盘点2021信息技术教育·理念篇

2021年，在后疫情时代，教育信息化呈现出多样化的发展趋势：STEM课程的深层次探讨与构建、人工智能教育课程体系的不断完善、各学科与信息技术教育的融合、教育均衡的优质深入发展……一年一度的年末回顾，我们将结合杂志這一年的关注重点，对本年度的专题、对话以及部分栏目进行盘点，希望借此为每一位读者勾勒更清晰的回顾线索。

课程的构建

漫谈中小学人工智能教育

魏宁：人工智能课程体系这一概念拓宽了人工智能教育的路径，让我们看到了实践中的更多可能性。这让我想起了2017年7月8日，国务院印发的《新一代人工智能发展规划》在“加快培养聚集人工智能高端人才形成”中强调了要“完善人工智能教育体系”，其中，“鼓励高校在原有基础上拓宽人工智能专业教育内容，形成‘人工智能+X复合专业培养新模式，重视人工智能与数学、计算机科学、物理学、生物学、心理学、社会学、法学等学科专业教育的交叉融合”。虽然这一人工智能人才培养新模式针对的是高等教育，但其“人工智能+X”的复合专业培养模式，显然值得基础教育借鉴。只不过，这里的X需要我们在基础教育的框架内重新加以定位。

柳栋：这种课程建设的起点，应该是对人工智能知识体系的梳理。如同对“人工智能课程究竟是应该单一学科实现，还是应该多学科广域融合”这一问题的回答，除了要对课程相关政策进行梳理，还必须建立在对人工智能知识体系的认识基础上。也就是说，课程相关政策给了我们实施的空间，但究竟应该如何科学设置课程，还必须厘清人工智能的知识体系，从人工智能的知识体系出发，来看它的实施途径。

中小学编程教学与Python编程

语言教学：理念、原则与策略

魏宁：对于算法而言，算法策略是一种更高站位上的视角。因为算法策略是在算法设计中所使用的问题求解的策略，也是计算思维最直接、最具体的体现形式。相对具体的案例，教师该如何在自己的教学中选择算法策略呢？

樊磊：在中小学编程教育中的算法教学里，常见的算法策略和它们用于处理的任务主要有：迭代（也称为循环）——用于处理重复性的任务;递归——用于完成迭代的一种高效方法;蛮力法——在没有更好的办法，而且计算资源（时间和空间）允许的前提下，可以尝试采用的求解问题的方法;回溯——用于测试不可行的选择，目的在于尽可能排除这类选择。此外，启发式方法使用所有可用的背景信息，以期合理地缩短求解时间;分治法是求解困难问题时“化难为简、化大为小”的基本策略;动态规划策略用于尝试识别并记忆求解过程中的重复性步骤，从而避免无用的重复计算或浪费资源;定界的目的则是尽量确定解的边界，以缩小求解范围。

STEM教育内涵及

学校STEM课程的构建

江丰光：STEM课程一般以工程设计为核心，有意地整合科学、技术、数学等学科的知识，进行有效的跨学科教学。目前，STEM教育一般以基于项目的学习、基于问题的学习、基于设计的学习、5E教学模式、6E教学模式等为主要学习方式。在国外，基于项目的学习是一种非常重要的学习方式，非常重视学生真实情境下的学习，重视真实问题的解决，重视工程与产品设计，强调社会效益。

陈磊：您刚才提到的这些教学模式我们在课程设计时用得比较多的是6E教学模式、5E教学模式、基于项目的学习、基于问题的学习四种。在一个大的STEM主题课程中，一般采用基于项目的学习形式，在课程内容较多时，可以将其细分为几个小主题课程，每个主题都可以采用5E教学模式、6E教学模式、基于问题的学习等模式。其中，5E教学模式适用于偏科学探究类的课程，6E教学模式适用于偏工程领域的课程，基于问题的学习适用于学科学习或者真实问题解决的课程。在指导学校实施STEM课程时，我们针对6E教学模式的各个环节设计了具体的实施要点。除了教学模式，STEM的脚手架设计也是非常重要的。

跨学科融合

探索科创教育教学新模式

科学是什么？科学的本质是什么？我们究竟是在学习一些现成的观点，还是在探究这些观点的过程中去学习？下一代的科学教师应该长什么样子？科学与技术教育、科学与创新教育之间有什么样的关系？2010年开始的数字科学家项目作为一种本土实践，给这些问题提供了一种有说服力的回答。远远看去，科学领域中的学科教育似乎与信息技术学科融合成了一个自然的整体，但是放眼十年甚至二十年以后的中国教育的更为丰富的实践，我们现在对数字科学家计划十年的一种总结，是不是仍然只能画一个逗号，而科创教育更为广阔的“蓝海”似乎就在眼前。本期专题我们将走进“数字科学家计划”项目，去感受面向未来的科学教育的时代力量。

为了所有人的数据素养：

数据科学教育

随着大数据时代的来临，数据逐渐成为影响社会发展的重要因素。大英图书馆发布的2015-2023年发展报告《不断生长的知识：大英图书馆2015-2023战略》指出：“我们正处于数据创造、分析、开发的大数据时代。”数据科学涉及从不同来源收集数据的许多方法和技术的领域，从中可以提取一些有意义的见解来解决现实世界的问题。数据科学是一个多学科领域，需要数学、计算机科学、统计学等不同领域的技能。迎接数据生活时代，我们需要进一步提升所有社会公民的数据素养。数据素养教育要从中小学开始启动，因此，数据科学教育要尽早融入中小学教育体系，而融入信息技术课程体系是最为关键的途径。为了使广大读者能够对中小学数据科学教育有所了解，我们组织了数据科学教育系列专题，着眼于数据科学教育的课程与教学。本期内容对高中数据科学教育体系进行了梳理，并提供了教学实践案例。

