基于数字素养的高中数学教科书评价

【摘要】数字素养既是终身学习和数字生存的基础，也是核心素养的重要组成部分.分析人民教育出版社2019年出版的五册高中数学教科书中数字素养相关内容发现，教科书侧重信息技能掌握，忽视问题解决能力培养；信息技术的工具价值和内在价值没有得到统一；随着年级升高，数字素养相关内容的数量和类型反而随之降低，数字素养的培养缺乏持续性和进阶性.数学教科书落实数字素养的策略为强化课程标准顶层设计、实现数字素养教育常态化，优化数字素养相关内容在教科书中的分布、补足数字素养落实的短板，构建数字素养相关内容多样化呈现形式、开发多种课程资源.

【关键词】数字素养;高中数学教科书;信息技术;教科书评价

数字素养既是终身学习和数字生存的基础，也是核心素养的重要组成部分.以2006年欧盟将数字素养作为八大核心素养之一为开端，美国、日本、丹麦、英国、荷兰等国家纷纷在各学科的课程标准中强调数字素养，并将编程纳入学校必修课程［1］.虽然我国基础教育数学课程标准并未明确将数字素养作为数学核心素养的表现之一，但是已经有研究者强调在知识经济与信息技术高速发展的21世纪，智能计算思维应成为数学核心素养的重要组成部分［2］.所谓数字素养，并不是简单的信息技术应用能力，而是包括使用计算机接收、评估、存储、生产、呈现和分享信息，并通过互联网进行交流和参与等信息通信技术基本能力，是一种更为综合的技能［3］.换句话说，数字素养是一种多功能的知识、技能和态度的综合体，能够在虚拟世界和现实生活之间架起一座桥梁，促使学习者做出正确的决策并加以应用.至于如何在学校教育中落实数字素养，一般有跨学科课程融合、单独开设信息技术课程与融入学科课程教学三种模式［4］.不管哪种模式，在学校教育中，信息技术以及一般学科教科书作为学生获得知识的首要来源，都负有培养学生的数字素养的重要责任.因此，各门具体学科教科书中数字素养相关内容不同维度的分布情况以及在教科书中的分布如何随着年级的变化而变化等都是需要研究的问题.

本文以人民教育出版社2019年出版的五册高中数学教科书（必修1、必修2、选择性必修1、选择性必修2、选择性必修3）为研究对象，探求以上问题的答案，梳理数学教科书落实数字素养所面临的困境并提出化解困境的策略.

1基于数字素养的教科书评价框架

在数字素养的概念出现之后，国内外建立了很多数字素养测评框架.以色列学者Yoram Eshet-Alkalai于1994年最早提出包含图片（图象）素养、再生产素养、分支素养、信息素养和社会情感素养五大要素的数字素养框架.欧盟随后于2013年提出了包括信息素养、交流素养、内容创建素养、安全意识素养和问题解决素养五个维度的數字素养框架.紧接着，2016年，《促进有效的数字时代学习——欧洲人数字胜任教育组织框架》（Dig CompOrg框架）进一步将数字素养分为7个主元素和15个子元素.与此同时，英国基本数字技能国家标准、国际教育成就评估协会以及爱尔兰政府也分别提出了基本数字技能框架（EDSF）、国际计算机和信息素养框架（ICILS）、数字技能框架［5］.我国也很重视培育学习者的数字素养.2016年，教育部颁布的《中国学生发展核心素养》强调了“信息意识”和“技术运用”两个要点［6］.施歌则认为，我国新时期中小学生的数字素养可分信息处理素养、沟通交流素养、内容建构素养、问题解决素养、信息安全素养和网络道德素养６个领域［7］.

上述素养框架对厘清数字素养的概念具有重要作用.不过，若要研究教科书所蕴含的数字素养情况，还需进一步开发适合评价教科书的数字素养框架.土耳其学者Meral ELiKOLU于2022年创建了一个信效度较好的评价教科书数字素养的七维度框架并分析了土耳其的数学和科学教科书所蕴含的数字素养情况［8］.本研究基于该框架（表1）探讨人教社2019版五册高中数学教科书中数字素养相关内容的分布情况.

