9月5日,湖南省教育厅官网发布了《关于印发义务教育初中语文等学科教学指导意见的通知》,一共发布了20个学科教学指导意见,从今天开始,我们将陆续转发,供各位学习参考。
湖南省义务教育信息科技教学指导意见
(试行)
为贯彻落实《中共中央 国务院关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》和《中共湖南省委 湖南省人民政府关于进一步提高义务教育质量的意见》等文件精神,推进《义务教育课程方案(2022年版)》《湖南省义务教育课程实施办法(2022年版)》《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》(以下简称《课程标准》)的实施, 深化核心素养导向的课程教学改革,全面提高义务教育质量,现结合我省义务教育教学实际,制定义务教育信息科技教学指导意见。
一、指导思想
以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的教育方针,遵循教育教学规律,落实立德树人根本任务。以《课程标准》为依据,立足湖南教育教学实际,反映时代特征,彰显学科特色。聚焦学生数字化学习、生活和创新,提升数字素养与技能,帮助学生在数字世界与现实世界中树立正确的世界观、人生观、价值观,,发挥课程育人功能,着力培养“有理想、有本领、有担当”的时代新人。
二、基本原则
1.育人为本,聚焦核心素养
坚持育人为本,全面落实有理想、有本领、有担当的时代新人培养要求,反映数字时代正确的育人方向;坚持以素养为导向,加强正确价值观引导,重视必备品格和关键能力培育,聚焦学生终身发展和适应社会发展所需要的核心素养;增强课程思想性,促进学生信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任的协调发展,逐步成长为具备数字素养与技能的合格公民。
2.明确定位,落实课程理念
义务教育信息科技课程是一门以数据、算法、网络、信息处理、信息安全、人工智能为逻辑主线,具有基础性、实践性和综合性的课程。课程倡导真实性学习,强化素养导向的多元评价,着力发展数字素养与技能,注重培养科学精神和科技伦理,提升自主可控意识,树立总体国家安全观。
3.科技并重,突出学科价值
义务教育信息科技课程强调 “科”“技”并重,重视科学原理的学习与知识技能的应用,倡导以科学原理指导实践应用,引导学生经历原理运用过程、计算思维过程和数字化工具应用过程,正确认识信息科技对人类社会的贡献与挑战,提升知识迁移能力和学科思维水平,体现信息科技课程独特的学科育人价值。
4.因地制宜,面向全体学生
从我省义务教育信息科技教育教学实际出发,加强课程同地方社会经济发展及学生生活实际之间的联系,关注地区、学校和学生的差异,体现课程的时代性和基础性,增强课程的选择性和灵活性,反映内容和案例的时代性,呈现问题和情境的多样性。面向全体学生,缩小乃至消除数字鸿沟,促进教育公平。
三、课程目标
(一)总目标
信息科技课程的总目标是帮助学生树立正确价值观,形成信息意识;初步具备解决问题的能力,发展计算思维;提高数字化合作与探究的能力,发扬创新精神;遵守信息社会法律法规,践行信息社会责任。课程总目标将核心素养进一步细化,指明了核心素养的落实路径,体现了课程性质,反映了课程理念。
(二)学段目标
《课程标准》将义务教育分为1~2年级、3~4年级、5~6年级、7~9年级四个学段,从信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个方面,按学段制订目标。
学段目标是总目标在各学段的具体化, 体现了与模块内容的一致性,明确了学段之间的衔接关系,旨在指导教师在遵循学生身心发展阶段特征的基础上开展教学。学段目标的作用主要体现在以下方面:
1.分解细化课程总目标
义务教育信息科技课程每个学段均设置与学生认知发展特征相适应的学段目标,通过分阶段、分层次的方式达成课程总目标,提高课程实施的可操作性。例如:总目标要求“初步具备解决问题的能力,发展计算思维”中的“能采用计算机科学领域的思想方法界定问题、分析问题、组织数据、制订问题解决方案,并对其进行反思和优化,使用简单算法,利用计算机实现问题的自动化求解”,具体分解为:1~2年级的学段目标“对于给定的简单任务,能识别任务实施的主要步骤,用图符的方式进行表达”;3~4年级的学段目标“在简单问题的解决过程中,有意识地把问题划分为多个可解决的小问题,通过解决各个小问题,实现整体问题解决”;5~6年级的学段目标“在问题解决过程中,能将问题分解为可处理的子问题,了解反馈对系统优化的作用”;7~9年级的学段目标“能根据需求,设计和搭建简单的物联系统原型,体验其中数据处理与应用的方法与过程”。
2.指导模块内容设计
学段目标界定了学生在相应学段的预期学习成果,而依据学段目标设计的模块内容要求则是对学段目标的具体化。例如:1~2年级学段目标有“通过对数字设备的合理使用,了解数字设备的应用过程和方法,激发对信息科技的好奇心和学习兴趣,产生对信息科技的求知欲”,对应该学段“信息交流与分享”模块的内容要求“(5)通过数字设备辅助学习、交流与分享,激发对信息科技的好奇心和学习兴趣,产生对信息科技的求知欲”;3~4年级学段目标有“在简单问题的解决过程中,有意识地把问题划分为多个可解决的小问题,通过解决各个小问题,实现整体问题解决”对应“在线学习与生活”模块的内容要求“(5)结合学习需要,能将问题进行分解,并用文字或图示描述解决问题的顺序,利用在线方式分派任务、交流讨论、表达观点、发布成果,在解决问题的过程中体验协作带来的效率提升”。
3.明确学段间衔接递进关系
