信息技术课程贯彻新课标实施新教学的关键性问题

网友投稿 2019-04-25 10:17

摘要:本文针对高中信息技术课标修订给课程教学带来的变革和影响,做了重点分析和深入解读,以供教育管理部门、学校和教师参考。本文指出,理解信息技术课标修订的依据与变化是贯彻课标的前提,在问题解决过程中应用计算机科学是培育学生计算思维的基本途径,在数字化学习过程中应培养学生的数字化学习与创新素养,并建议以完善的课程实施条件奠定实施信息技术课程标准的基础。

关键词:高中信息技术课程标准;学科核心素养;计算思维

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《普通高中信息技术课程标准(2017 年版)》已经发布,相比2003 版的课标,大部分内容发生了改变,可以说基于新课标的信息技术课程将发生翻天覆地的变化。一方面,这种变化给信息技术课程带来重大发展机遇,使得信息技术课程真正能够承担起新时代赋予的教育职责,为培养学生适应未来发展和社会需求的核心素养,贡献本学科特有的价值;另一方面,巨大的改变也给信息技术课程的实施带来重大挑战,在实践中,教师能否深入理解并贯彻课标的要求,能否在课堂中实施培养学生学科核心素养的新教学,需要厘清如下的关键性问题。

一、理解信息技术课标修订的依据与变化是贯彻课标的前提

首先,信息技术课程是一门国家规定课程,其课程的目标与内容要严格贯彻党和国家对普通高中学生的培养要求。2016 年9 月,《中国学生发展核心素养》正式发布,该文件为我国教育系统落实立德树人根本教育任务和课标修订工作提供了基本指针。专家组根据信息技术学科的特点,提出了包含信息意识、计算思维、数字化学习与创新和信息社会责任四个学科核心素养。信息技术课标作为学生发展核心素养在信息技术学科的具体化,是学生学习信息技术学科之后所形成的、具有学科特点的关键成果。信息技术学科的四项核心素养也成为信息技术课标修订工作的统摄,课标修订的所有工作都围绕如何实现学科核心素养展开。

其次,信息技术课标修订工作建立在科学调研基础之上,对课标做大幅度修订旨在解决已发现的问题。教育部在2012 年就启动了信息技术课标实施情况调研工作,调研组走访了全国8 个省市的24 个地区的71 所学校,发现了多个关系学生发展和学科发展的问题,例如面向一般素养培养的信息技术课程已不能完全满足学生的需求,例如教学主要是技术的简单操练和基本知识的简单记忆,选修模块未能针对高中之后的发展需求对学生进行有效分流等[1]。针对调研中发现的问题,信息技术课标在课程理念、课程目标和课程内容等方面有较大幅度的调整,这些调整不仅反映了学科核心素养的要求,而且切实回应了社会、信息技术教师、课程自身改革的多方需求,更适应信息技术发展的时代要求。

再次,信息技术课程作为一门最能反映时代发展的基础教育阶段的课程,需要做到与国际发展同步,以保持信息技术课程自身发展与时代的相适性。为了达成这一目标,课标修订组深入研究了国际信息技术课程的发展趋势,就国际上信息技术课程的改革方向、课程内容方面的变化做了深入研究,并将之与我国的实际情况做了对比。例如,计算思维作为信息技术学科核心素养之一,它既反映了国际信息技术课程发展的趋势,又解决了我国信息技术课程过分重视操作而缺少科学性、原理性内容的问题。与国外较为重视培养学生知识与技能及数字化胜任力不同,我国的信息技术课程还被赋予了更多的教育职责,从信息意识、计算思维、数字化学习与创新和信息社会责任四项核心素养上就能看出,我国的信息技术课程更强调了其在育人方面的独特价值。信息技术课程的目标在于将学生培养成数字化时代的合格公民,学生不仅要掌握基础知识与技能,而且要形成适应信息社会需求的必备品格与关键能力。

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二、在问题解决过程中应用计算机科学是培育学生计算思维的基本途径

计算思维作为信息技术课标中的一个新概念,对课标的变化具有至关重要的影响。深入理解计算思维是教师贯彻课标要求进而实施新教学的前提。众所周知,计算思维的概念由美籍华裔计算机科学家周以真提出。她提出的计算思维定义如下:运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动[2]。在该概念中,计算思维首先体现为一系列的思维活动,这些思维活动是在应用计算机科学的基础概念进行问题求解的过程中展现出来的——在思考问题、分析问题、寻求解决方案的过程中,计算机科学概念是其基础。就像人们分析物质间的化合反应,需要以化学为基础;分析一个物体的运动状态,需要以物理为基础。可以说,计算思维是学生准确认识、理解信息技术相关事物与现象的基础,是学生学习信息技术课程之后形成的一种特有的思维方式。

