟悉自主可控的信息環境生態，在應用中促進我國信息科技自主可控生態環境的發展。另一方面，信息科技教學不僅要讓學生理解自主可控的重大意義，還要讓學生從小形成開發自主可控軟硬件生態的自覺意識和實踐能力，從而為自主可控創新人才的培養提供全方位的支持。[3]

“自主可控”信息社會責任素養教學目標要求

根據新課標，筆者針對不同教學階段的教學任務進行了劃分，具體如圖1所示。學生通過義務教育階段信息科技課程的學習，形成自身信息安全管理、系統數據安全可控、算法自主可控、信息系統安全可控、保障智慧社會安全的信息安全意識。

“自主可控”信息社會責任素養教學策略

筆者依據核心素養和學段目標，按照學生的認知特征和信息科技課程的知識體系，以數據、算法、網絡、信息處理、信息安全、人工智能為邏輯主線組織課程內容（如下表）。

“自主可控”信息社會責任素養的培育途徑

1.應用技術載體或手段搭載相應內容關注育人

筆者以“數據與編碼”中的一個教學部分作為案例進行探究，“數據與編碼”模塊包括“數字與編碼”“數據與數據安全”“數據的組織與呈現”三部分內容。在實施“數字與編碼”教學設計時，“自主可控”培育途徑主要通過信息的自我管理、形成編碼規則意識、數據解碼等環節來實現，圖2為教學設計邏輯框架。

數據編碼案例體驗：國際標準書號（ISBN）校驗探究活動。新版ISBN由13位數字組成，分為5段：第一組號碼段978或979，第二組號碼段是國家、語言或區位代碼，第三組號碼段是出版社代碼，第四組號碼段是書序碼，第五組號碼段是校驗碼，只有一位，從0到9。例如，江蘇鳳凰科學技術出版社2022版三年級小學信息技術教材的ISBN為978-7-5537-4546-6。

校驗碼的計算方法：用1分別乘以ISBN的前12位中的奇數位（從左邊開始數起），用3分別乘以偶數位，乘積之和以10為模，10與模值的差值再對10取模（取個位的數字），即可得到校驗位的值，其值范圍應該為0～9。如978755374546，前12位的奇數位之和：9+8+5+3+4+4=33。前12位的偶數位之和乘以3：（7+7+5+7+5+6）*

3=37*3=111。33+111=144；144%10=4；10-4=6。

體驗ISBN校驗碼核心算法如圖3所示。

“自主可控”信息社會責任素養教學是在教師的指導下，通過搭建趣味性支架式任務，讓學生感受數據技術意識。需要注意的是，針對小學生主要是側重體驗ISBN案例編碼及校驗碼生成過程，而不用掌握算法的具體實現過程。

2.彰顯學科特點的應用場景及學科專屬內容落實育人

該途徑更重視學科實踐性。其中，學科特有應用場景尤其依賴于“理解的課程”及“運作的課程”，即教師對學科內容育人價值的理解及教學實踐。[4]

下面，以《智能可控 低碳生活》一課為例加以剖析。本課教師以“智能可控 低碳生活”為主題，通過“CO2監測與控制系統信息系統的組成和功能”“探究CO2監測與控制系統的‘自主可控”“自主可控探究”三個任務開展實際操作、小組討論、自主研究，讓學生主動實踐和探究信息系統中過程與控制的原理和技術，促進學生積極主動學習和動手實踐。圖4是本課的教學設計框架。

本課是以“智能物聯 自主可控”為主線，通過構建二氧化碳檢測與控制系統引導學生構建其他信息系統來解決生活中的實際問題。具體教學過程如下。

（1）分組實驗探究

任務一：利用CO2監測與控制系統重溫信息系統的組成和功能。

步驟：圖識硬件；圖識軟件；連接硬件，啟動CO2監測與控制系統，各小組觀察并記錄系統中LED燈的工作狀態；解析CO2監測與控制系統對相同環境監測有不同結果呈現的原因。

學生活動：各小組對照學習任務單，完成任務一中的前兩個步驟。小組合作學習，深入理解信息系統中的基礎知識。記錄LED的工作狀態。用mixly軟件打開student-co2.mix文件，根據圖例解析，補充完善流程圖。

設計意圖：通過分組實驗培養學生的合作能力；通過學習任務單，明確各組任務，記錄實驗中的過程數據，讓學生對設計的信息系統有更深入的理解。

（2）實驗觀察，探究系統的自主可控

任務二：探究CO2監測與控制系統的自主可控。

步驟：將CO2監測與控制系統與計算機連接，通過mixly平臺讀取環境中CO2的濃度值，并記錄其變化區間；通過學生呼氣實驗，記錄系統中相關設備的工作狀態；解析產生不同的信號輸出，找出程序執行過程中設備狀態改變的判斷條件（1、2組探究LED燈/3、4組探究揚聲器/5、6組探究電風扇）；根據對實驗過程的觀察，各小組歸納總結CO2監測與控制系統工作過程，并做簡要匯報。

設計意圖：整個系統工作過程可控，但距離自主可控還有差距，教師給出其工作流程圖，引導學生實現自主可控。

（3）討論交流智慧碰撞

任務三：圍繞“自主可控”主題查閱資料，組內交流，推薦組員匯報。

步驟：梳理自主可控的定義（1、2小組完成）；國家層面，自主可控有什么戰略意義（3、4小組完成）；總結對缺“芯”少“魂”的認識（5、6小組完成）。

設計意圖：通過交流討論，進行思維碰撞，學生相互補充，教師點評，引出自主研發的必要性，為實現“雙碳”目標應對溫室效應提供中國標準和中國方案。

結語

對于信息科技教師而言，面向“自主可控”信息社會責任素養的信息科技教育既是挑戰，也是機遇。教師要不斷提升自身信息素養，通過“自主可控”信息社會責任素養的學科育人成就自身職業價值。

參考文獻：

[1][2]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.

[3]傅騫.面向自主可控的信息科技教育[J].中小學信息技術教育，2022（08）：1.

[4]朱彩蘭.學科育人價值的實現途徑[J].中國信息技術教育，2023（07）：1.