学段目标明确了学段之间的衔接递进关系。从低年级到高年级,学段目标由低到高,相互衔接、逐层递进,有助于学生循序渐进地开展学习。例如:第二学段目标“认识到数字身份的唯一性与信用价值,增强保护个人隐私的意识,提升自我管理能力,形成在线社会生存的安全观”是对第一学段目标“自觉保护个人隐私,能在家长和教师的帮助下确定信息真伪”的深入递进;7~9年级学段目标“了解自主可控对国家安全以及互联网和物联网未来发展的重要意义”则是对5~6年级学段目标“认识到自主可控技术对保障网络安全和数据安全的重要性”的拓展强化。
四、教学要求
(一)课时安排
根据《义务教育课程方案(2022年版)》(以下简称《课程方案》)、《课程标准》和《实施办法》中的相关要求,在3~8年级单独开设信息科技课程,每周1课时;1~2年级和9年级相关内容融入语文、道德与法治、数学、科学和综合实践活动等课程。
遵照《课程方案》规定,跨学科主题的课时容量不少于本课程总课时的10%,学校和教师可统筹安排各门课程的跨学科主题学习。
(二)环境建设
教学环境是教学实施的基本条件,包括教学软硬件和资源等。《课程标准》明确要求“建设支持信息科技教学实验环境的实验室,丰富资源类型。资源应满足场景分析、原理探索和应用迁移等教学需要,支持学生个性化学习”。
1.软硬件建设
学校应根据总课时要求、班级数量和必要的冗余,配置足额计算机专用教室。计算机教室应配备黑板、教学一体机(或电子白板、投影仪)、实物投影仪、教师机、学生机(含摄像头、耳麦)等硬件设备,以及教学管理软件、教学所需的工具软件、编程软件和仿真软件等。
根据《课程标准》要求,学校应配备信息科技实验室。实验室除了具备计算机教室的全部功能外,还应配置开源硬件设备(含主控板、各类传感器、控制执行单元和配套的结构件)、智能小车设备及编程环境、无线Wifi、交换机等实验设备,以及配套的实验桌椅和实验器材柜。
2.教学资源建设
教学资源建设应结合信息科技课程学习特性,注重开发文本、数据、图片、音频、视频(动画)等多种媒体类型数字资源,资源应满足场景分析、原理探索、应用迁移等教学需要,支持学生个性化学习。
学校应着力创设条件、提供保障,教师要因地制宜地遴选符合教学要求、体现育人价值的资源,并结合学生认知水平对已有的资源进行二次开发与迭代。
(三)师资配备
《实施办法》将信息科技课程开课年级,从5~6年级延展到3~6年级,增加了3~4两个年级。小学阶段信息科技总课时量增加到原来的两倍。
新课程的实施,不但需要增加义务教育信息科技教师人数,还对教师的学科背景和专业能力提出了更高要求。各地应根据新课程要求,增加配备具有计算机及相关专业基础的信息科技课专任教师。加强信息科技教师的专业培训,教师培训合格后方可上岗。
(四)教学内容
义务教育信息科技课程内容由内容模块和跨学科主题两部分组成,内容结构如表1所示。
表1 义务教育信息科技课程内容结构
内 容 | 学 段 |
第一学段 (1~2年级) | 第二学段 (3~4年级) | 第三学段 (5~6年级) | 第四学段 (7~9年级) |
内容 模块 | 信息交流与分享 | 在线学习与生活 | 身边的算法 | 互联网应用与创新 |
信息隐私与安全 | 数据与编码 | 过程与控制 | 物联网实践与探索 |
人工智能与智慧社会 |
跨学科 主题 | 数字设备体验 | 数据编码探秘 | 小型系统 模拟 | 互联智能设计 |
1.内容模块要求
学 段 | 模 块 | 基本要求 |
第一学段 1~2年级 | 信息交流 与分享 | 通过本模块的教学,帮助学生学会在日常学习与生活中借助数字设备与数字资源完成简单交流活动,辅助学习,提升效率;能在成人帮助下,通过数字设备交流、分享个人感受,发表想法,初步产生学习和使用信息科技的兴趣;在信息交流与分享的过程中知道基本的礼仪与规范,能健康、文明地使用数字设备。 |
信息隐私 与安全 | 通过本模块的教学,帮助学生了解信息隐私与安全常识,初步体验使用信息科技手段保管个人信息的优势,认识到信息隐私与安全的重要性;能在日常学习与生活中健康、安全地使用数字设备;能懂得在网络空间与他人交流和分享信息时,需要遵守信息行为规范,逐步形成安全、负责任地使用信息科技的态度和价值观。 |
第二学段3~4年级 | 在线学习 与生活 | 通过“在线生活”“在线学习”“在线安全”三部分内容的教学,帮助学生认识到在线社会存在的意义与积极影响,能利用在线方式解决学习与生活中遇到的问题,体验信息对解决问题的帮助,初步了解在线社会的伦理规范、行为准则、道德观念和价值取向,树立正确的安全观。 |
数据与编码 | 通过“数字与编码”“数据与数据安全”“数据的组织与呈现”三部分内容的教学,帮助学生认识数据在信息社会中的重要作用,针对简单问题分析数据来源,应用数据解决简单的信息问题;掌握数据编码的基础知识,根据需要运用不同的编码对信息进行表达,认识数据编码的价值与意义;关注数据安全,在社会公认的信息伦理道德规范下开展活动。 |
第三学段5~6年级 | 身边的算法 | 通过“算法的描述”“算法的执行”“算法的效率”三部分内容的教学,帮助学生熟悉一些常用的算法描述风格与方式,理解算法执行的流程;能利用自然语言、流程图等方式,描述求解简单问题的算法,并对算法的正确性与执行效率进行讨论和辨析。 |
过程与控制 | 通过“系统与模块”“反馈与优化”“逻辑与运算”三部分内容的教学,帮助学生了解过程与控制的特征及实现方式,理解利用计算机解决问题的手段,进一步认识过程与控制系统自身的特点和规律。认识到过程与控制广泛存在于日常生活中,知道其中的反馈、环路、优化等概念,针对简单的过程与控制系统,能通过编程进行验证。 |
