面向新版课标的高中信息技术教学创新与实践

李冬梅 夏燕萍

引言

当新版高中信息技术课程标准从文本课程走向实践课程时，教师的课程理解和课程决策就越发起到关键作用。如何理解新版高中课标，如何正确解读信息技术学科核心素养，如何科学地看待和落实计算思维等，面向新版课标，我们需要信息技术教师不断进行教学创新……本期对话嘉宾李冬梅老师和夏燕萍老师就针对上述一系列问题展开对话。

夏燕萍：李老师，您好！您长期工作在信息技术教学一线，有着三十多年信息技术学科教学经验，见证了我国计算机及信息技术教育从无到有及其发展壮大的整个过程。十多年前，我就在江南大学聆听过您的讲座，当时您介绍了很多精彩的教学案例，展示了很多有趣的学生作品，分享了很多教学经验和资源。您的课堂才是学生自主学习的乐园，当然您的工作强度也非常大，但您还是累并快乐着，您的敬业精神和教学艺术都让我敬佩不已！今天有机会跟您对话，我感觉非常荣幸！2018年1月，教育部颁布了《普通高中课程方案和各学科课程标准（2017版）》。其中，信息技术课程标准的内容变化相当大，不仅凝练了信息技术核心素养，而且深化了学科教学内容，还研制了新的学业质量评价标准。为此，我校信息技术老师也一起学习了新课标，开展了研讨活动，大家都觉得要落实新课标有一定的难度，面临着不小的挑战。据我所知，北京已经开展新课程方案一年，作为一名资深的信息技术教师，您是如何理解课程标准的？在一年的教学实践中，您遇到了哪些问题，采取了哪些策略？这些都是我们关心的话题。我们非常想通过此次和您的对话，加深对课程标准的理解，探讨新课程的教学计划、课堂教学设计、教学组织过程及教学评价等内容，期待得到您的建议和指导！

全面深入理解课程标准

核心素养彰显了课程价值，如何在课堂教学中体现核心素养呢？

夏燕萍：核心素养的提出是本次课程标准修订的一大亮点，体现了教育以人为本的基本理念。学科核心素养则是学科育人价值的集中体现，能够使学生通过学科学习逐步形成正确的价值观念、必备品格和关键能力。信息技术是先进生产力的代表，是国家经济发展的重要支柱和网络强国的战略支撑。信息技术课程的目标就是培养具备信息意识、计算思维能力、数字化学习与创新能力以及信息社会责任感这四种核心素养的数字公民。我们都觉得这比原来关注技术工具、关注操作技能的教学实际有了很大的提升，使教师站得更高、看得更远了。当然，回到教学实践中来，进行教学设计时，我会有点为难。以前，每节课的教学目标是三维的——知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观。那么，现在的教学目标怎么写呢？需要明确针对核心素养来描述吗？以前的一节课往往以任务驱动，要完成三维目标还有点紧张。现在，提倡项目学习，课时跨度可能会大一些，如何描述一节课的核心素养培养目标呢？

李冬梅：夏老师好！非常高兴能与您一起就新修订的课程标准进行讨论。以下是一些个人观点，仅供参考。

对比2003年版的信息技术课程标准，本次课程标准的修订依然把课程目标定位在全面提升全体高中学生的信息素养上（见2017年版第7页）。不同的是，这次修订明确了学生学习该课程后应达成的正确价值观念、必备品格和关键能力，将原来从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度描述的目标进行了整合，凝练为本学科的四大核心素养：信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。同时围绕核心素养的落实，精选、重组了课程内容，以数据、算法、信息系统、信息社会等学科大概念为核心，将课程内容结构化。

