学校如何落地信息科技素养教育

周迎春

【摘 要】围绕《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》的指导精神和修订原则，从课程理念、课程目标、课程内容、课程评价等维度出发，对义务教育阶段信息科技课程标准带来的变化进行了简要分析，并结合自身实践就义务教育阶段信息科技课程标准校本化实施的要点及需注意的问题进行了阐釋和说明。

【关键词】信息科技;核心素养;课程标准

【中图分类号】G434   【文献标识码】A

【论文编号】1671-7384（2022）07-017-03

2022年4月22日，教育部正式发布《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》，注重以科学原理指导实践应用，要求创设贴近学生的真实情境及任务，让学生像学科专家一样思考与行动，在做中学，在反复试错中亲身体验并经历知识的诞生与应用过程。美国2013年《下一代科学标准》对课程目标有如下表述：从知识技能转向概念性理解，从学科内容转向厘清事实、理解观念及像专家一样做事。我们从中美两个标准的比照中都看到了要求学生模拟体验学科专家的探索旅程，从而有效创造属于自己的超越给定信息的理解及内部文化，以便今后在类似问题的解决过程中更好地实现顺应性的迁移。义务教育新课标还有“关注最新成果，动态更新课程内容，并同步刷新课堂教学模式”的要求，一方面体现了科学技术日新月异的时代特征，另一方面对教师未来素养的提升也提出了更高的要求。为了应对新课程带来的新要求新变化，显然需要我们在软硬件环境的创建、校本课程的建设、教学模式评价的创新、师资的培训等维度进行相应的思考、准备及落实。

普惠原则下的信息科技实验设施建设

作为国家意志推进的信息科技课程在2022年秋季将全面进入义务教育阶段学生课程表，信息科技课程的普惠性、实践性、创新性及发展性特征意味着实验环境建设的重要性。在硬件层面我们要参照相关年级班级数，按每周一课时的教学所需配备若干信息技术实验教室。在基本配置之外还需添加新课标鼓励的项目化实践活动、人工智能课程所需的配套器材及相关软件。笔者所在学校基于信息科技学科开设2个信息科技实验室、一个3D建模打印教室及一个机器人智创教室。信息科技实验室还配备了与校本STEM及人工智能课程配套的相关实验器材：2人一组的Picoboard开发板、Arduino 开源硬件、Makeblock游侠机器人、光环板等。由于器材开源资金门槛不高、维护成本较低适合区域普及实施。当然有条件的学校还可以建设基于信息科技的创客工场、人工智能工作坊等实验室。

借助新技术赋能的智慧教育立体推进

课程核心素养的培育需要构建多维立体的智慧环境场域，以笔者所在的江苏省为例，近年来持续推进江苏省中小学智慧校园示范校建设，其中的主要指标有：校园网络实现千兆进校，无线网络覆盖主要教学活动场所，有体现方向性、前瞻性的教育信息化装备与设施等。其中苏州市区域特色“未来教室”项目让学生领略了“未来学习”的新范式，学生通过Pad在课前完成课堂翻转。课中STARC系统提供实时反馈及学习支架，个性化的学习、反馈时间变量的最小化都极大地提升了学习效率。课后作业支撑系统还让虚拟教师无处不在，学生可以在家中线上完成作业的提交批改，难题能够获得线上虚拟教师的及时帮助指导。目前，信息科技赋能下的学习方式变革进入人工智能教育阶段，自适应学习平台、人工智能赋能个性化学习等创新案例层出不穷，AI以渐进式的步态在改变着课堂教学生态……

无论是未来教室还是“人工智能+教育”，它们都将数字化学习本身视为一个问题，学生解决问题需要信息科技知识技能的有效转化及实践应用，在浸润式的智慧场域中，在信息科技与学科的融合过程中，学生的信息科技实践能力、数字化学习能力等素养从不同维度得到潜移默化的提升。