第四学段7~9年级 | 互联网应用与创新 | 通过“互联网及其影响”“互联网基本原理与功能”“互联网创新应用”“互联网安全”四部分内容的教学,帮助学生加深对互联网及相关新技术本质的认识,初步具备利用互联网基础设施和计算思维方法解决学习和生活中各种问题的能力,增强自觉维护网络安全与秩序的意识和责任感,全面提升数据安全意识。 |
物联网实践与探索 | 通过“从互联网到物联网”“物联网基本原理与功能”“物联网创新应用”“物联网安全”四部分内容的教学,帮助学生初步理解万物互联给人类信息社会带来的影响、机遇和挑战;了解物联网是连接物理世界与数字世界的纽带和媒介;了解物联网与互联网的异同、主要物联网协议,以及典型物联网应用的特点;能在信息科技与其他学科的学习中,有效利用基本物联网设备与平台;能设计并实现具有简单物联功能的数字系统。 |
人工智能与智慧社会 | 通过“人工智能的基本概念和常见应用”“人工智能的实现方式”“智慧社会下人工智能的伦理、安全与发展” 三部分内容的教学,帮助学生理解人工智能的特点、优势和能力边界,知道人工智能与社会的关系,以及发展人工智能应遵循的伦理道德规范,认识和感受到人工智能的魅力,知道人工智能发展必须遵循的伦理道德规范,也能认识到智慧社会这一新型社会形态下的新机遇与新挑战。 |
2.跨学科主题要求
跨学科主题学习是撬动育人方式转变的重要突破口,是实现自主、探究、合作等有效学习方式的重要路径。跨学科主题学习同时也是学生在真实情境中面对问题、分析问题、解决问题的重要学习经历,是形成核心素养的重要组成部分。
《课程标准》推荐了4大类跨学科主题,分别是数字设备体验、数据编码探秘、小型系统模拟、互联智能设计。每大类主题下分设多个主题,每个主题与所在学段的内容模块相对应。
(五)学业质量
学业质量是学生在完成课程阶段性学习后的学业成就表现,反映核心素养要求。学业质量标准是以核心素养为主要维度,结合课程内容,对学生学业成就具体表现特征的整体刻画。学业质量标准是基于核心素养建立的,是核心素养在学业上的具体体现,是核心素养融入课程的重要环节。学业质量标准直接指导教师的课堂教学和教学评价,帮助教师和学生把握教与学的深度和广度,为阶段性评价、学业水平考试和升学考试评价提供重要依据,对课程资源建设也具有一定的指导作用。
信息科技课程的学业质量标准按照4个学段进行描述,一般是依据各学段特点给出相应情境,结合课程内容确定评价任务,再刻画学生在完成任务、解决问题时的素养表现要求,具有较强的可操作性。
五、教学实施
(一)教学准备
《课程标准》提出了全新的课程目标、课程内容和课程要求。这个变化不是局部的调整,而是整体的转向;不仅是目标、内容和要求的变化,更是思想、理念和方法的变革。要适应这一改变,教师应做好充足准备,打下良好基础,付出长期努力。
1.明确新课程定位
信息科技是现代科学技术领域的重要组成部分,主要研究以数字形式表达的信息及其应用中的科学原理、思维方法、处理过程和工程实现。当代高速发展的信息科技对全球经济、社会和文化发展起着越来越重要的作用,以大数据、人工智能、物联网和元宇宙等先进技术为代表的信息科技,正逐步构建起具有无限拓展空间的数字世界,对人类的生活方式、思想认知、价值观念和社会秩序等产生了重要而深远的影响。
人类将同时生活在现实世界和数字世界中。与现实世界相比,数字世界有着独特的运行规则。深入了解数字世界的基本原理和基本法则,建立正确的信息价值观,共同参与数字世界的建构,成为适应未来社会生存发展的基本要求。
义务教育信息科技课程具有基础性、实践性和综合性,旨在帮助学生掌握信息科技领域的基本原理和思想方法,学会合理运用相关知识解决实际问题,了解数字世界的基本运行规则,认识数字世界与现实世界的关系,激发学生对数字世界的好奇心与求知欲,培养学生信息科技核心素养。
2.领会新课程要求
(1)认识从三维目标向核心素养发展的意义
《课程标准》明确提出“信息科技课程目标要围绕核心素养,体现课程性质,反映课程理念。核心素养是课程育人价值的集中体现,是学生通过课程学习逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力”。
三维目标与核心素养都是课程改革的时代产物。核心素养以培养“全面发展的人”为核心,是三维目标的继承与发展,是三维目标的进一步提炼与整合。核心素养更能体现时代发展对人的要求,更能体现以学生发展为本的教育理念。
学科核心素养是学生在学科学习过程中形成的、体现学科本质的、具有一般发展属性的品质与能力。信息科技课程凝练的学科核心素养,包括信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。这四个方面互相支持,互相渗透,共同促进学生数字素养与技能的提升。
(2)关注由技术性课程向科技性课程的转变
课程名称“信息科技”可以通俗地理解为“科学”+“技术”,分别对应课程性质描述中的:“科学原理、思维方法”和“处理过程和工程实现”。《课程标准》强化对“科学原理、思维方法”的要求,以发展学生计算思维为目标,明确提出“小学中高年级初步学习基本概念和基本原理,并体验其应用;初中阶段深化原理认识,探索利用信息科技手段解决问题的过程和方法”。
新课程强调“科”“技”并重。例如:《课程标准》既保留了“能够使用适当的数字化工具对网页进行编辑和发布”等基本技术应用教学要求,又增加了“初步了解互联网协议,知道网络中数据的编码、传输和呈现的原理”等新要求,强调“注重基本概念和基本原理学习,注重以科学原理指导实践应用”。学生通过亲身体验问题解决的“处理过程和工程实现”,能加深和巩固对科学原理和思维方法的理解与认识,实现“科”与“技”相互促进。
(3)理解知识结构化学习的要求