您提出了如何在课堂教学中体现核心素养，这个问题很关键。

要“落实”学科核心素养，先要搞清楚各个核心素养的内涵及其形成的规律。信息意识是指个体对信息的敏感度和对信息价值的判断力。如何才能使一个人具有对信息的敏感度和对信息价值的判断力？唯有让他不断地去接触信息问题，不断地对信息价值进行判断。计算思维是计算机科学领域的思想方法，是学科本质的体现，是形成问题解决方案的過程中产生的一系列思维活动。如何才能使一个人具有计算思维？唯有让他不断“亲历”利用学科思想方法解决问题的“全过程”。如何判断一个人的数字化学习与创新能力？唯有让他不断将数字化学习系统、学习资源与学习工具的操作技能，用于开展自主学习、协同工作、知识分享与创新创造等信息活动中。如何判断一个人的信息社会责任？唯有看他在现实空间和虚拟空间的一系列信息活动中，是否遵守公共规范，是否能够有效维护个人和他人的合法权益等。

可以看出，落实“计算思维”是核心。开展以计算思维为核心的一系列活动，需要有问题，有解决问题的方案以及实现方案的方法和路径，并合理合法地将其实现。因此，就会有信息问题、信息活动，就需要对信息价值进行判断，需要数字化学习与创新能力，就可以考验一个人的信息社会责任。

然而，落实“计算思维”又是一个难点。作为一个学科的思维方式、思想方法，要让一个学生从无到有，再内化为一种自然的思维方式去影响他将来的生活，谈何容易。这是一个漫长的过程，需要经历建立、强化到内化的过程，需要学生经历若干次在各种不确定的情境中运用学科思维方式、已有知识和技能分析、解决实际问题的过程。

因此，信息技术课堂教学要以培养学科思维方式为主线、为明线，将课程形态定位在让学生不断亲历运用学科思想方法（计算思维）解决问题的过程上，知识与技能在解决问题的过程中自然引入作为支撑。这里的问题应该是现实生活中各种挑战性的复杂真实的项目或任务，要有真实情境。项目学习恰好与这种以学科思想方法解决问题的模式相适应，这也是为什么这次修订提倡项目学习的原因。

教师要对学科课程进行整体规划与设计，以课程形态为核心，以主题为引领，将课程设计为若干个基于真实情境的项目活动。本着由易到难、螺旋式上升原则，依据学科活动和任务需求整合知识与技能等内容，将其科学重组后，巧妙地设计在不同的学科项目活动中。一个课程由若干个由易到难、由小到大的项目构成，每个项目以运用学科思想方法解决问题为主线，学习以项目为单元，课程不再以节为单位，目标将以项目为单元针对核心素养来描述。

核心概念决定了课程内容，如何在有限的课时内实施模块教学？

夏燕萍：课程標准提出了数据、算法、信息系统、信息社会这四项学科大概念，并把两个必修模块的内容确定为《数据与计算》《信息系统与社会》，这也是我们非常认同的。在学习这两个模块内容时，完全可以与核心素养相呼应，培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习和创新能力及信息社会责任。另外，标准中还提倡“基于真实情境的问题解决”，提倡“基于项目的学习”，这也是有助于提升核心素养和关键能力的。李老师，我知道您的课堂作业经常是让学生“利用当堂所学内容解决一个实际问题”，而这些实际问题大多数是开放的主题。其实这跟新课标提倡的理念完全一致。但我知道您的学生经常嫌时间不够，经常课后来机房做作业。然而，新课标中明确指出，“高中信息技术必修课程的学分为3学分，每学分18课时，共54课时。”也就是说，两个必修模块的内容必须在54课时内学完。那么，您觉得我们怎样才能在课时比较紧张的情况下，遵循问题解决和项目学习的理念，顺利完成两个模块的教学呢？您能否分享一下您的必修模块教学计划和思路？

李冬梅：减少必修学分给学生提供更大选择空间是这次课程标准修订的一大举措，高中必修学分从144学分减至88学分，所有学科必修学分都在减少，信息技术也不能例外。

前面谈到，这次修订突出学科本质，强调学科独特思维方式方法的形成。这样，学习就不能是浅层次的、碎片化的，而是以学科大概念为核心，以主题为引领，精选学科内容，将课程内容结构化、情境化，以便学生在解决真问题的过程中形成学科思维方式。在这个过程中不强调知识体系的完整性，不强求面面俱到，而要追求学习任务的典型性，让学生经历典型内容的探究、典型过程的经历、典型方法与策略的体会、典型情感的体验。

