面向核心素养培育的高中信息技术实验教学探究

胡晓升 石东妮

摘 要：《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》（以下简称“新课标”）中要求：普通高中学校应设立信息技术实验室，并与信息技术教室相区分，要利用信息技术实验室这一良好载体，更大程度地培育学生的学科核心素养。文章将围绕高中信息技术学科核心素养，探究如何设计与开展信息技术实验教学，旨在为一线教师提供科学、有效的方法与建议，具有一定的参考价值。

关键词：核心素养;信息技术实验室;信息技术实验教学

中图分类号：G633.67 文献标识码：A 收稿日期：2019-12-09 文章编号：1674-120X（2020）04-0098-02

由于信息技术实验室是一个全新的事物，因此目前大部分学校将信息技术教室与信息技术实验教室混为一谈，一线教师也鲜少开展信息技术实验教学活动，缺乏新认识与实际理念指导，亟待寻求适用于信息技术实验教学的新模式。

一、对信息技术学科核心素养的理解

新课标中指出学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。高中信息技术学科核心素养由信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个核心要素组成，旨在促进学生信息素养的提升。[1]

笔者认为，学科核心素养其实是在具体地回答“学习这一门学科要怎样培养人，培养什么样的人”的问题。信息技术学科的核心素养体现在解决问题的能力上。学生应该具有判断该问题是否能用信息技术手段解决的能力（体现为信息意识），进而产生解决问题的方案（体现为计算思维），然后利用信息技术手段解决该问题（体现为数字化学习与创新），最后为自己解决的这个问题承担社会责任（体现为信息社会责任）。

二、信息技术实验分类

根据新课标中对课程内容的要求，可以从内容上将普通高中信息技术必修课程中的信息技术实验主要分为数据与计算实验、信息系统与社会实验两大部分，将选修课程中的实验主要分为算法类实验、计算机网络实验、人工智能实验、三维设计实验四大部分。从实验的性质上将其分为确认类、验证类、探索类、设计制作类、测量类、仪器使用类等几大类。

由上可知，信息技术实验有着内容多样、知识跨度广、操作性强等特征。因此在设计信息技术实验室的时候，教师应该根据课程的需要，进行科学的规划与建设。

三、信息技术实验的实施

（一）信息技术实验室建设

信息技术实验室与信息技术教室不同，它是專门为探究计算机原理、验证学科理论知识与信息技术结论、制作特殊学科装置如物联网、开展人工智能实验等而搭建的教学设施。

信息技术实验室的建设是一个全新的挑战。与当前流行的“21世纪实验室”模式一致，信息技术实验室应满足当前实验需要且能适应未来发展。为了建设符合以上条件的实验室，教师要特别注意以下几个方面的问题：

（1）安全性：安全是第一守则。实验室所有设备都应符合各种技术指标的要求，使用更安全、方便。

（2）独立性：实验室应设有独立的场所，满足各项实验的需要。各区域之间要具有物理分割，实现独立性。

（3）扩展性：技术在不断的发展与进步，因此实验室应具有良好的扩展性。例如，可以将实验台设计成可活动的，向模块化发展。实验内容和实验资源能够实现灵活的添加，保证实验内容的不断完善。

（4）交互性：在设计时应尽量利用实验建筑中的空间，提供给人们会面并交流的机会，可以在不影响独立性的基础上设计玻璃隔断来创造开放的实验室、灵活的工作系统，鼓励各个小组改变自己的实验空间以满足实验需要。

综上所述，信息技术实验的建设比较复杂。与传统意义上的物理、化学等理科学科实验室不同，信息技术的发展日新月异，在规划建设信息技术实验室时，应当将本校整体发展需求与当前信息技术的发展趋势结合，将信息技术实验室与STEAM实验室、创新教育实验室等深度融合，紧跟时代潮流，开展信息技术实验教学，最大限度地提高实验室的利用率，充分利用资源。

（二）信息技术实验教学的规划与设计

对整个高中阶段的信息技术实验教学的规划应参考新课标的要求，根据实际教学需要，着力于培育学生学科核心素养，整体设计一系列与学生操作相关的教学实施方案。

根据新课标，普通高中信息技术课程中共有两个必修模块，六个选择性必修模块、两个选修模块。每个模块都有相应的信息技术实验教学。这里我们仅以必修模块为例，设计规划实验教学。新课标中对每个模块的能力要求规范非常详尽，在此不作赘述。以上这些能力要求需要大量的实验来进行实际操作学习，才能更好地体现信息技术学科的实践特色，以弥补不足。

基于以上叙述，参考新课标的要求，文章将高中阶段必修模块实验规划如下（见表1），仅供参考：

四、信息技术实验设计教学实例

为了保证教学实践中的应用性与参考性，这里选取了新课标中提供的项目教学案例“使用灯语交流信息”来设计开发实验。该案例中有三个活动，选取了“用手电筒模拟数据的编码与发送”这一活动设计实验。（见表2）以下案例分为教学建议及学生实验操作两个部分。

教师可以在实验时引导学生，如果需要传递“是”“否”两种信息，就可以用一只手电筒的明和暗去表示，发送方和接收方双方约定好就可以传递信息了。这种把约定用数码表示出来的方式就称为编码。

以此类推，如果需要传递八种不同的数据，则增加手电筒的数量即可。

教师可以提供一组已知的灯语数据，让学生去传递信息;再让学生自主去设计实验，分析实验结果，找到解决方案。

灯语是一种通信手段，用灯光一明一暗的间歇作出长短不一的信号来传递信息。灯语通信需要通过双方约定的方式来传递信息。本实验为学生提供了一个适合了解灯语的情境，通过让学生自主设计灯语的编码并体验数据的传递过程，让学生思考用计算机识别灯语的方案，从而让学生体会到“根据实际需求，设计方案并用计算机解决问题”的过程，提升学生核心素养。

作为一名一线信息技术教师，我们必须明确信息技术是一门实验学科，信息技术实验的开展与物理、化学、生物等学科实验同等重要。信息技术学科应以提升学科核心素养为目标，以学科大概念知识为载体，积极地开展信息技术实验等学科活动，促进信息技术学科核心素养培育目标的达成。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中信息技术课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]钟柏昌.高中信息技术必修课实验与实验室建设探索[J].中国电化教育，2019（3）：16-21.

[3]李维明.普通高中信息技术必修模块教学专题指导[M].上海：上海科技教育出版社，2018.