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观点 | “科”“技”并重的信息科技育人价值与教学策略

2022-12-16 | 3075|

长期以来,中小学信息技术课被通俗地称为“电脑”课,顾名思义,课堂主要围绕学电脑、用电脑展开,突出电脑的操作技能、应用技能。《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》(以下简称“新课标”)的颁布,定义了信息科技是现代科学技术领域的重要组成部分,更新了课程的理念,提出了要遴选科学原理和实践应用并重的课程内容,体现“科”与“技”并重。信息科技成为独立学科后,课程性质、理念得到了充分提升,也为中小学实施信息科技课程明确了方向和目标。如何在教学中体现“科”与“技”并重?为此,笔者以发展学生信息素养为主旨,梳理分析信息科技的学科特点,探讨对“科”“技”并重的理解,提出教学实践中的策略。详情一起随信息技术考试系统小编看看吧——


信息科技的学科特点


义务教育信息科技课程标准研制组组长熊璋教授认为,信息科技的“科学性”可从两个角度去解读,一是信息科学的科学性,信息科学具有一元性、严格性、严谨性、验证性、严密性、辩证性、扩张性。二是信息科技课程的科学性,又分为课程设计和课程呈现的科学性,体现为素养表现、学科逻辑、课程内容、情境案例、学业质量五个环节的次第展开和迭代、优化。


“科”“技”并重的“科”体现在两个方面,一是国家信息科技课程的科学性,二是教师实施课程的科学性——科学原理。而信息科技的技术性是学科的本质特征,首先信息技术本身是一种研究信息的科学,其次,如何应用信息技术去解决现实问题,属于应用科学。可以发现,科学与技术是相互支持和促进的,科学的发展产生新的技术,新技术的应用发展新的科学。


新课标在“课程的性质”部分提出,信息科技课程具有“基础性”“实践性”“综合性”。基础性是指在学生核心素养发展的初步阶段面向学生终身发展发挥基础作用。实践性是指学生在学习的过程中,需要开展大量的操作和应用等实践,并反映在具体的学习和生活中。综合性是指信息科技和其他学科并不是割裂的,往往是结合其他学科的特点或主题进行跨学科融合。


理解基础性,可以认识信息科技学科的重要性;理解实践性,可以发挥学生学习的主体性;理解综合性,可以拓展教学形态的多样性。从信息技术更名为信息科技,突出了信息科技课程的本质特征,完善了信息科学理论和技术体系,将改变长久以来以操作实践为主的教学状态,倡导并实现“科”“技”并重。


“科”“技”并重的育人价值


体现“科”“技”并重,要把学生在应用信息技术的实践活动中理解基本概念、原理,提升知识迁移能力和计算思维水平的认识活动,同信息处理、工程实现等实践活动放在同等重要位置,共同组成一个能充分、完整体现学科育人价值的整体。


1.体现课程育人理念


新课程方案和课程标准,有全面落实培养有理想、有本领、有担当的时代新人的要求。从信息科技课程看,“旨在培养科学精神和科技伦理,提升自主可控意识,培育社会主义核心价值观,树立总体国家安全观,提升数字素养和技能”。“科”“技”并重,突出以学习者为中心,关注完整的人,关注人的完整发展。


可见,信息科技课程不是培养电脑工作人员,而是面向学生数字素养的提升,立德树人。信息科技课程不仅面向当下,还面向未来,是对人才培养面临新挑战的积极回应。未来,在技术不断迭代的过程中,人们能用科学方式创造性地推动国家和社会发展。


2.丰富学科知识体系


新课标以六条学科逻辑主线安排各学段学习内容,体现了信息科技的科学性,文本表述具有学科概念特征,而内容安排又具有操作实践特征。如新课标中明确的“信息交流与分享”等13个内容模块,相对应的是4个跨学科主题,分别用体验、探秘、模拟、设计等实践活动来开展。这和按常用应用软件来编排内容相比较,实现了去软件中心化、去知识单调化,从“科”和“技”两个角度丰富了信息科技学科的知识体系。


3.落实学科核心素养


新课标提出了“信息意识”“计算思维”“数字化学习与创新”“信息社会责任”四大学科核心素养,并对每个核心素养进行了内涵说明。首先从文字表述来看,“信息意识”“计算思维”“信息社会责任”属于陈述性知识表述,体现了信息科技的价值观、科学思想、科学思维,“数字化学习与创新”属于程序性知识表述,体现了数字化环境下的学习过程和创新活动。


因此,要落实好学科核心素养,既要重视信息科技学科的科学伦理、知识、原理,还要应用科技知识、原理、技术在现实中解决具体问题。可见,真正落实学科核心素养培养,“科”“技”并重是基本要求。


“科”“技”并重的教学策略


“科”“技”并重的具体挑战来自课程建设的多个领域,而真正的挑战来自课程实施的最后一公里——校长和一线教师。


为了应对挑战,笔者认为可以从三方面来提升:一是学科理论的纵向迁移。每个学科都有各自的独特性,纵向迁移是以独特性为线索,向高中阶段、大学阶段寻求信息科技相关学科的学科理论,将其迁移到义务教育阶段进行实验、完善,形成自己的理论;二是学科理论的横向迁移,借鉴同一阶段学科的相似性,学习其他学科的经验,如劳动教育课程的理论和实践;三是从学科自身出发,加强信息科技课程建设,形成学科理论体系。