针对必修模块《数据与计算》《信息系统与社会》的教学，个人认为，主要围绕数据、算法、信息系统展开，设计5～6个项目，每个项目用时2～10学时。

首先，规划每个项目所覆盖的核心概念和主干知识。例如，项目a可以覆盖数据、信息、知识以及数据编码等；项目b可以覆盖数据的采集、分析和可视化表达等；项目c覆盖信息系统的组成、功能、传感与控制、无线网络、软件平台等。

其次，针对每个项目创设一定的情境，给出全开放或半开放主题的任务，从内容、结果、呈现方式等方面对任务提出具体要求，根据要求设置相应的评价标准或量规，最后，给出完成项目的流程与指导。项目承载的内容和情境不同，所要完成的任务、最终作品以及项目路径也不同。例如，项目a可能以文献研究为主，最终作品会是一个研究报告；项目b可能需要学生实地采集数据，然后进行数据处理，最后用数据“说话”；项目c将会由学生亲自搭建一个小型智能控制系统。

开放或在一定范围内容开放的任务，可以让学生自己去寻找信息问题，这正是培养学生信息意识的好机会。同时，开放的任务也为提升学生的信息社会责任提供环境和条件。因此，信息意识和信息社会责任的培养隐含在每个项目中，渗透在整个课程内容中。

认真扎实开展教学实践

如何针对核心素养进行教学设计？

夏燕萍：教学设计是教学成功的关键，大到整个课程的设计，小到一个教学环节的设计，都影响到课程教学的效果。在进行教学设计时，需要分析学情，确定教学内容和目标，设计教学策略和活动，制定学习评价方案等。那么，针对核心素养进行教学设计时，如何了解学生现有的核心素养水平呢？如何根据学生现状，设计有效的教学策略？在学习完成之后，又如何检测学习效果呢？这些问题可能对大多数老师来说都有点困惑，您能否结合您的教学实践，介绍一下您的教学设计原则、策略或具体做法？

李冬梅：其实，在以上两个问题基础上，您可能已经感觉到我的思路：作为一线教师，首先要站在学科角度，深刻理解学科的本质，理清学科思维方式的脉络、看问题的视角和解决问题的思想方法，以培养学生形成信息技术学科思维方式方法为核心重构信息技术的课程形态，将课堂主线定位在让学生不断亲历运用学科思维方式方法解决问题的过程上；其次，要整体规划课程，做课程设计而不是教学设计，将课程规划为几个项目，覆盖最核心的课程内容，每个项目基于真实情境，有任务，有要求，有评价，有指导及各种支持。

项目活动既是学习的课程内容，也是形成性评价，在课程设计过程中要为每个项目制定评价标准或评价量规，当然，前提是项目任务是明确的，有结果的，可测量的，如一份报告、一个程序、一个数据分析报表等。

采用自学课件、教学微视频、学生手册、教学网站、网络学习社区等多种形式，建设基于线上线下、可供充分选择的课程资源支撑新的课程形态，满足不同学习习惯、不同学习方式的学生是课程设计的又一个重要环节。

满足不同水平的学生，设计开放的项目任务是关键。开放主题和任务，学生可以根据自身的生活经历和学业水平选择主题，可以完成最基本的任务，也可以设计出远高于要求的作品。

如何基于项目学习实施课堂教学？

夏燕萍：新课标指出，“基于项目的学习是指学生在教师引导下发现问题，以解决问题为导向开展方案设计、新知学习、实践探索，具有创新特质的学习活动。项目学习很大程度上还原了学习的本质，这种基于真实情境的学习能促进学生对信息问题的敏感性、对知识学习的掌控力、对问题求解的思考力的发展。项目实施过程中，各种能力的综合也促进了学生信息技术学科核心素养的形成。”