数据科学教育：

学科视角与国际比较

当数据科学教育已经成为一种必然趋势，如何设计和实施数据科学教育就显得尤为重要。在三月的专题里，我们梳理了目前信息技术教育中数据科学教育的现有体系。当我们审视当下，发现需要进一步提升视野，望向更远的将来。数据科学教育到底应该怎么走，到底应该如何实施，这些都迫切需要专家引领和国际视野。因此，本期持续关注数据科学教育，力图通过更高、更远和更深的视角进行深入探讨。

本期我们邀请了华东师范大学王荣良教授畅谈他对数据科学教育与信息技术教育的深度看法，其高屋建瓴的视角将引领我们从课程发展逻辑的角度去理性看待数据科学教育;我们也邀请了无锡市教育信息化管理服务中心的钮新颜老师从国际比较的视角向我们全面地介绍了国际上数据科学教育状况。数据科学教育不单是传授应用技能，更需要在数据思维培养上多下功夫，因此，我们邀请了杭州市富阳区的王敏军和葛素儿两位老师给我们提供了“数据”大概念统摄的信息技术教学思路和案例。

信息技术与党史教育：

助推与融合

2021年，是中国共产党成立100周年。今年2月，中共中央印发《关于在全党开展党史学习教育的通知》。随后，教育部决定在中小学组织开展“从小学党史 永远跟党走”主题教育活动。而信息技术与党史教育的融合，则为党史教育带来了不一样的色彩。

一方面，信息技术可以有力助推党史教育的开展。习近平总书记多次指出：开展党史学习教育“要注重方式方法创新”，而信息技术正是推动党史教育创新的重要引擎。信息技术对青少年的天然吸引力，可以充分调动和激发其学习党史的积极性、主动性，同时为我们呈现出一个更有朝气、更有活力也更加时尚的党史教育。另一方面，党史教育中的内容、元素还可以与中小学信息技术课程有机融合，《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》就明确提出“课程内容有机融入革命文化和社会主义先进文化教育内容”。党史教育无疑为课程提供了鲜活的文化素材，有助于实现学科的德育渗透。

教育均衡发展

南京“鼓楼e学校”

——混合式学习推进教育均衡发展

随着“互联网+”技术的成熟、5G通信系统的不断完善，新技术对教育方式产生了多维度的影响。混合学习在在线学习的资源支撑和学习方式培育下进入教育本体，成为主要学习方式之一，进而形成了混合学习空间概念，促进义务教育均衡发展。基于学科学习、项目学习等的混合式学习方式，体现出混合空间学校的跨界性、强交互性、新社群性三大新特征，让学习关系重新组合、学习空间重新构建、学习技能重新定位。混合学习空间融合多种教育资源，利用多种方式进行。基于教育均衡化发展的混合空间学习如何借助新媒体、新技术落地？如何打破壁垒创设更优质的学习空间？成为信息人面对的重要命题。

作为教育强区，江苏省南京市鼓楼区拥有优质的教育资源。能够辐射教育优势，突破地域限制，让更多义务教育阶段的学生享受优质资源的服务，成为社会各界对鼓楼教育提出的要求。对此，鼓楼区通过混合学习模式的创新研究与实践探索，给出了自己的答卷。

教育优质均衡发展中的

互联网力量

义务教育的质量持续提升与均衡发展已经成为进入新的历史时期后我国教育事业发展的重点工作。互联网的技术特点与普及应用，使其成为国家和地方在教育优质均衡发展规划中重要的决策因素与实施载体。本期专题结合先行试点经验，梳理互联网在教育优质均衡发展中的推进路径，展示典型案例，希望在规划思路、应用模式、实施途径等方面为同类实践提供启发。

教师专业发展

为教师信息化素养

提升之路点一盏灯

根据教育部《关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0的意见》要求，到2022年，构建以校为本、基于课堂、应用驱动、注重创新、精准测评的教师信息素养发展新机制，基本实现“三提升一全面”的总体发展目标，特别强调要求整校推进、全员参与，建立适应学校发展需求的教师信息技术应用能力提升新模式，激发教师提升信息技术应用能力的内生动力，有效提高教育教学质量。

同时，人工智能、大数据、5G等新一代信息技术的不断发展，也为教育信息化注入了新的活力。那么，教师应该如何提升自己的信息素养？本期专题，我们将从信息技术教学应用的五个可能趋势、人工智能“专任”教师需要怎样的核心素养，以及“互联网+”时代教师专业发展等相关问题展开，以期能为教师信息化素养提升之路点一盏灯。

智慧校园建设

从建环境到创生态：

智慧校园建设新样态

随着人工智能、大数据技术开始走入教育领域，智慧校园的建设与应用成为当前我国教育信息化发展的重要组成部分。智慧校园建设逐渐成为中小学校建设热潮，但“建而不用”“重管理轻教学”等误区也在不断地出现。智慧校园并不是建设了环境和配备了软硬件就可以了，而是要让环境与课程、教学、管理有机融为一体，成为一个全新的教育信息化新生態。宜兴市湖滨实验学校长期致力于智慧校园建设与应用工作，系统设计并形成了独特的智慧校园湖滨样态，实现了从智慧校园迈向“智慧育人”的新发展阶段。本期专题，我们将从顶层规划、智慧管理、智慧教学、家校共育、科创课程等不同方面，系统呈智慧校园湖滨样态。

随着学习情境识别与环境感知、校园移动互联、学习分析等技术的逐步兴起和应用，智慧校园已从一种理念慢慢成为现实，但要实现真正意义上的“智慧”校园，还需要一个漫长的过程。只有站在生态系统的视角全力推进智慧校园建设与应用，才会在教育改革与创新的路上走出信息化的新篇章。