例如，在必修一第87页的“信息技术应用”栏目中（图1），教科书介绍了用GeoGebra软件绘制一元二次与三次函数图象的步骤，对应了“信息加工”维度.

2数学教科书落实数字素养的困境

2.1信息技能掌握与问题解决能力培养之间的冲突

各类核心素养框架均没有排斥“双基”，素养包含“双基”，又超越“双基”.如美国“21世纪学习框架”中设置了“核心学科”，OECD框架和欧盟框架均关注了阅读、科学和数学知识.但是简单技能的熟练掌握并不能为学生未来生活做出充分准备，更不必然孕育着信息素养的生成.核心素养只有在复杂的问题情境中，基于已有知识资源，开展联系、反思、迁移与运用知识的过程中方能形成［9］.

反观高中数学教科书中信息素养的呈现，强调利用数字、在线工具和技术解决问题、创造知识、创新流程和产品的“信息加工”能力占最大比例（0.824）（表2）.进一步分析还发现，其中仅有1处旨在让学生使用技术手段解决未曾见过的“数据拟合”问题（图2），而其他60处均是使用简单的计算工具绘制函数图象、模拟实验、展示回归过程等.总之，5册教科书极少要求学生使用信息技术知识解决较复杂数学问题.学生在这种脱离真实的情境中进行信息技术学习只可能熟练信息技能，无法发展信息素养.

2.2信息技术的内在价值与外在价值之间的冲突

知识的价值是学校课程实施的基础.从不同的角度出发，知识有育智、育美和育德价值［10］;认识、智力、功利和教育价值［11］;确定性和不确定性价值［12］.从目的和手段角度，可以把知识的价值区分为内在价值和外在价值两种.前者以知识本身作为目的，通过知识的学习，摆脱权威、偶像、偏见等精神束缚，获得理智探究、理性创造的自由；后者则是解决问题的工具和手段［13］.

核心素养的培养以知识学习为前提，核心素养导向下的知识学习应该发挥育人价值［9］，但是并非所有类型的知识都能够担负此重任.在简单情境中获得与运用陈述性知识和程序性知识体现了知识的外在价值，但不能转化为素养.而在高阶思维指导下利用具有反思性、情境性与行动性等属性的知识解决复杂情境中的问题，虽然也体现了知识的工具价值，但是这一过程蕴含批判、怀疑、分析与创造，学生由此获得理智探究与理性创造的自由，充盈主体精神，又体现了知识的内在价值，能够促进素养的生成.因此，只有保证知识的工具价值和内在价值统一，才能有效提升学生的核心素养.

从表2可以看出，数学教科书更关注信息加工能力和信息獲取能力，它们在高中教科书中分别出现61次与10次，分别占比0.824和0.135，说明数学教科书强调浅层的信息技术技能型知识的掌握，重视信息技术的外在工具价值，却忽略了学习者在自身道德和价值观导引下全身心参与、主动积极地批判、评估、表达与共享信息技术，没有凸显信息技术的内在育人价值，难以培养学生的信息素养.

2.3数字素养相关内容呈现趋势与学生成长性之间的冲突

基础教育阶段的培养对象是快速成长中的少年儿童.因此需要从成长的视角提炼核心素养的表现、统筹设计其在教材中的呈现，使得核心素养本身成为可以引领儿童持续成长的风向标［14］.很多国家在课程中都考虑了核心素养对儿童成长性的引领作用.例如荷兰为数字素养融入中小学课程开发了垂直连贯各学段的学习线，由低阶到高阶，由简单到综合，前后衔接贯穿中小学教育的完整学习过程［15］.

高中数学教科书对数字素养的呈现却表现出随着年级升高而降低的情况.一方面，数字素养相关内容的数量减少.如表2所示，必修1内容涉及数字素养达32处，几乎占整个高中阶段的一半.但是随着年级升高，教科书涉及数字素养的内容大致呈下降趋势.另一方面，数字素养相关内容的种类变少.必修教科书内容涉及数字素养的五个维度，包括信息获取、信息评估、信息加工、信息表达和信息共享，而选择性必修教科书内容仅涉及信息获取和信息加工两个维度.教科书这种呈现方式忽视了学生成长性特征，将导致对学生数字素养的培养缺乏持续性和进阶性.