据我所知，您的课堂中有很多非常经典的开放性学习任务，如“我的名片”“搜索研究报告”“自助游计划”“我的暑期生活”“我的校园我的同学”等。学生在这些源自生活的开放性任务驱动下，积极主动地开展自主、合作和探究学习，全身心地投入到创造性的学习活动中。其实，我感觉您的学习任务和项目任务很相似，您也有一套相当完善的作品评价体系。而且我相信，完成了您的学习任务之后，您的学生在信息意识、计算思维、数字化学习与创新和信息社会责任这四个维度上都会有长足的进步。在您的教学实践中，有没有项目学习的案例可以供一线老师参考呢？

李冬梅：我觉得以前设计的“我的名片”“搜索研究报告”“自助游计划”“丰富多彩的暑期生活”“我的校园我的同学”都是项目。《科学模拟》项目是北大附中基于修订后的课程标准设计并实施了一轮的项目，也是我主持的2017 Google中小学计算机课程开发资助项目的一个内容，由刘宝艳、肖然、陈清伟、毛华均等设计，由我来整理和修改的，在此简单概述如下，供大家参考。

项目学情：高一学生，经历了16课时的学习，已经了解了程序设计的基本概念，具有一些编程解决问题的能力。但对于怎样利用编程模拟复杂的科学问题还不了解，对于数据的可视化和利用程序处理大量实验数据还不清楚。

情境：标记重捕法是生物学上调查种群密度的常用方法之一。在被调查种群的生存环境中，捕获一部分个体，将这些个体进行标志后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕中标志个体占总捕获数的比例来估计该种群的数量。标记重捕法只对生活种群的少量个体进行捕获和标记，对生物种落的影响较小。理论计算公式：N=M×n/m。其中N-种群数量，M-被捕捉对象数量，n-重捕个体数量，m-重捕个体中被标记个体的数量。这个模型是否正确？如何通过计算机来建立模型并进行研究？生活中还有哪些规律或现象可以用来进行科学模拟？

任务：以小组为单位，选择一个规律或现象进行模拟。

要求：（1）小组2～3人。讨论商议小组研究方向。（2）组内每位同学根据小组方向，选择一个规律或现象作为个人研究内容。（3）以个人为单位为所选内容撰写模型设计，确定模型参数，写模拟过程需要解决的技术点，分析模型的意义和难点。（4）小组讨论每位同学的模拟设计方案，挑选有趣、有意义，实现过程分析清楚的项目，作为小组的模拟项目。（5）小组分工编写模拟程序。每人尝试编写模拟环节的一部分，比如某位同学编写主程序，某位同学编写某个函数，某位同学编写数据可视化部分等。（6）小组合成程序，运行、测试。（7）小组利用模拟程序多次产生数据并进行处理，将数据可视化。（8）撰写报告，Word格式，文件名为“组长名+主题名+研究报告”，内容包括：研究题目、题目分析、代码（包含要点注释）、运行图形、结果分析。（9）设计展板 （可参考模板）。PPT格式，文件名为“组长名+主题名+研究报告”。（10）小组作品展示与评价。

评价：小组项目研究报告评价量规如上表。

流程：活动1：选择内容并建立模型（2课时）。活动2：完成模拟程序（1课时）。活动3：模拟探究并完成项目报告（1课时）。活动4：作品展示交流评价（1课时）。（以上略去每个活动的具体指導及活动的阶段性成果要求）

学生的选题：两函数曲线间的区域着色；两函数求交点；化学方程式配平；在理想条件下的单摆与双摆的运动规律；布朗运动；无限猴子定理；求解二次函数的零点；混沌理论；红细胞悬液密度判断动物种类；蒙特卡洛求不规则图形面积；蒲丰投针实验；豌豆杂交；转换蛋白质到基因序列；马尔可夫链的现实应用；骑士漫游；抽样调查；特殊利息的探究；数独求解。