传统信息技术课程教学一般按照不同专业知识领域类别,分模块实施。比如按照“计算机基础”“数据管理”“网络基础”“程序设计”分模块组织教学。这种方式不能很好地体现信息科技综合性的特点,不符合义务教育阶段学生的认知规律,无法满足义务教育信息科技教学的需要。
《课程方案》明确要求“加强知识间的内在关联,促进知识结构化”。《课程标准》在课程内容中提出“依据核心素养和学段目标,按照认知特征和信息科技课程的知识体系,围绕数据、算法、网络、信息处理、信息安全、人工智能六条逻辑主线,设计义务教育全学段内容模块,组织课程内容,体现循序渐进和螺旋式发展”。数据、算法、网络、信息处理、信息安全、人工智能六条逻辑主线并非独立存在于各模块中,而是不同程度地融入进每个模块,并形成循序渐进和螺旋上升的体系结构。例如:3年级的“在线学习与生活”模块与7年级的“互联网应用与创新”模块,6年级的“过程与控制”模块与8年级的“物联网实践与探索”模块分别形成相互关联、螺旋上升的关系。
教师应突破固有教学模式的局限,按照《课程标准》的要求,从全局的高度、体系的维度、实际的角度出发,理解和把握新的课程内容体系,基于新的教学内容探索教学模式创新与实践。
(4)探索大单元、主题化、项目式的学习方式
《课程方案》要求“注重真实情境的创设,增强学生认识真实世界、解决真实问题的能力”“探索大单元教学,积极开展主题化、项目式学习等综合性教学活动,促进学生举一反三、融会贯通”。《课程标准》“倡导真实性学习”,提出“以真实问题或项目驱动,引导学生经历原理运用过程、计算思维过程和数字化工具应用过程,建构知识,提升问题解决能力。引入多元化数字资源,提高学生的学习参与度”,要求做到对问题进行“抽象、分解、建模,制订简单的解决方案”。
教师应从单一的任务驱动教学模式,逐步向真实性、主题化、项目式学习与任务驱动相结合的大单元教学模式转变。进行教学设计时,应根据教学实际,从真实情境出发,以真实问题或项目驱动学生对问题进行抽象、分解、建模,根据项目学习的基本流程,设计一系列任务,帮助学生在项目实施的过程中学习知识、提高能力。
3.更新知识体系结构
《课程标准》不仅提出了全新的课程理念、课程目标和课程要求,在课程内容上也有很大的变化,其广度和深度都大大拓展。例如:从广度上增加了有关编码、算法、大数据、控制系统、物联网、信息安全、自主可控和人工智能等全新的知识内容,从深度上提出了“使用编码建立数据间的内在联系”“理解数据校验的目的和意义”“一笔画、最短路径、个性化推荐”“掌握开关量的简单逻辑运算”“在实验系统中通过编程等手段验证过程与控制系统的设计”“了解互联网协议,知道网络中数据的编码、传输和呈现”“了解云存储、云计算的原理”等更高要求。
教师在实施新课程时,要系统、深入地学习相关知识技能,更新知识结构、拓宽知识视野以满足教学需要。例如:深入理解计算机基本工作原理;了解信息系统存在的安全风险和防范措施;掌握一门编程语言,熟悉常见算法的推演过程和应用案例;熟悉开源硬件的基本结构、工作原理和使用方法;理解生活中常见的控制系统基本结构和控制原理;掌握互联网的组成原理,理解网络协议的功能与作用,熟悉层次化的网络结构、基于算法的网络寻址方法和网络数据的封装与传输交换方式;理解常见互联网应用实现的技术方法和工作原理;了解云计算的层次结构和工作原理,了解大数据基本概念以及大数据获取途径,对大数据进行挖掘、分析的方法和价值;理解物联网的构成以及与互联网的关联,熟悉物联网平台的作用以及万物互联的实现途径等。
(二)教学策略
1.教学目标制订
教学目标的制订要充分考虑核心素养的培育。每一个特定的学习内容都承载着核心素养的培养要求,要注重建立教学目标与核心素养间的关联,积极在教学目标中体现核心素养培养的具体要求。
教学目标的制订要注重时代性、引领性。强化课程与学生数字生活经验及现实社会信息科技应用场景的关联,引导学生认识信息科技的价值和作用;深入反映日新月异的技术更新迭代,体现我国最前沿的信息科技成果,引导学生认识自主创新的重要性。
教学目标的制订要面向全体学生。将课程教学融入学生认知建构的过程中,引领其体验情绪、感受过程、掌握方法,从而促进学生信息社会责任意识和科学价值观的整体养成,实现综合素质的全面发展。
教学目标的制订要具有系统性、层次性。在设计时要避免孤立地设计课时目标,应从系统的角度整体上把握目标要求,体现“义务教育信息科技课程总目标→学段目标→模块目标→主题教学目标→课时教学目标”的层次结构,逐步细化,上下贯通,相互关联,体现学习要求的全面性,体现科学原理与实践应用的统一,全面体现核心素养的基本要求。
2.教学主题选择
教学主题的选择应该具有正确的价值观导向,体现科技进步、社会进步和人文关怀。例如:主题选择可以体现我国社会主义建设取得的伟大成就,体现对老人、儿童以及残障人士的人文关怀,体现对环境治理、节能减排和民生工程等社会热点问题的参与精神,体现对发展高端芯片制造、系统软件开发、卫星精确导航等自主可控技术的责任意识等。
教学主题的选择应该贴近学生生活,符合学生心理特征和认知规律,具有趣味性和可行性。教学主题应具有真实的情境,从学生实际生活中选择主题,立足于解决实际问题。例如:运用网络技术实现在线合作学习,实现有效的学习交流;利用虚拟现实技术模拟在现实条件下无法观察到的自然现象,体验在现实生活中无法直观体验的学习过程;利用物联网技术实现校园和家庭生活的智能化等。
教学主题的选择应该充分关注主题发展的逻辑性及主题与知识技能学习的适配性。教学主题中涉及的知识点不但要相互关联、层层递进,还应当和主题逻辑主线紧密耦合,学生在完成主题任务的同时也完成了知识技能的学习。例如,植物自动浇灌主题既有了解分析植物生长环境需要、监控植物生长环境的逻辑主线,也包含了通过物联网采集数据、分析数据和反馈控制的知识主线,二者相互交织,螺旋上升。
