《義務教育信息科技教學指南》實施的挑戰與突破

2022年4月，教育部頒布了《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》以下簡稱“課標\"）。這是國家推進新時代教育目標和育人模式變革的重要舉措。2024年，《義務教育信息科技教學指南》（以下簡稱“教學指南”）及配套資源發布。作為信息科技課程實施的基準性參考依據，教學指南為教師提供了更為具體的單元規劃、目標指引、活動指引和教學指導，標志著信息科技課程的實施進人了新階段。

一、教學指南實施的現實挑戰

教學指南作為銜接課標與教學的橋梁，作為“正式的課程”與“運作的課程”之間的載體，在實施時，教師常常面臨以下三重挑戰。

（一）關聯性建構的表層化

教師雖然能從教學指南的具體內容中對照和反觀課標，建立二者之間的關聯，但是也常常會陷人“碎片化關聯”以及“無效關聯”的困境。具體而言，他們可能停留于對教學指南具體內容與課標的文本聯系，局限于具體知識點之間的分解、細化和對應，即便建立了能力關聯矩陣，也仍然只是在“文本”層面進行關聯。這種“只見樹木不見森林”的關聯方式并不能觸及教育教學的實質，而且這種關聯不能轉化為實際的教學行為，導致教學指南與課堂的聯系浮于表面。

（二）螺旋上升邏輯的模糊性

邏輯主線的設計是課標的重要舉措。它既凝練了學科核心概念，又體現了學生認知的進階性，猶如課程的“筋骨”貫穿所有內容和學段，其重要性不言而喻。但是，螺旋上升帶來的部分學習內容相似性問題，對教師把握難度與深度帶來一定的困擾。例如，課標對小學生的要求是能夠“根據學習、生活中的任務情境，使用恰當的在線平臺獲取文本、圖片、音頻與視頻等資源，設計、創作簡單作品”，而對初中生的要求提升為“能夠根據學習和交流的需要，使用互聯網搜索、遴選、管理并貢獻有價值的數據和資源，能夠創建具有特色的作品”。雖然學習水平有提升，具體學習內容有差異，然而在教學實施中，“簡單作品”與“特色作品”的差異、“獲取資源”與“搜索、遴選、管理并貢獻有價值的數據與資源”之間的提升，常常是邊界模糊的。小學生也有自我表達和呈現個人特色的愿望，初中生的作品也往往比較簡單。教師因此困惑于如何把握不同學段的深度遞進邏輯，同時也提出了更深層次的疑問：螺旋上升的究竟是什么，螺旋上升的根據又是什么？

（三）學科實踐經驗的欠缺

課標將實踐育人的作用在課程實施中放至重要地位，當前信息科技學科實踐存在兩類問題。

一是實驗教學的學科性不強。學科實踐要有“學科性”，離開學科，實踐就會失去內涵和焦點。部分實驗設計與學生常規活動（如討論、作品創作等）的界限模糊，缺乏學科特點。此外，部分實驗的特征不明顯，實驗關鍵環節也往往不夠清晰完整，學生實驗探究的動力不足。

二是原型搭建的有序性欠佳。原型搭建常見于六年級和八年級，具有軟件硬件一體化的復雜性、實體操作的綜合性、成果應用場景的真實性等特點。由于原型搭建的過程與方法與實驗有一些差異，因此筆者將它單獨歸為一類。在教學中，原型搭建較復雜（如特定功能的物聯網系統），設備多且調試困難，缺乏系統化流程引導，學生動手與動腦的協調不足，這些問題均會導致原型搭建的成功率不高。

二、分析策略：構建多層次指南分析框架

教師要通過多次“具體化一抽象化”雙向互動，把課標、教學指南、教學作為一個整體分析，以避免碎片化和無法轉化為具體實踐的難題。

（一）解構螺旋上升的進階邏輯

事物的發展和人類的認識是由低級到高級、從簡單到復雜的過程。這一過程并非直線而是螺旋上升的，即圍繞一個中心點既向外擴展又向上延伸。在教育學領域，“螺旋上升”強調經由教學設計支持學生的持續發展。螺旋上升本身隱含了重復性，即一些課程內容不可避免地出現重復。例如，各學段的學生都需要適應在線學習與生活，所以這個主題的學習內容必然在不同學段重復出現。問題的關鍵在于：我們不是要徹底消除重復，而是要消除那些沒有必要的“重復訓練”、沒有區分度的“重復上升”，倡導基于經驗和能力提升的“更高層次進步”。

因此，教學指南中的具體內容解讀要圍繞邏輯主線，聚焦核心概念的循環和深化。例如，同一主題在不同學段的復現應體現“經驗擴展一能力升級一思維深化”的梯度。以“在線學習”為例，三年級側重體驗在線學習的便利性，七年級則轉向思考互聯網給學習帶來的變革，思辨其局限性。教師需聚焦“進階本質”，剔除無意義重復，設計“每輪復現必有新維度”的教學路徑。

