面向数字素养的义务教育信息科技课程

杨晓哲 刘 昕

近年来互联网、物联网、人工智能等新一代科学技术的迭代速度之快、影响范围之广、变革程度之深，正在改变着人们的生产与生活方式。2021年，国务院发布了《“十四五”数字经济发展规划》，预示着我国对数字经济形态的高度重视。数字经济以数据资源为关键要素，以现代信息网络为主要载体，以全要素数字化转型为重要推动力。面向数字时代，面对新局势与新发展，培养学生们适应当下与未来时代要求的数字素养变得尤为重要。在义务教育阶段，培养学生的数字素养与技能，离不开课程开设与系统实施。

2019年，义务教育信息科技课程标准的研制工作正式启动。本着坚持立德树人的教育理念，历经3年研制与修订，经过线上线下50余次专家组会议、30余次调研与标准测试工作会议，《义务教育信息科技课程标准》于2022年完成并颁布。由此，我国在国家层面首次正式确立了信息科技课程的国家统一标准，标志着培养全体中小学生的数字素养，培育学生们面向数字时代的关键能力、必备品格与价值观念进入了新阶段。

一、 信息科技课程的国际动态与发展基础

(一) 世界各国不断探索与深化课程

早在2000年，欧盟发起了“教育与培训2010计划”，指出了8项面向全民的核心素养，其中就包含了数字素养。[1]而后围绕数字素养，欧盟特别启动了“欧洲数字议程”(Digital Agenda for Europe)和“数字素养项目”(A Project on Digital Competence)，前者是针对数字素养的专项举措，后者则是在广泛调查和研究的基础上，提出了适合全体公民的数字素养框架。[2]2011年，欧盟公布了《映射数字能力： 迈向一种概念性理解》报告，系统阐释了数字能力，并给予了发展数字能力的相关建议。[3]2013年，英国教育部发布《计算学习计划： 一到四学段》(Computing Programmes of Study for Key Stages1-4)，提出要在中小学实施更加严肃的计算机科学课程，期望能让学生通过使用计算思维和创造思维来理解和改变世界。同年，英国公布国家课程方案，将中小学信息通信技术(Information and Communication Technology)课程改名为计算(Computing)课程，并正式公布具体的、分学段的计算课程学习计划。[4]2020年，欧盟再次更新并发布《数字教育行动计划(2021—2027年)》(Digital Education Action Plan 2021-2027)，详细列出未来7年欧盟的各项行动计划，提出培养学习者的数字素养和技能的战略重点。[5]

近年来，美国中小学教育阶段的信息技术课程、计算机类课程也在不断发展。2016年，美国相继发布《K-12计算机科学框架》(K-12 Computer Science Framework)和《CSTA K-12计算机科学临时标准》，完整地给出了K-12阶段计算机科学教育的核心学习目标与内容体系。[6]之后两年间，美国计算机科学教师协会进一步更新了《计算机科学标准》(Computer Science Standards)，系统提出了计算机科学教育的具体内容，并多次强调了计算机科学培养学生计算思维和数字素养的重要价值。该课程的重点在于培养学生成为一个了解数字世界及其社会影响，能够合理使用计算机分析与解决问题的数字公民。

此外，澳大利亚实施了全国统一的课程标准，将信息素养作为一般能力正式纳入国家课程体系之中。[7]2015年，澳大利亚颁布《数字化技术课程标准》，明确提出培养学生系统思维、设计思维与计算思维，让学生能够应用系统思维来监测、分析、预测和塑造信息系统，并学习掌握信息系统对个人、社会、经济和环境的影响。[8]

(二) 我国义务教育阶段普遍开设与实施课程

学校信息化办学条件不断优化，支持着我国中小学信息技术教育的普及。“校校通工程”“农村中小学现代远程教育工程”“现代远程教育工程试点示范项目”的实施改善了城乡中小学办学条件。过往20年间，学校机房面积、计算机数量、信息化设备的种类、校园网基础状况都有了长足发展。2000年，教育部正式颁布了《中小学信息技术课程指导纲要(试行)》，标志着我国“信息技术学科”的诞生，并首次将培养学生信息素养作为重要目标。2003年《普通高中信息技术课程标准》将信息的获取、加工、处理、管理和分享作为学科主线。随着素质教育的进一步深化，自主、合作、探究深入人心。在全国各省市地区，信息技术课程的落地，为将所有学生培育成为“具有信息素养的人”奠定了重要的共同基础。