3.项目活动设计
项目式学习是基于真实情境,以主题(项目)驱动的探究性学习,也是学习者自主分析研究真实情境中的问题,合作建构解决方案,完成学习任务,促进知识、能力、情感、态度和品格的结构化、组织化的过程。因此,从根本上说,项目式学习的过程,就是重新建构知识体系,涵育必备知识、培育关键能力和塑造核心价值观的过程。项目式学习也是一种综合性的教育实践活动过程,是具有自主性、探究性的学习活动,是师生、同学共同参与探索,协同对话,促成问题解决,展示成果的教学活动。
项目式学习设计应该从确定核心知识、指向本质问题、理清学习策略和明确预期学习成果及评价等几个关键层面来展开。
(1)确定核心知识
核心知识是项目式学习的起点,而项目或任务是知识的载体,离开核心知识,载体就成了空壳,所以项目式学习首先要确定核心知识。核心知识的确定,必须要具体、可操作、具有可建构性和再建构性,也就是能在新情境中转换迁移,从而生成新的知识。
(2)指向本质问题
项目式学习的驱动力来源于问题。这些问题不是简单、浅层、表面的问题,而是必须是指向核心知识的关键概念和能力的本质问题。这些本质问题往往不是凭空虚构的问题,而是在现实世界中真实存在的,能够真实地触动学习者认知世界,带动学习的迁移和转换的问题。通过解决这些问题能让学习者认识到知识和外在世界的某种联系,进而发展学习者的思维能力及解决真实问题的能力。
(3)理清学习策略
项目式学习设计应以问题分析、建模、决策、实验、验证等高阶学习带动识记、收集、提炼、组织等低阶学习,充分激发学习者的学习内驱力,促进学习者将自身已有的知识和技能结构化、组织化,提升项目式学习的效能,促进认知思维的层次和水平不断深化和提高,让学习者真正学会表征问题,建构问题解决空间,在新情境中独立自主地解决问题。
(4)明确预期学习成果及评价
学习者或团体学习行为要产生哪些变化,有什么样的标准,以什么样的形式来展现,如何应用到学习生活中,这些都应该在项目式学习设计初期就做好规划。学习者是否掌握了核心知识,是否具备了一定的关键能力,是评价的核心和关键。项目式学习不仅要求学习者创造一个答案或成品来展示他们的知识或技能,还要关注学习者在整个学习过程中表现出来的能力、思维和素养,这是项目式学习所追求的核心价值。
(三)教学建议
1.模块教学建议
教学要遵照《课程标准》要求,依据核心素养和学段目标,围绕数据、算法、网络、信息处理、信息安全、人工智能六条逻辑主线,按照义务教育阶段学生的认知发展规律,统筹安排各学段学习内容,体现循序渐进和螺旋式发展。小学低年级注重生活体验;小学中高年级初步学习基本概念和基本原理,并体验其应用;初中阶段深化对原理的认识,探索利用信息科技手段解决问题的过程和方法。
教学要围绕学生的真实生活展开,依据学生已有的数字化学习和生活经验,引导学生学会恰当使用信息科技手段进行表达和交流,形成利用信息的积极态度、良好习惯和基本规范。
教学要将信息科技的基本概念、原理、方法和思想逐步融入与学生认知水平相符的真实情境,引导学生通过多种学习方式形成关于数据、编码、算法、系统的基本认识,初步具备用符号和过程描述问题、用信息科技的手段解决问题的能力,体验人工智能、大数据、物联网等信息技术在社会中的作用,理解现实世界与数字世界的相互关系。
教学要体现信息科技的时代特征,把握信息科技的发展特点,关注信息科技的发展动态,自觉适应信息科技的快速更迭。在注重课程内容基础性、实践性的基础上,及时反映信息科技最新成果及应用,不断优化教学内容,丰富教学案例或问题情境,培养学生对信息科技发展的敏感度和适应性,以学科知识为思维载体,落实核心素养的培育。
(1)模块一:信息交流与分享
教师可创设贴近学生生活的教学情境,引导学生使用数字设备解决学习与生活中的问题,感悟数字设备带来的新学习方式和生活方式。例如:使用“拍照识图”获得某个字的读音,或借助数字设备中的相关APP及资源自主完成识字、阅读等任务;使用汉字书写练习软件学习笔画顺序;借助语音朗读软件朗读电子图书,借助人工智能语音软件辅助练习普通话等;使用学校、公共场所的可交互数字设备学习和理解简单的规则;使用智能语音助手、智能音箱等数字设备实现语音输入,查询天气预报、交通状况,点播音乐、故事等简单交互;参观数字博物馆、科技馆;体验生活中的扫码点餐、刷脸进门等过程,体会信息科技为生活带来的便捷。
引导学生掌握文字、图片、声音等信息的简单处理方法,学会在数字化环境下交流与分享,养成友善评论、乐于与他人分享信息的积极态度,以及正确使用数字设备的好习惯。例如:在参加校园、社区活动和观察大自然时,使用拍照、录音、录像、语音输入等方式记录自己的发现、感受和想法,制作电子作品,并分享到网络平台;了解信息交流与分享过程中的文明礼仪和行为规范,使用数字设备时注意保持正确的姿势、注意保护视力,养成好习惯、好行为、好礼仪。
(2)模块二:信息隐私与安全
教师可联系真实生活情境,引导学生在参加各种线上活动时,增强个人信息保护意识,警惕网络信息诈骗,掌握保护个人信息的简单方法。例如:通过讲故事的形式,让学生认识到在网络应用中同样存在隐私泄露风险;通过案例模拟、情境还原等方式,学习在类似情境中分析信息安全问题、进行信息甄别的方法;学会主动、有效寻求他人的帮助,预防诈骗,保护个人信息。
注重创设问题情境,采用体验、实践等学习方式,引导学生了解信息管理的重要性,尊重数字作品所有者的权益。例如:让学生通过“自己的信息自己管”活动,学会按文字、图片、音频、视频等类别,或按照时间、主题、目的等不同需求,对信息进行分类,并能利用数字设备妥善高效地保存信息,保障数据存储安全;在信息处理、作品制作和分享过程中,学会尊重和保护数字作品所有者的权益。
