美国中小学信息技术课程最新发展动态

钱松岭

美国中小学信息技术课程状况纷繁复杂。在中小学信息技术课程并未作为独立学科进行开设，相关内容常被归属为数学课程、技术课程、计算机科学课程、图书馆课程等。按照其表现形态，大致可以分为作为在学科中应用的“教育技术”课程、作为图书馆教育的“信息素养”课程、作为独立学科的“计算机科学”课程三种类型。近年来，美国计算机科学教师协会（CSTA：Computer Science Teacher Association）在推进计算机科学课程方面非常活跃，极力主张在中小学开设独立的“计算机科学”学科，并进行了系统的计算机科学课程设计，2011年推出了新版本的K-12计算机科学课程标准。同时，我国高中课程标准修订工作已经启动，在新的社会发展要求下，普通高中信息技术课程如何开设，也需要我们及时了解他国动态。本文在介绍上述三种类型的课程发展动态的基础上，重点介绍“计算机科学”课程的动态。

● 作为在学科中应用的“教育技术”课程

美国的信息技术课程特别强调将信息技术应用到其他学科的学习中。在这方面起到重要作用的是美国国际教育技术协会（ISTE，International Society for Technology in Education，以下简称ISTE）。

2007年6月，ISTE公布了新版“国家学生教育技术标准（National Educational Technology Standards for Students 2007）”。新标准包含六个维度：①创造力与创新：学生表现出创造性思维、建构知识以及利用技术开发创新的产品和过程的能力。②交流与合作：学生能够利用数字媒体和环境促进沟通和协同工作（包括远程的），支持个人学习和帮助他人学习。③研究和信息娴熟度：学生能够利用数字工具来搜集、评价及使用信息。④批判性思维、问题解决与决策：学生能够使用批判性思维技能计划和引导研究、管理项目，利用合适的数字工具和资源解决问题并且做出明智决策。⑤数字公民责任：学生理解与技术相关的人类的、文化的和社会的问题、法律实践与道德行为。⑥技术操作与概念：学生表现出对技术概念、系统和操作的充分理解。

● 作为图书馆教育中的“信息素养”课程

在美国，96%的中小学设有图书馆，中小学图书馆系统是美国教育系统中不可分割的部分，美国教育部曾于1993年和2000年对中小学图书馆和图书馆员对学生成绩的影响进行调查，两次调查都表明：图书馆设施完善、配有专业图书馆员的学校，学生统考的阅读理解成绩和基础研究成绩都比较好;增加图书馆的收藏、人力及经费后，学生的学习成绩都有相应提高。因此，在美国中小学，很多图书馆也开设提高学生“信息素养”的课程。

2007年11月，美国学校图书馆馆员协会发布“21世纪学习者标准（Standardsforthe21stCenturyLearner）”。

“21世纪学习者标准”强调学校图书馆媒体课程应提升学生多方面素养，使学生能够：①探究、批判性思考并获得知识;②得出结论，做出正确的决定，在新情境中运用知识，创造新的知识;③分享知识，遵守道德参与其中，并成为民主社会的有效成员;④追求个人与审美的发展。

● 作为独立学科的“计算机科学”课程

计算机科学（CS）是对计算机和算法处理过程的研究，包括工作原理、硬件和软件设计、应用及对社会的影响。美国计算机科学教师协会（CSTA，Computer Science Teachers Association，以下简称CSTA）认为信息技术与K-12阶段的课程整合并不能与美国经济的发展要求与时俱进，造成了各级信息技术人才的短缺。因此，CSTA自成立以来一直致力于推进计算机科学课程的建立，同时为建立一套统一、完备的计算机科学教师资格认证体系做出努力。2011年CSTA公布了“CSTAK-12计算机科学标准（2011）”。这份文件提供了贯穿中小学的K-12计算机科学教育的全面标准。

1.“CSTAK-12计算机科学标准”的水平划分

“CSTAK-12计算机科学标准”的组织结构有三个水平：

水平1（K1-6）计算机科学和我：通过在简单计算机思维的思想中整合技术基本技巧，向小学生介绍计算机科学中的基本概念。鼓励帮助学生把计算看作他们世界中重要的组成部分。培养他们在其他课程，如社会科学、语言、数学与科学中，融入技术积极进行学习、创造与探索。

水平2（K6-9）计算机科学与社区：开始将计算思维作为解决问题的一种工具。让学生了解计算的广泛性并乐于使用计算机科学促进交流与合作。学生开始体验计算思维能作为解决相关问题的一种手段，而且还可以迁移到周围的世界中去。让学生意识到自己就是有力的问题解决者，并在计算机科学课程中或在学科中融入技术积极进行学习、创造与探索。

水平3（K9-12）概念应用与真实问题解决方法：水平3分为三部分课程，每部分强调计算机科学作为一门学科的不同方面。通过这些课程，学生可以掌握更多高级计算机科学概念，并应用这些概念来形成虚拟或真实世界的作品，让学生探索现实世界中的问题并使用计算思维形成解决办法。这些学习活动应该重点放在合作学习、项目管理与有效交流等方面。

2.“K-12计算机科学标准（2011）”的课程内容领域

“K-12计算机科学标准（2011）”的课程内容领域分为“社区、全球与伦理的影响”、“计算思维”、“合作”、“计算机与通信设备”和“计算机实践与编程”五个方面。

3.计算机课程实施现状

美国计算机科学教师协会（CSTA：ComputerScience TeachersAssociation）与甲骨文学院（OracleAcademy）合作，于2014年5月至9月，通过在线方式，对超过2万名校长和副校长进行了调查。此次调查的目的是摸清高中计算机科学开设的情况，判断在美国开设计算机科学课程的广度，了解在学校中计算机科学课程是如何规定的。具体学校的情况，如下图所示。

