中美义务教育信息科技课程标准的比较与启示

杨锐

（湖州师范学院 教师教育学院，浙江湖州 313000）

2018年，我国教育部发布《教育信息化2.0行动计划》，要求教育信息化在新时代转段升级。目前，我国教育信息化基础建设日渐完善，宣告着我国即将踏入教育数字化这一教育信息化的高级阶段[1]。为实现教育数字化转型打下坚实基础，培养和提高全民数字素养与技能是必由之路。2022年4月，我国《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称《我国标准（2022年版）》）正式发布，为信息科技课程的教材编写、教师教学、质量评估提供了依据，旨在发展学生关键能力，促进学生数字素养与技能的提升。美国官方机构、社会组织对学生计算机能力的培养极其重视。自1983年起，他们先后出台了60余项政策支持计算机科学教育，旨在提高学习者数字素养、计算能力和跨学科思维[2]。2016年10月，美国国家教育部正式发布《K-12计算机科学框架》（以下简称《框架》）。2017年，美国计算机科学教师协会（CSTA）和美国计算机协会（ACM）在《框架》的基础上作出修订，出台《CSTA K-12计算机科学标准（2017修订版）》[以下简称美国《标准（2017年版）》]，为各州、地区学校制定特色计算机课程提供指导。

为适应教育数字化转型的要求，进一步推动我国信息科技课程的实施与改进，本文以我国中小学新课标、美国CSTA修订标准为研究对象，通过分析两国课程标准在编写结构、课程目标、课程内容、学业质量评价等方面的异同，了解和学习国外计算机课程的长处，思考如何发扬我国信息科技教育的优势，旨在为提升我国义务教育信息科技课程的教学实施质量提供借鉴。

一、编写结构比较

编写结构是课程标准的总框架。我国《标准（2022年版）》整体由六大部分组成，分别是课程性质、课程理念、课程目标、课程内容、学业质量、课程实施。美国《标准（2017修订版）》在《框架》基础上修订而来，整体由三大部分构成，分别是计算机科学课程简介、学科大概念及各学段具体标准。

由编写结构能看出，中美两国的课标在课程设计上存在一定差异。从结构的具体内容来看，我国《标准（2022年版）》对课程性质、课程理念、课程目标阐述清晰，对课程内容、学业质量、课程实施三大部分内容描述全面，从指导学生的理论学习、实践操作，到指导教师的教学提示、质量评估，可为学校开展特色信息科技课程提供参考。而美国《标准（2017修订版）》是对K-12教育学段进行不同等级的划分，把中小学分为三个阶段（如表1），并将核心概念和核心实践置于不同学段中综合运用，强调计算机科学在K-12教育中的贯穿和过渡。

表1 美国K-12 教育学段表

表2 中美两国的课程目标比较

总体上，我国《标准（2022年版）》和美国《标准（2017修订版）》都是基于本国信息科技课程发展和现代社会对信息技术人才的需要而制定的。从编写结构上看，我国《标准（2022年版）》在编写内容上相对完整，编写结构富有逻辑性，强调课程内容的理论性和可测量性；而美国《标准（2017修订版）》在编写内容上层次明确，编写结构简洁明了，强调课程实践的可操作化。

二、课程目标比较

课程目标体现一定的教育价值观，包括教育目的、教育宗旨在课程领域的具体化，是课程本身要实现的具体目标[3]。我国《标准（2022年版）》将课程目标分为总目标和学段目标，其中的核心为学科四大核心素养：信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。而美国K-12教育的计算机科学课程体系由五大核心概念和七大核心实践构成，充分体现美国在计算机科学教育上注重实践的培养目标。

通过比较发现，两国在核心目标上差异较小，在总目标上差异明显。在核心目标上，两国在培养学生计算思维、创新性上目的一致，这也与信息化社会的人才需求相适应，但核心目标在侧重点上略有差别：我国首先强调培养学生的信息意识，美国则以培养学生计算思维为首要目标。此外，在总目标上，我国课标注重价值观形成和能力培养，学生通过学习可对信息进行辨别、交流，能分析解决问题、创新合作，并在实践中落实信息社会责任，主动维护信息和网络安全，遵循信息社会法律和道德。美国课标强调计算机实践和运用，学生了解和掌握计算机科学相关概念，通过综合实践培养学生计算思维及创造性解决问题的能力，分享交流计算机问题。

三、课程内容比较

课程内容是课程目标的具体体现，也是课程标准的主体部分。我们对课程内容进行比较分析有助于教者对课程标准的理解，达成对学科教学内容的本质解读。美国《标准（2017修订版）》将K-12阶段的计算机课程分为三个阶段，其中Level 1和Level 2是进行计算机课程的启蒙教育和基础教育，Level 3是为满足学生升学、发展个性化学习的需要。我国义务教育阶段的信息科技课程是培养学生信息素养的基础课程，与美国Level 1和Level 2两个阶段目的一致。因此，本研究选取美国Level 1和Level 2 的计算机课程内容与我国课标进行比较分析。