创新课程培养方式,既需要专家解读,也需要课堂实践,从问题出发切实解决教学中的轻“科”重“技”问题,提炼经验,形成新范式和策略。


1.坚持质量标准设计目标


学习质量标准是学生完成阶段性课程学习后发展状态的表现,体现素养导向,是落实立德树人、学科育人的衡量标准。上文已对信息科技四个核心素养的“科”与“技”进行了描述,核心素养要转化为每个人的素养,必须要有明确的质量标准。


比如以“人工智能预测出行”项目为例,在第四学段,新课标质量标准提出“通过分析不同的人工智能应用场景,了解数据、算法和算力三大技术基础的作用,以及搜索、推理、预测和机器学习等常见的人工智能实现方式,正确对待人工智能带来的伦理与安全挑战(计算思维、信息社会责任)”。


分析这段质量标准描述,可以理解为学生能通过“数据”“算法”“算力”等概念来分析人工智能应用场景,并能理解其实现方式,发现这个场景中与人工智能相关的伦理、安全等因素。因此,教学目标可以围绕上述内容来拟定。


2.基于内容特征设计真实情境


创设真实情境是课程标准的要求,是学生生活、学习场景的再现。一方面,有利于激发学生的学习兴趣,另一方面,数据素养与技能需要在真实情境中实践、养成。


以“人工智能预测出行”项目为例(下同),真实情境之所以突出“人工智能特征”,是为了引导学生去体会和理解人工智能的原理、实现方式及其局限。


首先,人工智能本质是模拟、扩展人类智能的信息系统;无论信息系统多么智能,归根到底是计算问题,显然,无法计算的问题解决不适合作为学习情境。


其次,人工智能并不能解决所有问题,它能解决的问题有一个显著特征——能够建立数学模型。生活中并不是所有问题都可以建立数学模型,教师在设计时,可以学习已有的数学模型去创设真实的情境,如回归算法模型,更利于学生理解算法原理。


最后,从解决问题的难度来看,人工智能擅长解决确定性较低的问题、通过规律规则无法立即确定的问题,如工程问题不适合使用人工智能来解决,分类问题、预测问题则适合创设在真实的情境中用人工智能解决。


3.依托学科逻辑设计学习内容


课程中主要的知识及其关系构成了学科逻辑,信息科技课程以数据、网络、算法、信息处理、信息安全、人工智能为逻辑主线。六条逻辑主线,每条都有三个逻辑层次,如果划分更具体的话,部分逻辑主线还可以有更多层次、更多维度,如信息处理逻辑主线;同时逻辑主线又是相互关联、相互支持的。


在一些特定的课程或案例中,六条逻辑主线还存在一定的逻辑关系,比如数据、网络、信息安全可以组成一条逻辑主线,又如数据、算法、人工智能可以组成一条逻辑主线。可见,从数字素养与技能发展角度看,六条逻辑主线存在循序渐进等逻辑关系,每条逻辑主线的知识体系又呈现螺旋式提升。


4.围绕学科概念设计实践活动


信息技术操作性强,通常指对工具软件的操作,围绕的是软件使用方法、操作技巧来开展实践活动,即使编程教学,对常规命令的操作也不可避免。缺少概念理解和支持,让技术实践成为无本之源。高中信息技术课程标准提出了学科大概念——“信息”“算法”“信息系统”“信息社会”,让信息科技的科学特征更加明显,让技术实践有了归属,围绕概念来设计实践活动能有效地弥补“科”的缺失。


5.立足素养优化知识和实践评价


杨向东认为,核心素养的形成和发展具有实践性,学业质量蕴含了新的知识观,学习结果具有融合性。新课标要求“坚持基本知识考核与实践应用考核相结合”。它不是强调知识评价、实践评价,也不是知识评价加上实践评价形成总评价,而是在学业质量标准下形成素养本位的学业评价,从而强化素养导向的多元评价。立足素养就是要把“科”这一部分呈现出来,并和“技”形成一个整体评价,然后通过纸笔、上机、作品形式对学生的素养发展进行评价。


值得关注的是,纸笔、上机考核形式并不是对应“知识考核”“技术考核”,而是根据评价内容的特点与便捷性等需要采用的不同形式。本项目可以采用作品和答辩相结合的形式来进行。作品的完整性、技术性、功能性、实用性构成了评价表的要素,对应信息意识、计算思维发展水平的评价,答辩可以从问题解决、学习过程、应用态度与价值观等评价要素出发,对应数字化学习与创新、信息社会责任素养发展水平的评价。


反思与展望


“科”“技”并重是新课标按照我国科技创新人才培养需求、适应创新人才培养的规律提出的科学举措,而举措落实必须依靠课程高质量的实施。所以“科”“技”并重是一个系统工程,需要参与课程实施的各部门、各教育参与者相互配合,共同实现。


作为信息科技教师,要从义务教育阶段课程方案的理念、目标开始学习和理解信息科技在课程方案中的地位,要对信息科技课程有全新认识,再从课程性质、理念、内容等角度把信息科技的地位和价值具体化。教师需要更新观念,重新认识、重新定位自己的教育职责,用行动去丰富信息科技的学科内涵。


来源:《中小学信息技术教育》2022年第12期

作者:管雪沨,江苏常州市北郊小学