3化解数学教科书数字素养相关内容呈现困境的策略

3.1强化数字素养的顶层设计，实现数字素养教育常态化

高中数学教科书对数字素养缺乏关注的原因是多方面的，但是作为教育实践的纲领性文件——高中数学课程标准对数字素养的忽视是造成上述现象的重要原因.课程标准是教科书编制的重要依据.而《普通高中数学课程标准（2017年版2020年修订）》仅有“注重信息技术与数学课程的深度融合，提高教学的实效性”等与信息技术相关的话语，并未出现对“数字素养”的显性描述，《义务教育数学课程标准（2022年版）》也有类似情况.实际上，研究者对现行义务教育阶段19个学科的课程标准分析发现，它们普遍重视信息技术在课程目标达成中的重要作用，多在课程资源建设或教学方式变革部分提及，未见一个学科对“信息素养”或“数字素养”有明确的界定，缺乏“数字素养”的内涵描述及培养途径、学段分级、评价方式建议［7］.在课程标准中提高对数字素养的重视，明确培养的分阶段目标，在课程目标、课程内容、实施建议中分别融入数字素养的相关教学要求和目标导向，可以直接促进教学中学生数字素养的有效养成.尤其需要关注结合数学学科特点系统地融入数字素养的复杂性问题解决维度，凸显学科的特色和不同年级的要求.

3.2优化数字素养相关内容在教科书中的分布，补足数字素养落实的短板

高中数学教科书在编写时已经融入计算素养相关内容，但是从分册、数字素养维度看，尚存在一些不足.如随着年级升高，教科书涉及数字素养的内容反而呈下降趋势，数字素养相关内容的种类也随之变少.因此需要对数学教科书中数字素养的分布进行优化，合理分配数学教科书各分册数字素养相关内容的数量和维度，进一步发挥数学课程落实数字素养的作用.考虑到必修与选择性必修教科书内容涉及数字素养的数量和维度表现出较大差别，因此应注意不同分册间数学教科书的协调统一，加大选择性必修教科书中数字素养相关内容的数量，并丰富其维度，确保数字素养培养的持续性、进阶性与全面性.

3.3构建数字素养相关内容多样化呈现形式，开发多种课程资源

如上所述，高中数学教科书落实数字素养的形式主要包括将信息软件作为完成绘制图象、模拟实验、展示回归过程、网上交流查询等任务的工具使用.这种基于工具主义视角看待信息技术的方式忽视了问题解决过程，难以培养数字素养.这一困境呼唤教科书改变内容呈现方式，不能仅将信息技术当成学习数学的工具，而应该结合数学学科特点，开发多种课程资源，实现“多样化”培养计算素养.一方面，可以在教科书中插入二维码，链接网络素材.学生可以通过扫描二维码获取丰富的数学知识背景，增大使用互联网和计算机搜索、浏览和访问的机会，突破教科书篇幅的限制.另一方面，可以结合数学阅读与写作学习、数学探究和数学建模等活动，开发课外课程资源.首先，“数学阅读与写作”活动需要学生通过网络查阅资料，分析、解释和批判性评估数据与信息的有效性和可靠性，在使用数字技术时警惕危害身心健康的信息.其次，《普通高中数学课程标准（2017年版2020年修订）》将数学探究和数学建模活动作为四大内容主线之一，该活动是培养核心素养的重要途径.教科书应利用虚实融合空间，采用探究、创客、游戏等网络学习方式，鼓励学生通过互联网搜索合乎伦理的有用信息，利用信息技术解决实际问题，在数码环境中安全储存研究成果，提高学习体验和兴趣，提升社交能力和适应能力.

参考文献

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作者简介褚小婧（1984—），女，安徽灵璧人，博士，副教授，硕士生导师;主持省级课题5项，1篇案例入选中国专业学位案例中心；研究方向为数学教育;发表论文10余篇.