（二）建構指南與教法的深層聯系

螺旋上升并非唯一的模式，溫·哈倫（WynneHarlen）認為有三種不同的大概念進展方式[1]。一種方式為“爬梯子模式”：概念進展的方式類似爬梯子的過程，前一步完成以后才能進人下一步，具有線性遞進的特點。這種模式的缺點是只有達到樓梯的頂端才會處于“明白的狀態”，而對于處在過程中的學生來說，一步一步攀登的目標并非清晰可見。另一種觀點認為進展是橫向的，而不是縱向的，較大的概念是從較小的概念逐步擴展而形成的，并不需要以步進的方式展開。基于這個觀念的方式稱為“拼圖模式”。還有一種方式是“訓練模式”。在這種模式下，學習就像訓練馬拉松賽跑，跑完全程的能力是逐漸建立的：先跑一小段距離，然后逐漸跑更長的距離。螺旋上升與這種模式類似：過一段時間后，學生重復學習概念，以期每一次的回顧都能更為深人。但是這種方式帶來的問題和“爬梯子模式”一樣。可見，三種模式都各自具有優點和缺點。

教學指南的單元規劃綜合運用了以上三種模式。以《義務教育信息科技教學指南過程與控制六年級全一冊》為例，前四個單元從身邊的設備出發，學習連續量與開關量、邏輯運算、開環與閉環、系統與模塊等內容，學習過程像“爬梯子”。教法設計要注意規避“爬梯子”的缺點。學生可能局限于那些支持他們概念的實證，忽視相反的證據，從而固守在原有的概念上，缺乏換一種方式思考的能力。因此，前四個單元有很多觀察和對比活動。隨后的三個單元分別以“智能種植”“電梯運行”“汽車中的小奧秘”為主題。每個單元可視為一個獨立的項目，單元之間更具螺旋上升的特點，既有知識的重復運用，又有控制系統分析與搭建經驗的豐富和實踐能力的提升。因此，教法設計要注意讓學生掌握運用更廣的概念，把重點放在擴展其經驗方面，讓他們通過實踐強化知識應用。最后一個單元是“自主可控與安全”。雖然前面七個單元都滲透了“安全”和“自主可控”，但是學生在不同背景下遇到的同一種現象時會形成不同的概念。這里的大概念進展類似“拼圖模式”。教法設計的關鍵在于要幫助學生將不同的概念聯系在一起，形成更完整的概念。因此，通過對教學指南的多元視角分析，教師可以讓它與課堂的聯結更深入，從而轉化為實際的教學行為。

三、實施策略：以問題解決促進學科實踐

卡爾·波普爾（KarlPopper）認為，科學應該被看成從問題到問題的進步，隨著這種進步，問題的深度不斷增加。這對教學方法有明確的指導意義：學生的學習并非不停地從一個概念到另一個概念，而是從問題開始，通過探究與積極創造獲得素養提升。這個過程離不開學科實踐。學科實踐是專業的實踐，強調真實情境中的問題解決[2。因此，我們要加強對學科實踐的探索。

（一）強化實驗的學科特征

信息科技學科的實驗，是對人工構造的數字世界進行探究。而這個數字世界有多樣的法則，例如，網絡協議就是一個“大家族”，具體到某個應用場景或信息系統，它通常是不確定的，并且隨著需求的變化而變化。因此，信息科技的學科特點需要在實驗中有所體現。

盡管不同學科對實驗的分類不同，但是手腦結合、注重推理、假設、證據、結論等實驗要求是一致的。這些要求同樣應在信息科技學科中體現。要提高實驗教學的品質，需要在以下兩個方面加強研究。

一是要強化實驗的規范性。與天真的想象、粗糙的觀點或淺層次的思考相比，學科知識來自精心設計、反復驗證、謹慎探究的過程。具有數字素養與技能的學生，應該考慮的是證據的形式、確認的標準以及各種技能，它們使得我們的知識堅實可靠。教學指南提供了實驗的基本要素以保證規范性。例如，網絡協議中的實驗包括了實驗目標、實驗資源、實驗過程、實驗工具、實驗結果以及實驗結論。

二是要根據需要，增加“假設一驗證”等實驗環節，避免與常規操作混淆，引導學生觀察、思考、記錄、分析以及得出結論。例如，在“電梯超載報警”實驗中，教師可先引導學生質疑“電梯中標準的載重是否為報警閾值”，再引導他們利用砝碼、主控板、傳感器等實驗素材，模擬電梯超載的場景。通過多組實驗數據的對比，學生可以得出實驗結論。

教師要明確實驗教學的流程，細化實驗步驟，讓學生從“不知道”到“想知道”，從“不確定”到“假想猜測”，再到實踐與驗證。在整個實驗過程中，學生的體驗應該是明確的，即他們應清楚地理解學習這個問題的重要性；學生的理解應該是整體化的，即他們應通過新舊知識的聯系來豐富和拓展自己的認識。這樣的實驗教學有助于培養學生的基于證據的推理能力。

