明确课标要求,彰显学科价值

2019-04-15 01:04:22 中国信息技术教育 2019年6期

王振强

《普通高中信息技术课程标准(2017年版)》是在新时代信息技术融入社会各个领域,无形地改变着人们生产方式、生活方式、学习方式乃至思维方式的背景下,伴随着《普通高中课程方案(2017年版)》、考试方案整体改革,将对未来约十年的高中和义务教育阶段中小学信息技术课程产生巨大影响的纲领性教学文件。

本次课程标准修订,最突出的亮点是以学科核心素养重新诠释了信息素养的内涵,以学科大概念为框架,构建起高中信息技术课程体系,突出了信息技术作为高中国家必修课程的独特价值。

信息技术课程在国内基础教育领域已经走过了40年的历程,课程定位从文化论、工具论到信息素养论经历了许多转折点。教育部2000年颁布的《中小学信息技术课程指导纲要》和2003年颁布的《普通高中技术课程标准(实验)》,明确将信息素养定义为信息技术课程的总体目标。信息素养概念的引入为当时的中小学“计算机”课程升级为“信息技术”课程开创了更大的发展空间,提高了课程目标定位,扩充了教学内容,拓展了教学思路。

然而在近10年的课程发展历程中,由于信息技术教育环境的巨大变化,原课程中信息素养概念内涵模糊、课程体系不够完整、课程结构松散、学科特色丢失等弊端逐渐显露,造成教学实施过程中课堂教学目标表述不清,教学难以取得良好效果。信息技术课程内容過于侧重操作技能训练和软件应用,如 MS Office办公软件使用,网络信息检索,QQ、微博、微信等网络通信交流工具使用,在发达地区小学信息技术课程正式教授之前,学生大多已经具有初步使用经验,有些初中甚至高中信息技术课上,还在重复教授这些内容,学生收获甚微。这种状况又在一定程度上加剧了信息技术学科在学校课程体系中被边缘化的不利局面,信息技术作为一门独立课程的必要性因此遭到质疑。新版课程标准调整了信息技术课程的目标和内容结构,增强了学科教学的专业性,重新梳理了信息技术学科的特点,突出了其他学科难以揭示的思想方法。信息技术课程更能满足社会发展、教育发展和学生发展的需求。

新版课程标准的四个核心素养

为保证高中信息技术课程的顺利实施,需要明确课程标准要求,准确把握学科核心素养内涵。教学实践中应根据不同核心素养的特点,采用不同的策略和方法,重点突破、以点带面、因势利导、整体提升。

信息意识、计算思维、数字化学习与创新以及信息社会责任四个核心素养在课程标准文本中并无先后、轻重之分,但在教学实施过程中,四种素养的培养方式、方法、策略却有较大差别。

信息意识不是本次课程标准修订中提出的新概念,其在信息技术学科课程发展中历来受到重视,不仅是信息技术学科的核心素养,其内涵与很多学科核心素养也存在较多交融。例如,语文学科中的“语言构建与运用”,化学学科中的“文化传承与理解”“宏观认同与微观探索”,物理学中的“科学探究”,历史学科的“史料实证”等,都强调培养学生根据需要解决问题,有意识地、主动地、适当地获取信息,捕获信息的变化,并分析数据中携带的信息;采用有效策略、方法对信息进行评估、判断,为作出科学、合理的结论提供充足的证据。信息意识的培养可结合学生各科学习,整合课内外、校内外多种活动,聚沙成塔,集腋成裘。

数字化学习与创新素养与学生的学习经历、所处的信息环境紧密相关。很多欠发达地区学生在高中阶段才刚刚接触到的数字化学习方式,可能是发达地区小学生的生活常态。大城市里学生在抱怨网络视频播放卡顿时,农村地区的教师可能还在为无法上网搜索而烦恼。对数字化学习与创新素养的具体要求,要根据各地实际情况灵活把握,避免一刀切式的硬性要求。

信息社会责任是更趋上位性的、综合性的素养,不是一朝一夕,或只是在信息技术课程中能够独立培养起来的,需要在学生长期生活、学习和社会实践中,潜移默化地去熏陶、浸润、融入、滋育。教师、家长、社会人士言传身教的效果远大于课堂上有限的教学活动。