（1）计算机科学课程开设情况

调查结果表明，有73%的学校开设计算机科学，大多数学校将所修学分作为毕业要求;有39%的学校将计算机科学课程作为数学、科学或技术课程当中的一部分，这部分课程可能为选修课，在这些学校中，计算机科学通常会被作为一些补充课程。

（2）对计算机科学课程内容的误解

当校长们被问到计算机科学与职业技术教育课程内容的区别时，有一些回答是：“我不知道”、“不确定”。通过这些数据可以推断出，至少在学校管理层面，对计算机科学课程缺乏足够的认识是潜在的问题。而对于计算机课程内容，部分参与者选择了问卷中的“其他”选项，还有很多人选择“企业管理”、“版面编排”、“人工智能”等。这些调查结果表明人们对计算机科学教育的定义和课程内容方面认识不同。

人们常常认为，简单地为学生开设技术或少量编程课程就等同于为学生提供了真正的计算机科学教育，就等同于为学生升学或就业做好了准备。

（3）关于“计算思维”的讨论

“K-12计算机科学标准（2011）”的课程内容领域特别强调“计算思维”，认为计算思维是一种问题解决方法，学生不仅是工具的使用者，还要成为工具的构建者。他们使用如抽象、递归和迭代等一系列概念处理并分析数据，创造真实或虚拟的产品。

2013年，麻省理工学院提出了一个“计算思维框架”，将计算思维分为“计算概念”、“计算实践”、“计算观念”三个维度。“计算概念”指的是设计者在编程时所使用的概念;“计算机实践”指的是设计者在编程过程中所发展的实践;“计算观念”是指设计者形成有关身边的世界和他们自己的观念。通过对“计算思维”的讨论，对其认识更加深入，尤其是计算思维作为计算机科学的核心思维方法被广泛认同。

（4）计算机科学课程在实施中的现实问题

①资金投入与计算机科学课程。

上述调查还表明，得到更多资助的高收入学校为学生开设计算机科学课程远高于低收入学校。

高收入学校在常规课程中开设计算机课程，往往在课外也为学生提供额外的计算机课程。而常规课程中未开设计算机课程的低收入学校、课外增设计算机科学课程的学校的比例低于11%，造成学生升学或就业的困难。

②计算机课程与计算机科学教师资格。

人们对小初高阶段的计算机科学教育还没有统一认识，而大学又继续将计算机科学课程所修得的学分作为数学专业或科学专业的学分，这就造成了计算机科学师资缺乏的局面。同时，由于对计算机科学课程没有统一的定位，取得计算机科学教师资格证的教师很可能面临着无法择业的问题。例如，在佛罗里达州，要取得计算机科学教师资格必须学习K-8计算机科学教学法的课程，而佛罗里达州的任何职前教师教育课程都没有此项内容，没人清楚地知道在佛罗里达州取得计算机科学教师资格到底要学习什么。

● 美国信息技术课程变革给我国的启示

1.小初高一体系统设计

在美国，不论是“教育技术”课程、“信息素养”课程，还是“计算机科学”课程，都划分了不同的水平阶段，进行系统设计。因此，我国在进行中小学信息技术课程设计时，应注意系统性，按照学生生理、心理发展水平来组织并设计相应目标，注意其层次性、区别性与衔接性。

2.全面考虑课程内容

“教育技术”课程强调技术融入学习或与课程整合;“信息素养”课程强调信息处理改善学习;“计算机科学”课程强调严谨的计算机科学学科。我国在义务教育阶段一直以2000年《中小学信息技术课程指导纲要（试行）》（以下简称《纲要》）为指导，随着社会的不断发展，《纲要》规定的各阶段教学目标显然已经不能满足现实需求，亟待重新设计。因此，在进行课程设计时，必须考虑技术在促进学习中的应用与计算机科学内容之间的平衡协调问题。同时，“教育技术”课程、“信息素养”课程以及“计算机科学”课程都特别关注与信息技术相关的文化、伦理和社会等问题以及如何安全、负责任地使用技术等问题，这也是在设计课程内容时要充分注意的方面。

3.切实解决课程实施问题

美国的“计算机科学”课程在实施中遇到的一系列问题，如学科地位、对学科的偏见与误解、学校资金投入、教师资格证书等问题，同样是我国信息技术课程实施面临的主要问题。因此，我们要针对这些问题采取一些改善措施，如宣传信息技术学科的独特价值与重要性、为信息技术课程争取更多的资金投入、改革教师资格证书考试等。

参考文献：

[1] National Educational Technology Standards[OE/BL] http：//www.iste.org/docs/pdfs/nets-s-standards.pdf？sfvrsn=2

[2] Standards for the 21st Century Learner[OE/BL]http：//www.ala.org/aasl/sites/ala.org.aasl/files/content/guidelinesandstandards/learningstandards/AASL_Learning_Standards_2007.pdf

[3] CSTA K-12 Computer Science Standards [OE/BL] http：//www.csta.acm.org/Curriculum/sub/CurrFiles/CSTA_K-12_CSS.pdf

[4] Texas Essential Knowledge and Skills for Technology Applications [OE/BL] http：//ritter.tea.state.tx.us/rules/tac/ch126toc.html

[5] The State of Computer Science in U.S. High Schools [OE/BL] http：//csta.acm.org/Research/sub/Projects/2014_StateofCSinUSHighSchools.pdf

[6] Bugs in the System： Computer Science Teacher Certification in the U.S.[OE/BL] http：//csta.acm.org/ComputerScienceTeacherCertification/sub/CSTA_BugsInTheSystem.pdf