（二）有序推進軟件硬件一體化原型搭建

信息科技學科具有高度的實踐性與創造性。原型搭建是對學科核心概念和基本原理的實踐建構，要讓學生像工程師和科學家那樣經歷實實在在的、真實的問題解決過程。它與實驗既有相似之處，也存在差異。實驗更注重原理探究和規律發現，而原型搭建則更多體現在物化成果上。實驗可能只需要軟件，而原型搭建常常是軟硬件一體化的綜合實踐。原型搭建既有對原理的探究，也有對原型功能的運作和展示。面向真實世界的原型搭建，注重成果具有一定的實用價值。而實驗未必直接具有實用性。

教學指南對“原型”“簡易系統”進行了界定，意在聚焦關鍵要素和核心功能，控制難度和復雜度。原型搭建類的活動，例如，制作藍牙翻頁筆、設計遠程門鈴系統等，需要用到主控板、藍牙模塊、傳感器等物聯實驗設備。教師必須考慮實驗設備的選型，應對不同實驗設備的參數和功能不一致帶來的挑戰。此外，教師還需要考慮到原型搭建項目的周期長，實踐過程的影響因素多、個別指導難導致失敗概率大等問題。

開展原型搭建活動整體上遵循“場景分析一模塊設計一整體設計一優化迭代”的過程。在具體實施中，教師需要注重模塊化分解、流程化管理以及真實性導向，以提高原型搭建的有序性。

一是模塊化分解。教師要在分析應用場景的基礎上，明確工作環節、功能需求和模塊劃分。對于復雜的系統，教師可以引導學生先實現每個模塊的功能，再將所有模塊集成在一起。每個模塊往往需要經歷采集數據、傳輸與存儲數據、分析處理數據、反饋與控制等環節。

二是設計合理的流程。教師需要規范實驗素材的發放次序、示范硬件連接的方法、指導軟件與硬件的綜合測試方法。另外，教師還需適時開展原理的教學、提醒學生安全操作要點，避免材料混亂與損壞、搭建流程無序等問題。

三是真實性導向。教師應指導學生關注成果的實用性，體現從設計到原型的完整思維，而非僅僅停留在搭建或演示層面，并且需要引導他們對科技向善的思考。

四、提升策略：用技術促進指南實施

技術賦能已成為推動教學指南落地實施的關鍵要素。當前教學指南在實踐層面面臨三天挑戰：一是傳統實驗教學受限于硬件條件難以展開，二是學生實踐的個性化指導需求與班級整體教學之間存在矛盾，三是課堂教學評價滯后與反饋閉環缺失。當前很多學習平臺支持虛實融合降低實踐門檻，借助交互式工具重構互動范式，提供數據分析促進實時反饋。這些功能共同構成“環境一過程一結果”的完整改進鏈條，具體如下。

（一）虛實結合，提高實施效率

教師可采用虛實融合的遞進式教學模式，首先通過虛擬仿真軟件開展實驗探究和原型搭建，降低操作門檻，繼而將虛擬環境中的探究經驗遷移至實體硬件操作，也可以把虛擬環境中的程序代碼傳輸或部署到硬件中，實現知識的內化與拓展。這種“虛擬驗證一實體強化”的方式，既能提高教學效率，又能通過具身操作激發學生的興趣。

（二）交互式學習工具的創新應用，增強探究興趣

以上海市中小學數字教學系統為例，它集成的多模態AI助手可支持教師開發各類交互式學習工具。例如，圖像識別AI交互工具可輔助學生實驗操作；智能對話AI工具可以實現個性化答疑，增強學生探究興趣。

（三）智能化的評價資源推送，實現教學評一體化

以人教信息科技數字資源平臺為例，教師可以利用AI生成試題功能，根據試題類型與難度，生成與教學內容高度相關的測試題。這不僅提高了備課效率，而且可以把不同難度的題自推送給不同的學生，從而實現分層教學。教師還可以通過系統推送的結果判斷學情，更容易實現教學評一致性，也有效避免了頻繁切換軟件或紙質學習單的問題。

總之，教學指南的價值并非在于提供標準化的操作手冊，而是通過“學教融合”的設計框架，引導教師在標準基礎上創造性實施。未來的教學實踐，我們需要進一步關注邏輯主線與教學指南的深層銜接、學科實踐的經驗提煉、“課標一教學指南一課堂”的多元互動。同時，我們需要在教學過程中探索技術的有效融入，推動信息科技課程從“技能提升”向“素養培育”的質變。

參考文獻

[1]溫·哈倫.科學教育的原則和大概念[M].韋鈺，譯.北京：科學普及出版社，2011.

[2]崔允，張紫紅，郭洪瑞.溯源與解讀：學科實踐即學習方式變革的新方向[J].教育研究，2021（12）：55-63.

[作者系上海市教師教育學院（上海市教育委員會教學研究室）中學信息科技教研員、特級教師]

責任編輯：李媛