(3)模块三:在线学习与生活
教师可结合实例或创设真实问题情境,让学生感受在线社会中学习与生活方式的变迁,提升学生的信息意识。例如,组织学生围绕“线上学习”“线上交流”“线上购物”等主题,开展调研活动,查阅资料,采访亲友,了解信息科技应用对学习与生活的影响。
引导学生从分析问题入手,用文字或图示的方式对问题的解决过程做分步描述,通过在线方式协作完成任务,鼓励尝试运用不同协作方式解决问题,比较不同协作方式的差异。例如,让学生围绕“研学旅行”主题,以项目形式开展学习活动,在对问题分析和分解的基础上进行小组分工合作,简单描述活动中的阶段性步骤,收集不同来源的素材,最终形成作品并进行分享。
引导学生根据需求,查找并选用合适的数字化学习平台或工具开展学习活动,并比较这些平台或工具的差异。例如,可围绕货币的产生和支付方式的发展等主题,指导学生通过网络查阅相关资料,了解数字货币、数字支付对社会发展的影响,采用演示文稿、思维导图等方式形成作品,并进行分享。
结合在线社会中的应用实例,引导学生了解信息安全的重要意义,认识其中可能存在的风险,知道信息安全、自主可控技术关乎国家、社会、家庭、个人的切身利益,增强维护信息安全使命感和社会责任意识。例如:学生通过研讨“二维码应用”“公共Wi-Fi使用”等实例,知道在线社会中信息安全的重要性;通过了解“大数据画像”“个性化推荐”等内容,理解保护个人隐私与数据安全的意义;总结防范数据泄露的方法,学会保护自己、尊重他人,并进一步认识自主可控技术的重要性。
(4)模块四:数据与编码
教师可引导学生收集、组织、呈现数据,运用数据图形展示数据之间的关系并支撑自己的观点,使用数据预测结果或表达想法,在学习和生活中有意识地保护数据。例如,可以通过收集“学生体质健康数据”,将身高、体重等多组相关数据在同一数据图形中呈现,通过统计、计算、分析不同个体之间的数据差异,以及各组数据之间的关联,发现身体发育指标之间的相关性规律,体验发现问题、收集数据、组织数据、形成结论(或预测结果),以及汇报展示(或报告撰写)的全过程。
引导学生通过观察和分析生活中的各种“编码”,了解“编码”的目的是对社会进行有组织、有秩序的管理。例如:每个人都有身份证号码,在校园生活中需要使用学号,学校管理需要给每个班级进行编号;列车和航班的管理需要有唯一识别编号等。
引导学生通过对生活中真实编码案例的分析,了解编码的基本原理,知道编码可以包含数字、符号或文字,知道编码长度与所包含的信息量的关系。例如:通过查找资料,理解“航班编码”“列车车次编码”“图书编码”等常见编码的组成及所蕴含的信息;通过具体的编码实例,如通讯地址“5幢3单元2楼1室”可以编码表示为“5-3-201”,了解编码与真实世界的联系。
以活动形式,创设真实情境,让学生根据实际需要,尝试使用数字、符号或文字编码表示信息,初步建立唯一标识的意识。例如,设计校运会运动员编码、校园的大树编码和班级图书等编码方案,并对编码方案进行交流、分享和评价,并给出修改方案。
(5)模块五:生活中的算法
教师可从生活中的真实情境或中国古代算法典籍中的适当问题出发,将算法学习的要点贯穿问题解决的过程,帮助学生理解算法的基本原理和实现过程,为培养计算思维打下基础。例如,选择学生熟悉的猜数字游戏、图书分类、信息加密、韩信点兵、鸡兔同笼、投票选举、快递路径选择等内容,讨论这些问题涉及的相关算法,帮助学生理解算法的基本原理和推演过程。
对于一些比较简单的算法,可让学生通过编程,体验算法的程序实现过程。对于一些比较复杂的算法,教师可以提供部分程序代码和流程图,让学生通过运行、阅读、修改参数等方式,对算法的程序实现过程建立直观感受,加深对算法的认识和理解。例如,对于“不同查找算法的效率比较”“寻找最短路径”“个性化推荐”等涉及复杂算法的内容,教师可在和学生一起讨论算法思想的基础上,通过展示由教师或第三方实现的程序代码,让学生设置和调整参数、观察讨论,执行验证,加深对算法核心思想和程序关键代码的理解,感受算法和程序设计的魅力。
(6)模块六:过程与控制
教师可以以生活中常见的家用电器、交通工具等为例,引导学生学会识别系统特征,分析系统构成,理解系统工作过程,将教学内容的要点串联起来。例如,家用电饭煲由锅体、控制面板、加热元件、控制电路等功能模块组成,这些模块相对独立,可以单独进行替换更新。电饭煲煮饭的工作过程为:通过控制面板上的按键输入煮饭指令,控制电路接收输入指令,计算后生成控制指令,控制加热元件加热煮饭。这个过程可以抽象为输入、计算和输出三个环节。
通过引导学生分析具体案例,找到控制系统中存在的反馈和环路,发现反馈作用于输出的计算方式,理解系统控制的过程。例如,家庭空调、电冰箱等电器可以保持一个比较恒定的温度,其基本原理是系统中配置了温度传感器用于实时检测温度,并将测量结果传送给控制电路,控制电路通过计算,比较设置温度和测量温度,对制冷模块下达相应的工作指令,让其工作或停止。通过检测输出、返回值与输入比较、重新调整工作部件的指令这一反馈过程,达到保持恒定温度的目的。
引导学生分析典型应用场景,从中发现计算机和程序的作用,通过仿真软件或教学实验系统中的编程验证,了解用开关量和连续量实现控制的方式,理解简单逻辑运算规则。例如:学校的自动打铃系统可以通过编程来满足各种不同的时间控制需要;洗衣机可以通过编程实现不同材质衣物的洗涤要求;自动电热水器能监控水位,将水位高低这个连续量变成控制电动水阀的开关量,从而控制水阀的开关,确保安全水位;门禁只要通过门禁卡、指纹或人脸其中任意一种认证就可以开门,是一种逻辑“或”运算的控制方式。