基于项目的跨学科融合课程构建实施

新课标聚焦培养适合未来发展的正确价值观、必备品格和可迁移的关键能力。基于跨学科学习观的课程组织理念，以项目学习为基本途径，强调建构真实场景问题，让学生在真实情境中体验操作、创造发现、失败成功等学科专家的心路旅程，通过项目的演进将相对固化的学科知识活化为学生的能力与素质，不断提升解决复杂问题的高阶能力及综合素养。

1.指向计算思维发展的项目化教学创新

计算思维的核心元素是算法能力，义务教育信息科技新课标要求学生要了解并运用算法实现问题的自动化求解;《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》在其必修模块“数据与计算”中要求学生能运用程序语言实现简单算法，以自动化方式解决实际问题，另外还设置了“算法及其初步应用”的选修模块。纵观K12阶段的计算思维培养路径，我们可以清晰地看到课程标准对算法思维培育的重视是一以贯之的。

如果把算法视为人类解决问题的思维方式，那么编程就是将这种思维方式“翻译”成计算机可理解可执行的方式，从而完成自动化实施的目标。算法无处不在，你每天盘算如何更快地到达目的地就隐含了算法思维，百度、腾讯、高德等地图APP则用若干程序呈现了自动化的解决方式。基于项目化设计的编程类问题的解决是提升算法能力、培养计算思维的有效途径。考虑到学生的年龄特点，可以采用小组协作模式，发挥各自所长，另外对难度系数较高的任务进行适度降维处理，比如提供半成品程序，或者初始版程序等让学生讨论调试、添加完善。以笔者公开课“会算最大公约数的机器人博士”为例，让学生从平时数学作业本上的短除法转换到计算机执行的辗转相除法，乃至《九章算术》中的更相减损法这种计算机可执行的方式。最后，通过图形化编程软件mBlock慧编程拖拽模块自动化实现，某种意义上这种常规学科思维到编程思维解决问题的范式转型也是一种思维体操。

2.基于STEM理念的信息科技课程拓展

STEM素养包含创造性思维、批判性思维、协作性思维，提倡真实情境下跨学科整合解决实际问题，让学生在问题解决旅程中尝试成功也积极接受失败，有利于其高阶能力的培养及必备品格的形成。这与信息科技新课标提倡的素养培育导向高度契合。

信息科技新课标1～2年级不给专门课时，要求融合其他学科开展。笔者所在学校开发了“江南博物”系列课程，如低年级案例“一叶知江南”，要求学生搜集家乡植物树叶，利用识花君等APP程序识别种类、制作叶脉书签及树叶画，最后还让学生将照片贴在WPS文档中并进行分类管理。上述过程就蕴含了处理信息能力的培养，书签及树叶画体现了跨学科的融合，而树叶的分类管理则渗透了计算思维的培养。上述案例指向了家国情怀的培育理念，也很好地体现了新课标的修订原则，即将中华传统文化融入课程以增强课程思想性。

3.基于未来素养培育的人工智能课程建设

新课标修订坚持创新导向原则，要求根据科学技术发展新变化及时更新课程内容，同步反应课程的时代特征，要求聚焦核心素养，着力培养学生的数字化适应能力、创造力及胜任力。

2017年，《新一代人工智能发展规划》提出要在中小学阶段设置人工智能相关课程，信息科技新课标将人工智能模块置于7～9年级，有人工智能与智慧社会的内容模块，还设有未来智能场景畅想、人工智能预测出行等跨学科主题。

人工智能课程内容如何在小学阶段实施是信息技术教师一直感到困惑的问题。针对小学阶段AI适性课程严重缺乏的现状，我们申报了省级课题“基于项目的人工智能创新课程创设研究”，持续多年的研究成果《AI机器人创意搭建与mBlock慧编程》2020年在人民郵电出版社正式出版，内有基于普惠性、实操性、趣味性三大原则构建的28个AI机器人搭建与智慧编程项目，每节课都为孩子带来“发现的喜悦”，让普惠型的人工智能课程走进每所学校，让每位孩子都能亲身体验人工智能的神奇魅力，培养和提升学生面对未来的核心素养。