近年来，我国中小学信息技术教师与信息技术教研员队伍不断壮大。信息技术教师大多数具有教育技术、计算机教育、物理教育、科学教育等学科背景，信息技术教研员队伍也得到了长足发展，极大地促进了学校信息技术教学质量的提升。值得一提的是，2011年起，上海市教委教研室启动了各学科课程标准的修订工作，并率先开展针对学生信息技术学习情况的调查。在对于调查结果的反思和国际经验的借鉴基础之上，上海将信息技术课程正式改名为信息科技课程，并颁布《上海市中小学信息科技课程标准》。课程名称的变化标志着课程理念的革新，学生不仅需要学习计算机领域的知识和操作技能，还需要提高在信息化环境下的学习能力，培养道德意识与行为规范。上海这一针对中小学信息科技教育的变革举措，为全国思考信息技术课程革新提供了重要的实践经验。[9]

二、 信息科技课程标准的基本理念

在本轮义务教育课程方案与课程标准的制定与修订工作中，教育部正式启动了义务教育信息科技课程标准的研制工作，并正式将义务教育阶段的信息技术课程更名为信息科技课程。这也是国家首次独立设置义务教育阶段信息科技课程。

(一) 坚持立德树人，培养具有数字素养的时代新人

义务教育阶段的信息科技课程具有基础性、实践性、综合性的特征。课程坚持立德树人，培育新一代儿童逐步具备适应时代的数字素养。课程标准中明确指出，信息科技是现代科学技术领域的一个重要分支，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。

信息科技课程培养学生们形成数字素养，其具体表征包括四个方面： 信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。信息意识是指个人对信息的敏感度和判断力。计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法，在问题解决过程中产生的问题抽象、分解、建模、算法设计等一系列思维活动。数字化学习与创新是指个体在日常学习和生活中通过评估并选用合适的数字设备、平台和资源，有效地管理学习过程与资源，开展探究性学习，创造性地解决问题。信息社会责任是指个人在伦理道德、行为规范与文化修养中应尽的责任，是每一名合格的社会成员所必备的重要品质。这四个方面共同构成了信息科技课程育人的总目标——数字素养。这是第一次明确了义务教育信息科技课程所要达成的必备品格、关键能力和价值观念。

(二) 面对全体学生，建构科学与实践并重的课程内容

面向中小学阶段的所有学生，义务教育信息科技课程的目标指向发展学生数字素养。课程以学生的认知发展规律和学科特点为依据，统筹设计课程的形态与结构，设计了循序渐进的课程内容，体现了义务教育信息科技课程独特的育人价值。一方面关注学科的科学性，另一方面强调了学科实践，特别关注学生们连接数字生活、数字学习、数字创新的经验，发展并提升全体学生的数字素养与技能。

新颁布的课程标准中明确了课程结构，即3—8年级单独开设信息科技课程，1年级、2年级、9年级与其他课程融合开设。有条件的地区鼓励先试先行，进一步按照课程方案设置的课时数上限进行开设与实施。课程设计在第一学段(1—2年级)和第二学段(3—4年级)更加注重生活体验与动手实践。随着学段的上升，到第三学段(5—6年级)，逐步引导学生们在真实情境中学会应用信息科技的基本概念和原理，展开一系列的问题解决。课程重点培养学生认识与理解数字世界，在虚拟与现实世界中共同形成好习惯、好兴趣、好品格，帮助学生循序渐进地形成关于信息科技的基本认识。在第四学段(7—9年级)，培养学生从学习、生活和社会实践活动中了解互联网、物联网、人工智能等新兴技术的作用，理解数字世界与现实世界的关系，能够逐步形成解决问题的系统思考，具备面对不同复杂场景下的社会责任感。

(三) 面向当下与未来，变革信息科技育人方式

信息科技本身处在快速迭代与发展过程中，其学科背景直接影响了学科课程性质。信息科技课程不仅面向当下，更面向未来。面对快速变化的技术与社会文化，信息科技课程既要关注学生身心发展与认知规律，又要积极吸纳国内外信息科技的前沿成果，面向数字时代的经济、社会、科技与文化发展要求，关注不同区域的差异性，为学生的数字时代终身学习奠定基础，变革信息科技的育人方式。

在与时俱进、不断优化与更新教学内容的同时，应凸显学生学习主动性。激发学生内在动机，鼓励学生主动参与，积极进行“做中学”与“创中学”，为每位学生适应未来社会的学习与发展奠定基础。给予学生开展自主学习和合作探究的机会，引领学生的知识建构和知识间联系的形成，帮助学生发现信息科技课程学习的意义。应利用信息科技手段进行教学，建设线上线下结合的混合式课程，引导学生运用信息科技手段进行学习，为学生提供自主学习的资源和条件支持。针对学生的已有经验，可引入游戏化、仿真化学习场景和资源等进行教学，提高学生的学习参与度，激发学生用信息科技知识解决问题的好奇心和想象力。

(四) 遵循“教—学—评”一致性，建构基于核心素养的评价体系

面向学生核心素养的提升，关注“教—学—评”一致性。学科核心素养是在学科知识和技能的基础上，整合了情感、态度和价值观的综合品质。本次颁布的信息科技标准明确了学科核心素养在不同学段的不同水平，并制定了学业质量标准，建构了基于信息科技核心素养的评价体系。