四个核心素养中,计算思维最能体现信息技术学科特色,其培训效果在信息技术学科课堂中也最为明显。计算思维是指个人在计算机科学领域中用来创建问题解决方案的一系列思维活动。课程标准中对计算思维的定义比周以真教授提出的定义更为简洁、通俗易懂。具有计算思维的学生可以定义问题,抽象特征,建立结构模型,并在信息活动中合理地组织数据,通过判断分析和综合各种信息资源,使用合理的算法来解决问题;会总结使用计算机解决问题的过程和方法,并迁移到与其相关的其他问题解决方案。课程标准对计算思维的描述,非常清晰地反映了这种素养是面向全体学生,而非只是从事计算机相应专业的少数学生的公民素养。计算思维核心素养的确定使得高中信息技术课程回归到专业化道路上来,突出了信息技术课程不可替代的独特价值。在新课程实施的过程中,计算思维应成为学科教学研究的核心。

如何在教学中培养计算思维

由于计算思维概念受到广泛认可的时间并不长,课程专家和一线教师对计算思维的理解并不完全一致。如何在教学中培养计算思维,还有很多有待研究的实际问题。信息技术课程教学中的计算思维需要不断深入挖掘。计算思维的内涵极其丰富,许多计算机程序设计、计算机体系结构、数据结构与算法中均蕴含着大量计算思维的精华,如多次循环、枚举、递归等算法,充分体现了计算机工作的特点;“A=A+1”语句格式与数学等式的思维过程截然不同,闪耀着事物运动变化的深刻哲学思想光芒;函数、子程序、结构化、模块化的编程方式使复杂的工作变得简单、清晰;二维码、位图、奇偶校验、信息加密解密等信息编码方法让学生轻松地读懂这个奇幻的世界。“计算机系统”知识帮助学生在多种独立的事物之间建立联系;计算机软硬件设备间通用的“标准”、网络通信中的“协议”,让学生从另一个角度体会规则的意义。计算思维是源自信息技术学科自身,与计算机天生共存,是信息技术课程中的灵魂,不是外界强贴于信息技术表面的标签。

在传统计算机程序课程中有很多经典案例,很多教师也总结过不少成功的经验。但是经典案例中有些内容过于枯燥乏味,有些对学生数学基础要求较高,不利于面向全体学生教学,无法解决学生学习中的个性化差异。因此,教学中还需要广大教师在已有教材、参考资料的基础上进一步拓展,丰富教学资源,尤其是从生活中寻找恰当的案例。

“数据编码”是承载计算思维的重点知识,在必修课程“数据与计算”模块中,有“在具体感知数据与信息的基础上,描述数据与信息的特征,知道数据编码的基本方式”要求。以生活中的盲文字符编码为例,先出示单个字符呈现方式,引出一系列问题,带领学生利用已有相关知识讨论,在这样的编码模式下,如何为不同种自然语言设计编码(如下页图1)。例如,6个点最多可表示的字符个数有多少?如何在字符种类有限的条件下表示不同种自然语言?如何充分利用现有条件表示更多信息?现有盲文编码方案考虑了哪些因素,有何益处和优势,有何局限与不足,如何改进,代价是什么?

在必修课程“数据与计算”模块中有“从生活中的例子,算法的概念和特征的概述,使用适当的描述方法和控制结构来表示简单的算法”要求,生活中能够承载这些知识的例子也很多。以生活中的折纸常识为例,一张纸经过几次对折以后就无法继续对折下去,无论纸张大小、薄厚,最大的对折次数几乎都是相同的。要想了解其中的奥秘,学生需要找到与对折次数有关的因素(长度、宽度、厚度),用适当的符号(变量、单元格)进行表示和记录,再找到每次对折后各个因素之间的相互关系(折后长度等于折前宽度,折后宽度等于折前长度一半),最为关键的还要找到最终不能再对折下去时的边界条件(厚度与长、宽接近),用适当的方式把它们表示出来(表达式),再用合适的工具或程序(程序设计语言、流程图或电子表格),模拟每次对折的过程,完成多次自动计算(循环、自动填充),得到正确答案(结果输出)(如图2)。最后再反过来,从问题解决的过程中找到一般性的规律,去尝试理解或解决与之类似或更复杂的其他问题(二進制、指数变化、信息容量)。在这个问题解决中,学生经历了问题的抽象化、形式化、自动化和系统化的计算思维过程。

信息技术新课程要适应21世纪信息社会、智能社会人才的要求。新时代各行各业的从业者不能只是信息技术的一般使用者,要转变为信息技术的高级用户或开发者,不仅要知道如何应用技术,还要懂得技术产生、发展和应用的原理,能够创造性地应用信息技术;要从信息系统的被动接受者转变为信息技术的主动参与者,才能够在各自的岗位上从事充满创造性的工作。社会对信息技术人才的需求与日俱增,不论是普通公民,还是信息技术专业人才,新时代都对他们的信息技术核心素养提出了更高的要求。只有准确把握住课程标准对核心素养的具体要求,选择恰当的策略方法,有效落实核心素养,信息技术课程才能体现出自身独特的价值。