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计算思维作为信息技术学科核心素养之一,代表了课标修订后信息技术课程发展的重要取向,那就是加强对学生的计算机科学教育,其目的在于让学生透过信息技术的表象理解其背后的机理,利用相关的知识与方法分析问题、解决问题,真正适应信息社会的发展。信息技术课标基本延续了周以真对计算思维概念的表述,在新课标中计算思维被定义为个体运用计算机科学领域的思想方法,在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。两者在具体表述上虽有差异,但都指明了计算机科学在进行思维活动中的作用。因而,培育学生的计算思维,需要让学生掌握相应的计算机科学领域的概念、思想方法。需要明确的是培育学生计算思维并不等于对学生进行计算机专业教育。

《普通高中课程方案和语文等学科课程标准(2017 年版)》明确指出,我国普通高中教育是在义务教育基础上进一步提高国民素质、面向大众的基础教育。培育学生的计算思维,旨在为学生适应社会生活、高等教育和职业发展作准备,为学生的终身发展奠定基础。在信息技术课堂教学中,培育学生的计算思维,需要以问题解决为导向,在问题解决过程中引导学生基于计算机科学领域的思想方法进行思考和分析,从而形成计算思维。在具体的实践中,要求教师掌握以下三个要点。

第一,教学应始于设置恰当的问题情境。教学开始之时,要向学生抛出一个适于学生解决的问题,将该问题发生的背景和条件交代清楚。之所以强调从抛出问题开始,就在于计算思维是面向问题解决的,需要学生集中精力对发生的问题进行思考,不同于传授专业知识的计算机专业教育,需要掌握系统的计算机专业知识。需要说明的是,设置的问题不一定有多大的难度和复杂性,但要有明确的计算机科学导向的特性,即从数学和工程视角可获得解决方案,而不是将特定的工具软件的简单应用设定为解决方案。

第二,引导学生基于计算机科学探索问题解决方案。首先,在信息技术课标中,明确提出了基于计算思维进行问题解决的一般过程,包括采用计算机科学领域的思想方法界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据;通过判断、分析与综合各种信息资源,运用合理的算法形成解决问题的方案;总结利用计算机解决问题的过程与方法,并应用于与之相关的其他问题解决中。在该过程中,从界定问题开始,就要利用计算机科学领域的思想方法,按计算机可处理的方式表征问题、抽象特征并建立模型,以及利用相关资源和算法获得问题解决方案,每步都离不开计算机科学。其次,学生并不天然深谙计算机科学,对于问题解决过程中所涉及的计算机科学知识、思想方法,还是需要教师做必要的讲解、分析、案例解释,帮助学生奠定必要的基础。再次,教师的引导是学生能顺利探索解决方案的必要条件,教师需要事先对问题解决的过程进行精心分析和设计,紧密跟踪学生在每个环节上的问题和进展情况,通过及时给予必要的引导与帮助,使学生在获得问题解决方案的同时能深刻领会解决方案的内在机理,并迁移应用。

第三,正确处理计算思维培育与程序设计之间的关系。在寻求问题解决方案的过程中,编写必要的程序,并将其转化为可自动运行的方案,本是基于计算思维进行问题解决的必要环节,而且很可能占用大量的教学时间。如果采取的教学方法不恰当,或教学重点处理得不合适,很可能将面向计算思维的教学转化成以程序设计为目标的教学(两者之间有大量相似之处)。如何正确处理两者的关系呢?重点在于把握教学的导向,计算思维的教学是问题导向的,以最终获得问题解决方案为目标,而程序设计的目标通常是掌握一门编程语言,是以学习语法知识为导向的。

三、在数字化学习过程中培养学生的数字化学习与创新素养

数字化学习与创新是指个体通过评估并选用常见的数字化资源与工具,有效地管理学习过程与学习资源,创造性地解决问题,从而完成学习任务,形成创新作品的能力。作为信息技术学科核心素养之一,数字化学习与创新具有鲜明的信息技术学科特色,充分体现了中国学生发展核心素养中学会学习这一核心素养的要求,是信息技术学科独特育人价值的重要体现,它指向了学生的学习与创新能力,影响学生的终身发展效果。由于信息技术课程的实施需要完善的信息化学习环境,信息技术课程在培养学生的数字化学习与创新素养方面,有着其他学科无法比拟的优势,因而也就成了信息技术学科核心素养。