（一）中美两国的课程内容

如表3所示，我国《标准（2022年版）》主要课程内容分为两大部分，一部分是九大内容模块，涵盖了义务教育阶段学生需要学习的所有内容主题；另一部分是四大跨学科主题，包括根据不同学段课程内容而开展的跨学科学习与实践活动。

表3 我国信息科技课标中的课程内容

义务教育阶段的信息科技课程围绕六条逻辑主线展开，分别介绍数据、算法、网络、信息处理、信息安全、人工智能这六大主题内容。第一学段的课程内容面向小学一二年级，重在培养学生的数字设备使用习惯和信息安全保护意识。在“数字设备体验”的主题中，教师可将信息科技与语数道法建立学科联系，开展综合学习活动，帮助学生树立健康的信息价值观。第二学段的课程内容面向小学三、四年级，旨在锻炼学生运用信息科技工具的能力，引导学生利用数据功能解决问题。在“数据编码探秘”的主题中，教师可为学生提供情境，提升学生利用数据和编码管理自我和解决真实情境问题的能力。第三学段的课程内容面向小学五、六年级，注重培养学生运用计算思维解决问题的意识和能力，引导学生初步学习算法和编程。在“小型系统模拟”的主题中，教师可让学生切身参与算法游戏和系统的迭代与设计，锻炼学生的计算思维和实际操作能力，提高学生系统化思考的水平。第四学段的课程内容面向七到九年级，关注对互联网、物联网和人工智能等创新技术的本质认识，让学生了解信息社会的历史变迁以及未来发展面临的机遇和挑战。在“互联智能设计”的主题中，教师可将其与物化生等科学知识融合，培养学生综合思维和迁移运用的能力。

如表4所示，美国《标准（2017修订版）》主要的课程内容包括两大部分，分别是五大核心概念和七大核心实践，其中每一核心概念和核心实践下有子概念和具体实践活动。总的来看，五大核心概念和七大核心实践分别包含17个子概念和23个具体活动，为学生提供了完整的计算机科学课程内容。

（二）课程内容的比较

通过比较发现，我国《标准（2022年版）》与美国《标准（2017修订版）》在课程内容上存在一定差异，可从核心概念、核心实践以及学段差异三个维度进行分析比较。

在核心概念上，我国以数据、算法、网络、信息处理、信息安全、人工智能为六大主题，在一定程度上与美国标准中计算机系统、网络与互联网、数据与分析、算法与编程、计算机科技带来的影响这五大核心概念有一致性，但在侧重点上有所不同。美国标准侧重让学生明白“为什么”，要求学生学习核心概念，掌握概念的基本逻辑。例如对“计算机系统”这一核心概念的子概念“设备”，美国标准要求学生能够认识设备的基本功能、系统构成及人机交互，使学生能够正确使用设备，更是要学生了解设备是如何实现功能、与什么构成系统、如何实现人机交互的内部运行逻辑；我国标准重在让学生学会“怎么样”，同样要求学生认识设备的基本功能，但更注重计算机等数字设备的工具性，让学生了解设备使用步骤，学会利用设备的功能来方便个人学习和生活，将设备“为我所用”。这一差异主要是由两国不同的课程目标导致的。美国《标准（2017修订版）》以计算思维为基本目标，教学要求中从了解“是什么”到明白“为什么”正是对学生计算思维的训练，培养学生进行深层次逻辑思考的能力。我国《标准（2022年版）》的课程目标除计算思维之外，还要培养学生的信息意识，要求在教学中锻炼学生使用数字设备的能力，培养学生使用数字设备的习惯，既要通过认识设备使用步骤以培养学生思维，又要在数字设备应用中提升学生的信息意识。

在核心实践上，我国以跨学科主题的形式开展学生的实践活动，包括“数字设备体验”“数据编码探秘”“小型系统模拟”“互联智能设计”这四大主题实践，每一主题实践分为4～5个难易程度不一的具体活动，不同区域的学校可根据自身实际情况统筹安排实践活动，让学生在有限的教育资源之下得到公平的信息科技教育机会，培养学科核心素养。美国的七大核心实践充分体现对计算思维和实践能力的重视，每一核心实践都介绍了实践内容、实践目标以及学生在不同教育阶段实践发展的过程。其中，“识别并定义计算问题”“发展和使用抽象技能”“创造计算机作品与产品”“测试和改善计算机作品”这四大核心实践是培养计算思维的核心，共有13项具体活动支持这些核心实践；“培养包容的计算机文化”“围绕计算机展开活动”“关于计算机的交流”这三大实践是通用的实践活动，具有较强的基础性，是对核心实践的补充。我们通过比较发现：1.在项目总数上，美国的核心实践和活动数量远远大于我国，更注重学生的实践操作的培养；2.在实践内容上，我国更注重实践开展的地区公平性，而美国更为重视实践的全面性，导致这一差异的主要原因可能是我国教育水平的地区差异较大，每个区域拥有的教育资源不均衡，为了实现学科核心素养的培养，需要制定难易程度不同的实践活动，为教育资源匮乏地区提供针对性实践案例，让每个学生都拥有参与信息科技实践的机会。