引导学生通过分析系统控制的基本原理,研讨相关案例,了解过程与控制系统中可能会存在安全问题,知道自主可控对于系统安全的重要性。例如,控制系统不仅可以控制冰箱、空调和电饭煲等家用电器,还可以控制飞机、高铁、船舶和工厂自动化生产线等大型系统,一旦出现故障或安全问题,会造成巨大的损失。国家核心部门或企业的控制系统如果不能实现自主可控,国家安全也会面临巨大风险。
(7)模块七:互联网应用与创新
教师可指导学生通过分析身边的网络环境、完成在线任务、学习使用各种网络工具等多种途径,认识和了解互联网的组成、价值和特点,知道网络中数据编码、寻址、传输和呈现的原理,并尝试编辑加工获取的网络信息,自主生成并共享有价值的原创网络信息。例如:通过实地观察和分析机房网络、校园网络、家庭网络结构,了解网络的基本组成;通过图示、动画和视频等方式,理解数据从发送端到接收端所经历的编码、寻址、传送和解码还原等一系列过程。
通过类比和模拟等方式,帮助学生认识“协议”对于互通互联的重要意义,理解层次化网络协议的优势与工作原理。例如:通过与身份证号码的类比,理解网络设备MAC地址的唯一性;通过与学校年级、班级命名规则的类比,理解层次化网络地址原理。指导学生搭建有特定功能的小型互联系统,使学生能够亲身体验互联网的组成和功能;让学生通过完成预设的学习任务,如安装网络软件、协作编写网络文档等,加深对互联网的理解。
结合一些真实案例,并选择具有互联网特点的典型应用,让学生体验提高学习效率和生活便捷性的过程,激发学生的互联网创新意识。例如:可通过共享在线文档,收集所需要的信息;体验线上学习并与线下学习进行对比,认识二者的差异;通过使用电子地图与导航工具规划线路,使用互联网完成订票、购物等体验 ,更好地认识互联网带来的创新机遇和价值潜力,初步体会“互联网+”对数字经济发展的重要意义。
从真实情境出发,结合具体应用,帮助学生认识网络安全的重要性,掌握保护重要数据和个人信息的基本方法。例如:以即时通信工具的应用为例,组织学生研究并讨论如何合理设置账号、用户标识(昵称),掌握高安全级别密码设置的方法,了解指纹识别、人脸识别等身份验证的特点和设置方法;理解图案验证、短信验证等身份验证流程的意义和价值;学会使用网盘备份文件,对重要数据文件和个人隐私信息的保存及传输进行加密等。
(8)模块八:物联网实践与探索
教师可通过各种物联网应用实例,帮助学生感受万物互联的场景,了解物联网与互联网的联系与区别,了解万物互联背后的基本思想和基本原理。例如,通过分析共享出行、智能可穿戴设备、智能家居、公交卡、智慧校园等典型物联网应用,了解物联网的基本构成与工作原理,知道物联网层次化结构及各层的作用,初步建立使用物联网技术解决问题的基本意识。
从真实情境或问题出发,引导学生经历需求分析、方案设计,使用物联设备搭建简易物联系统,验证方案的可行性等过程,掌握从物联设备中读取、发送、接收和使用数据的方法,进一步了解这些过程背后的物联协议及其主要特点。例如:可以搭建简单的植物生长环境监测系统,通过物联网平台采集环境数据;设计智能可穿戴系统模型,理解通过物联网采集大数据的一般过程;尝试将人工智能技术应用于物联网系统,实现智能家居功能等。
通过真实或模拟的特定场景,帮助学生了解身边的物联设备对塑造网络数字身份的作用,使学生养成自觉保护个人隐私、树立维护数字世界秩序的意识,并引导学生拓展思路、勇于创新,共同憧憬并探究未来物联世界的奥秘。例如:智慧校园中校园卡可以实现一卡通,给校园生活带来便利,但也存在安全隐患,组织学生分析一卡通的利弊,研究如何提高校园卡的安全性;研讨指纹、人脸特征等不可更改的个人生物特征数据广泛应用于物联网会面临哪些风险等。
(9)模块九:人工智能与智慧社会
教师可引导学生寻找和发现身边的人工智能应用,体会这些应用给学习和生活带来的便利,感受人工智能对人类社会的深刻影响,分析这些应用中体现的人工智能的基本特征及技术基础。例如:人工智能应用于围棋,战胜了人类最顶尖棋手;人工智能应用于机器翻译,帮助人们突破语言障碍,实现自由交流等。通过这些案例,与学生一起探索人工智能产品背后涉及的数据、算法和算力三大要素。
通过对常见人工智能应用的分类和分析,引导学生发现其中不同的实现方式,认识各种实现方式的计算过程,了解其适用的场景。例如,通过分析简单人工智能算法,理解人工智能如何实现智能分类、机器学习、个性化推荐等基本功能。
2.跨学科主题学习建议
信息科技跨学科主题学习要充分体现综合性和实践性,结合学段特征,融合不同学段的模块内容,映射信息科技概念,通过真实情境化的实践活动展开。教学中应立足信息科技课程的主要学习内容,引导学生在数字化生活与学习的情境中开展跨学科学习活动,综合运用信息科技和其他学科知识解决实际问题,加强学生对科技伦理、自主可控技术、数字素养能力、原始创新以及国家安全的认识,提升学生的学习能力、协作能力,培养创新意识与科学思维,使之逐步形成与智慧社会共生、共存、共享的数字胜任力,担负起促进智慧社会协调发展的社会责任。
在实施跨学科主题学习时,教师可根据实际情况弹性选用或改编课标中推荐的跨学科主题,并根据学生的认知特点和兴趣特征进行组织与呈现,为不同生活背景下的学生提供多元化的学习机会;也可依据课标相关模块内容,结合教学实际开发新的跨学科主题学习活动。
(1)第一学段(1~2年级)
面向第一学段推荐的主题:向伙伴推荐数字设备、用符号表达情感、信息管理小助手、信息安全小卫士。这些主题符合学段特征,满足小学低年级学生逐步进入数字化环境的发展需求,紧贴真实的学习与生活情境,让学生逐步进入信息科技的跨学科主题学习。具体实施时,应充分调动学生主动参与的积极性,从向伙伴推荐数字设备的交流场景出发,到在信息交流与分享中运用符号表达情感,引导学生针对日常应用,在信息科技的支持下融合语文、艺术等学科,开展新时代下的语言文字应用与符号表达。在此基础上,通过信息管理小助手、信息安全小卫士等主题,提升学生的信息隐私与安全意识和信息社会责任,促进学生逐步了解数字化环境中的行为,遵守相关规则,形成良好的数字化学习和信息交流习惯。