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伴随教育信息化的深入发展,学生学习环境的信息化趋势愈加明朗。当前,多媒体教室已经非常普及,智慧教室也在快速发展中。除了学校教育之外,非正规教育的学习环境信息化特征更加突出,移动学习、泛在学习等新型学习方式更需要信息化的学习环境支持。学习环境的信息化已成必然趋势。在基础教育阶段,培育学生的数字化学习与创新素养对学生的终身发展极其重要。

然而,数字化学习与创新素养在信息技术学科核心素养中非常独特,它不是靠学习内容支撑起的一个学科核心素养,即该素养的形成不以学生掌握特定的学科知识为前提,而是在真实的数字化学习过程中逐步认识与体验到的,逐步形成的学习与创新能力,最终体现为学生能自觉地利用数字化的资源与工具,主动转变自我的学习方式,并影响学生的终身发展。培养学生的数字化学习与创新素养,不只是要求学生经历相应的数字化学习过程,对教师而言,同样要经历整个数字化学习过程。教师是学习过程的设计者与调控者,教师要熟谙数字化学习工具、学习资源的利用,才能将其融入教学设计之中,并为学生提供恰当的引导与支持。为此,信息技术课程的教学要做到从教师备课、准备教学方案、教学资源、课堂授课、课上交流、布置活动任务、作品展示汇报、测评打分等各个环节,都尽可能地以数字化方式进行,要让学生经历真实的数字化学习过程,在真实经历中获得真实体验,并转化为个人的学习能力。

培养学生的数字化学习与创新素养与实施新的教学方式不可分割,课标明确倡导信息技术课程应该实施项目式学习。此外,如采用协作学习、探究式学习等符合现代教学理念和方法要求的学习方式教学,也能很好地实现数字化学习与创新素养培养的目标。为了适应新的学习方式的要求,能更好地培养学生数字化学习与创新素养,信息技术课程的教学需要从如下三点进行精心准备

第一,建设完善的数字化学习环境。教师不仅要提供常用的软硬件,而且要为学生提供可用于数字化学习的认知工具、分析工具、评价工具、交流工具、教学平台等。

第二,根据要实现的学习目标和学习方式的特征,重组学习内容,特别是针对项目式学习,打破章节界限,将相关的学习内容按需要解决的问题和需要完成的任务进行重组,是学习过程顺利展开的必要条件。

第三,明确设定数字化学习环节与数字化学习要求,即明确要求学生使用数字化学习工具,明确规定使用的数据处理方法,明确指出可使用的数字化资源。

四、以完善的课程实施条件奠定实施

信息技术课程标准的基础修订后的信息技术课程标准,在课程目标与课程内容等方面都追求课程适应时代的发展,为促进学生终身发展并适应社会需求,发挥学科特有的育人作用,设置了基础性与时代性并重的课程内容,其中的很多内容都与以前的课程内容不同。为了有效贯彻新课标并实施面向学科核心素养的新教学,需要做好如下的准备。

第一,做好师资培训和教研工作。为发挥信息技术教师贯彻课标要求,实施新教学中的主体作用,需要大力组织面向新课程实施的师资培训,组织包括课标解读、课程内容、教学方法等多方面的培训,组织教师参与围绕新课标实施的各种教研活动。建议实施体验式的师资培训和教研活动,让教师以切身经历认知新课标的要求,切实让教师具备按新课标上课的能力。

第二,建设与课程配套的环境和资源。教育管理部门和学校需要在课标正式实施之前,为信息技术课程建设配套的环境与资源。建设配套的环境和资源,是落实信息技术课标的基础,也是实施面向学科核心素养的基本条件。

第三,建立信息技术课程实验室。根据传统认知,很多人认为开展信息技术课程教学只要配置好多媒体网络教室就够了,其实仅有能够联网的计算机教室远远无法满足新的信息技术课标实施的要求。修订的信息技术课程标准中包括了多个与时代发展紧密相关的课程模块。这些模块的教学内容与实施环境远超出了网络教室的支持范围,网络教室只是实施信息技术课程的教学环境。除了教学环境外,很多新的课程内容需要学生真正动起手来,因而学校需要为学生提供可以实验、设计的环境,也即需要专门的实验环境。

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为落实立德树人根本任务,信息技术课程标准以中国学生发展核心素养及《普通高中课程方案(2017 年版)》为指导,提出了信息意识、计算思维、数字化学习与创新和信息社会责任共四项核心素养,并调整了课程目标,大幅度修订了课程内容。诸多的变化给信息技术课程的实施提出了巨大挑战。一门课程的顺利实施,不单在于前期的良好设计,实践层面的落实更为关键,需要各部门进行系统性的配合,解决上述的关键性问题,为课程的顺利实施提供必备条件。

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