在学段差异上，我国标准对不同学段的课程内容有系统安排：低年级的课程内容重在数字设备的亲身体验，培养学生对信息科技的兴趣，树立信息意识和价值观；中高年级课程内容注重信息科技理论学习，学生掌握基本概念和原理；初中年级课程内容深入原理学习，让学生在探索信息科技手段的过程中，学会运用信息科技寻求问题解决方法。而美国标准中的学段差异可以由核心概念与核心实践在每一教育阶段所占比重所体现。如表5所示，核心概念中的“算法与编程”在第一和第二阶段都是最受重视的，其次是“计算机的影响”；在核心实践中，从第一阶段到第二阶段最受注重的分别是“关于计算机的交流”和“发展和使用抽象技能”。通过比较发现，我国课程内容安排更符合学生的认知发展规律，不是一味地将生涩知识点灌输给学生，而是从“生活体验”到“基础原理”再到“科学运用”这一循序渐进的过程，帮助学生的信息科技知识与技能实现螺旋式上升发展。

表5 美国课标中核心概念和实践的提及次数

四、学业质量评价比较

“学生评价是在一定教育价值观指导下，根据一定的标准，运用现代教育评价的一系列方法和技术，对学生个体成长发展情况进行判断的活动，包括学生发展的各个方面。”我国《标准（2022年版）》指出了学业质量评价对教学实施和课程建设的重要性，强调过程性评价和总结性评价相结合的多元主体评价，以信息科技学科核心素养为主要维度，明确学生在阶段性课程学习后应有的学业素养表现，提出素养表现特征的统一标准，并且在初中阶段结束时设置学业水平考试，包括纸笔测试、上机实践等多元评价方式，考查学生的理论水平和操作能力。这也是对学校信息科技课程的教育质量和课程目标达成情况的总结，为改进信息科技课程的实施提供了一定依据。美国《标准（2017修订版）》关注学生在全教育阶段的学习过程，并未明确提到对学生学业成就及表现进行评价的统一标准。

学业评价上的差异可能是由我国信息科技课程和美国计算机科学教育的发展历程不同所致。我国义务教育信息科技课程的培养目标在新时代背景下已经发生重大变化，与以往注重地域普及性、理论科普性不同，学科核心素养全面指导信息科技课程的设置、实施以及改进。只有不断评价和修正，信息科技课程才能培养出新时代所需的人才。而美国计算机科学教育始于上世纪，基础理论普及阶段完成较早，在K-12教育阶段中，美国计算机科学启蒙较早，从幼儿园就开始进行计算机教育，注重学生在学习过程中的体验和实际操作能力。

五、对我国新课标下提升教学质量的启示

在数字经济时代，计算机发展已经不单单是操作层面的变化，更是创造性发展的承载体。日新月异的数字化时代给教育带来新的挑战，课程标准是应对这一教育挑战的全新指南。通过对美国《标准（2017修订版）》与我国《标准（2022年版）》在编写结构、课程目标、课程内容等方面的比较分析，我们发现，我国《标准（2022年版）》作为最新的课标对教学实施在以素养为导向、顺应学生认知规律发展等方面具有优势，但仍然存在一些较为薄弱的部分。基于以上比较分析，本文认为可以从三个方面提高我国信息科技课程教学质量。

（一）加强师资团队建设，为教师提供专业性培训指导

教师的信息科技应用能力和专业教学水平是提升教学质量的基本保障。面对义务教育信息科技课程教材的全面更新，在解读与领会过程中，学校需要为教师提供更多指导和建议。为此，学校应及时安排科任教师开展统一学习，组织课标研读活动，促进教师间交流，有效传达新课标精神；邀请名校名师沟通交流，开展讲座，分享经验，答疑解惑，加强普通教师与高级教师互动，提升其对新课标的专业性理解；设置软性定期考核制度，例如教师教学能力比赛等，督促教师专业知识技能的发展，培养与时俱进的“新”教师。

（二）促进教学方式变革，引导学生在合作学习中探究

合作学习的教学方式是提升教学质量的有效策略。美国《标准（2017年版）》的七大实践中就包括“围绕计算机展开合作”，要求学生学会制定团队规划等合作内容。在合作学习的过程中，学生的学习动机和学习参与度得到提高，能够充分发挥自主性和协作性。教师在课程中可以选定一个主题，例如“向世界介绍我的学校”，让学生自行组成合作学习小组，共同设计和制作一所学校网页的词条、相册、短视频等，激发学生的合作意识，打造合作型课堂，强化学生对所学知识的理解和掌握，从而提升课堂教学效率。

（三）突出课程教学重点，培养学生的实践能力和计算思维

实践能力和计算思维是提升教学质量的关键所在。美国《标准（2017年版）》中的核心概念与核心实践全面反映了对计算机教育的培养目标，重视学生对计算机理论知识的学习、计算机操作技能和创新能力。我国信息科技课程教学在形成学生计算机价值观的同时，也要注重学科知识和过程知识并重，认知能力与操作能力并重，提高学生的计算机实践能力，发展学生的计算思维，培养学生逻辑性问题解决能力。