目前，我们采用该课程的部分内容进行普班化教学，进阶内容则作为STEM创新社团或者精英社团的活动选项。以“石头、剪刀、布”为例，学生需要通过编程识别出对弈者的手势，然后驱动3D打印的“义掌”出招应对。由于所采用的mBlock慧编程具有机器学习模块，降维后的人工智能项目可以给学生新鲜的体验，而这些体验将有效激发学生的好奇心及认知需求，课堂上学生在教师预发的半成品程序框架上训练模型、设置变量、反复调试。事实证明，足够高的热情、适合的难度系数及思维可视化的项目界面可以启动学生的自我奖赏激励机制。

课标视域下的教学评价方式改革创新

素养培育导向下的新课标要求加强过程性评价，完善终结性评价。坚持教、学、评一致性，学业水平考试基于素养立意，强化育人导向。课程标准5次提到“原始创新”，4次提到“原创精神”。显然创新思维的亮点应该成为评价改革的加分项。

评价的意义在于甄别更在于鼓励，新课标素养目标导向下的课堂教学评价应该助力教学改革，过程性评价要辨析学生成长足迹中的每一个闪光点，导向明确而及时到位的加分有助于提升学生克服学习困难的勇气，培育其面对失败的韧性品格，不断自我激励，在一次次跨越中实现智慧的生成。笔者在教学中采用多元化与多样性、过程性与终结性并重的评价策略取得预期效果。除作品本身外，在课堂教学中学生的每一次回答特别是闪现灵感创意的思考都是加分项，作品评价环节一些有效质疑或者改进建议也会赋分。除了自评外，邻桌互评甚至隔壁班学生也偶作评委，作为每一节课拓展项目的加分则须全体参与。有时根据项目需要还会布置在线作业进行网上评价，如“Scratch可控动画背景制作”一课需要学生运用Picoboard板设计可控动画，以配合诗词朗诵。课后教师布置了科技小作文，要求学生反思动画创作过程并记录经历的失败及最终的收获。从这些学生的编程之旅中我们看到了许多的感悟思考，一些学生重新审视自己，给自己提出了改进的建议。在评价的延伸驱动下，学生的批判性思维、元认知等高阶思维品质得到了提升。

学校落实信息科技教育新课标需要注意的问题

基于未来教育观的课程理念主张教育面向未来变化及不确定的情境，培养学生解决真实生活中问题的高阶能力及社会责任感。我们可以从新课标上清晰地看到未来教育观理念的投射。目前，我们正站在信息技术与信息科技的转轨期，在知识本位转向素养至上的理念过程中，我们还需要注意处理好以下问题。

（1）在可回顾的过去、可预期的将来，技术都在不停进阶，还经常超越我们的认知，此时我们需要与时俱进潜心钻研。同时也不要被资本宣传的一些所谓热点带偏，要更加关注新技术、新设备、新课程与学生认知水平的匹配性及性价比，避免陷入社会资本的宣传陷阱之中。

（2）一些省市将信息科技纳入中考甚至高考，成为所谓“厉害学科”之后的普及问题显然迎刃而解，但同时也可能会带来一切唯应试的倾向性问题，也就是说带来高分预期的部分可能会不断强化。我们需要审视预判此类状况与新课标倡导的核心素养培育目标的偏离度并予以纠正。

（3）人工智能教育要注意因材施教，不要因追求新算法、新技术热点而盲目拔高，避免因反复试错甚至集体失败而带来的AI恐惧，以至让学生渐渐失去对人工智能的兴趣及信心。应对一些较为复杂的项目进行降维处理，使其接近学生的最近发展区。

课标已来，课程将至！信息科技新课标强调素养培育并非排斥知识技能，而是基于国家科技发展规划、社会人才未来需求、个体适应社会的未来素养等方面的要求提出了更高维度的素养培育目标。站在信息技术与信息科技的交汇处，我们需要及时刷新理念，需要同步跟进软硬件、课程及师资等配套资源的建设，研究建构新课标视域下的教学新模式新生态，为未来建设者打下坚实的素养根基，为国家民族复兴大业培养时代新人！

作者单位：江苏苏州市吴江区鲈乡实验小学