(2)第二学段(3~4年级)
面向第二学段推荐的主题:在线学习小能手、自我管理小管家、用数据讲故事、用编码描述秩序。前2个主题对应“在线学习与生活”内容模块,应凸显在线过程中的自我管理与学习技能;后2个主题对应“数据与编码”内容模块,可引导学生用数据讲故事,结合语文、科学等知识讲述身边的故事,加强知识的应用与迁移。用编码描述秩序,凸显了编码的价值,进一步加深学生的编码意识,让学生掌握编码在各学科和生活场景中的理解与应用。
(3)第三学段(5~6年级)
面向第三学段推荐的主题:游戏博弈中的策略、解密玩具汉诺塔、小型开关系统、小型扩音系统。前2个主题对应“身边的算法”内容模块,教师可结合数学学科,引导学生以游戏化的方式开展跨学科主题学习,运用计算思维解决跨学科问题,体验与反思策略的有效性;后2个主题对应“过程与控制”内容模块,可与科学、数学等学科结合,以项目化的方式开展“做中学”“用中学”“创中学”,以小组合作的方式进行作品设计,通过小系统开发加强对学科原理的初步理解,开展实践与思考的迭代。
(4)第四学段(7~9年级)
面向第四学段推荐的主题:向世界介绍我的学校、无人机互联表演、在线数字气象站、人工智能预测出行、未来智能场景畅想。向世界介绍我的学校对应“互联网应用与创新”内容模块,无人机互联表演对应“物联网实践与探索”内容模块,在线数字气象站对应“互联网应用与创新”和“物联网实践与探索”两个内容模块,人工智能预测出行和未来智能场景畅想对应“人工智能与智慧社会”内容模块。本学段属于初中阶段,教师应结合初中学生的特点,立足信息科技主要内容模块,综合运用信息技术、数学、科学、语文等学科知识,引导学生开展一系列项目式学习,促进学生进一步解决复杂情境下的问题。
(四)教学评价
教学评价是依据课程目标对教学过程及结果进行价值判断并为教学决策服务的活动。教学评价的目的是通过对学生学习过程的观察记录和学习效果的评测,一方面评估学生学习目标的达成度,另一方面对教师的教学工作(教学设计、组织、实施等)提供及时反馈,促进教学相长,不断改善教学效果、提升教学质量。
义务教育信息课程教学评价要落实立德树人根本任务,践行社会主义核心价值观,树立正确的评价观念,坚持推进教与学方式改革。实施评价时,应根据核心素养及学业质量标准,确定评价的整体框架,明确评价的具体内容,选择灵活多样的评价方式,并注重评价反馈,以评促教、以评促学,体现“教-学-评”一致性,促进教、学、评的良性互动,实现由“知识取向”和“能力取向”向“素养取向”的转变。
1.评价方式
根据《课程标准》的要求,教学评价采用过程性评价与终结性评价相结合的综合性评价模式。过程性评价侧重反映日常教学过程中学生表现出来的学习情况,应贯穿整个教学过程;终结性评价侧重反映学生阶段性学习目标达成度,每学期应进行一次期末测试。过程性评价和终结性评价结果按照一定比例计算,形成学生综合性评价结果,计入学生学期成绩。
学业水平考试是依据课程内容和学业质量标准,对学生学完本课 程后课程目标达成度进行的统一考试。考试成绩是初中毕业和高一级学校招生录取的重要依据,为评价区域和学校教学质量提供参考,为改进教学提供指导。
2.评价原则
(1)全面性
评价要从考查知识和技能具体掌握情况入手,注重分析学生能力表现、思维过程、情感态度等发展状况,全面评价学生信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任,把握核心素养的整体发展情况。
(2)完整性
过程性评价应贯彻于学生学习的全过程,涵盖学生学习的各个方面,观察、记录与分析学生在课堂教学中的表现。例如,学生在小组学习活动中的参与性、协作性,讨论、思考和回答问题的积极性,交流分享过程中表达的流畅性、条理性,实验过程中操作的科学性和熟练性;课堂或课后练习的完成度和完成质量等。终结性评价要站在课程培养目标的高度,以测评学生核心素养水平为导向,综合考查各内容模块学习目标的达成度。
(3)客观性
评价应设计科学合理的评价方案和评价标准,采用标准化和可量化的评价量规,避免主观因素的干扰,客观地反映学生的日常学习表现和学习效果,例如,针对教学流动性大的特点,可以加强机房管理,采用定人定机位的方式,建立学生与机位的关联,提高评价的准确性和客观性。
(4)多样性
过程性评价要综合运用观察、实验、模拟、仿真等方法,借助电子档案袋、学习系统等平台记录学生过程性学习数据,同时注重收集和记录学生在其他课程中运用信息科技的相关表现,全面客观地评估学生的学习过程和学习态度。终结性评价可采用纸笔考试、上机实践、作品创作等方式,客观题和主观题相结合的方式,评估学生对知识原理内容掌握程度和实践应用能力。
(5)指导性
要充分发挥信息科技的优势,快速反馈学生学习目标的达成情况和日常学习表现,及时调整教学方法和进度,优化教学流程,提高教学活动的有效性。针对评价结果,引导学生树立信心、积极反思、改进学习方法,充分发挥评价的促学功能。
(6)主体多元化
要尊重学生在学习过程中的主体地位,营造开放、宽松的评价氛围,鼓励学生、教师、家长共同参与评价。要积极创造条件,让学生参与评价结果的判断和解释过程。要注重校内评价和校外评价相结合,引导家庭、社区、校外实践基地等多方共同参与评价。
来源 | 湖南省教育厅
转自:“初始化工作室”微信公众号
如有侵权,请联系本站删除!