基于核心素养的评价不是仅仅指向某个单一知识点或具体操作技能，而是通过真实情境下的具体问题解决，反映学生们核心素养的水平层次。即在学生们面对问题、分析问题、解决问题的过程中，动态评估学生的核心素养，并以此促进教学改进。与此同时，信息科技课程关注多元多样的评价方式与评价内容，例如学生学习的数字作品评价、学习过程中的动态数据评价、学习协作中的任务分工评价等。综合运用教师评价、学生自评、同伴互评等方式，建立更加综合、更加开放、更加全面的评价体系。

三、 信息科技课程标准的主要突破

(一) 从信息技术到信息科技的转变

我国义务教育阶段的计算机教育、信息技术教育在过去20多年的时间里取得了长足的发展，全国中小学阶段普遍开设了该领域的课程。2000年颁布的《中小学信息技术课程指导纲要(试行)》所强调的课程总目标为“培养学生良好的信息素养”，强调基于信息的获取、传输、处理和应用的能力。而《中小学综合实践活动课程指导纲要》中并没有单独明确该课程的教学目标，而是将其作为部分重要活动。我们正在进入数字时代以及智能时代，这就要求进一步凸显这门课程的基础性、科学性、实践性。从信息处理与加工逐步转型为数据驱动下的科学范式，以及面向未来人工科学的范式转变，需要对课程性质和课程名称进行新一轮界定与明晰。

本次课程标准制定将课程名称正式更名为信息科技课程，其意义主要有以下几点。第一，凸显了课程的科学定位。信息科技课程旨在帮助学生们了解计算机所带来的一系列现象背后的科学原理与本质，在变化多样的技术中抓住科学本质，培养学生们的科学观念与意识。第二，突出了课程的价值定位。本课程不仅仅是为了让学生了解与熟练掌握一系列软件的操作，还要培养全体学生对信息的敏感度和判断力，面对真实问题进行分析、抽象、建模并形成计算机解决方案的能力，提升学生的数字化学习与创新能力，培养学生的信息社会责任，为全面育人奠定扎实的数字素养基础。第三，强调了课程的基础定位。本课程注重开创、继承、发展与创新的平衡，综合考虑我国在该领域的课程教学整体情况和现实中存在的问题，进一步明确了面向全体中小学的基础性定位。本课程面向全体学生，覆盖全体学生，减少数字鸿沟，发展学生的计算思维，培养学生数字化合作与探究的习惯，崇尚科学精神与原创精神，奠定良好的数字素养基础。

(二) 从信息素养到数字素养的发展

依据世界各国信息技术、计算机、信息科技类课程的发展方向与定位，其界定课程目标的指向涉及信息与通信技术(Information and Communications Technology, 简称ICT)素养、媒介素养、信息素养、数字素养等方面。20世纪70年代，计算机技术逐步从专业领域向普通大众普及。此时，ICT素养成为人们的关注重点。其核心在于，除了传统的读、写、算的能力以外，还应该具有一种同等重要的程序设计能力。随着电影、电视等视听媒介的崛起与流行，媒介素养开始受到关注，其关键点在于对媒介所传递信息的选择能力、理解能力、质疑能力、评估能力以及创造能力。进入20世纪90年代，网络技术迅猛发展，人们进入信息大爆炸时期，如何有效获取和应用信息成为社会生存的重要技能。在这一时期，信息素养成为K-12阶段关注的主要目标。信息素养不仅包括信息获取、检索、表达、交流等技能，也包括其背后的思维方法、情感态度与价值取向。

近年来，整个领域发生了从计算机驱动到互联网驱动，再到数据驱动的深层次变革，移动互联、大数据、云计算等一系列数字化技术日趋成熟，人们正在进入一个全新的数字时代。在中小学阶段，学生面临着从“数字土著”成长为“数字公民”的重要挑战。2021年10月，中共中央政治局会议强调“要提高全民全社会数字素养和技能，夯实我国数字经济发展社会基础”。同年，中共中央网络安全和信息化委员会发布《提升全民数字素养与技能行动纲要》，旨在提升全民数字素养与技能，顺应数字时代要求。这正是我国义务教育阶段信息科技课程的出发点与价值所在。

(三) 从知识技能课程走向核心素养课程体系建构

新颁布的课程标准构建了以核心素养为体系的课程内容结构。依据核心素养和学段目标，按照学生的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、人工智能六条主题线索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。具体学习内容由两部分组成，一是内容模块，二是跨学科主题学习模块(如图1)。第一学段包括“信息交流与分享”“信息隐私与安全”和“数字设备体验”；第二学段包括“在线学习与生活”“数据与编码”和“数据编码探秘”；第三学段包括“身边的算法”“过程与控制”和“小型系统模拟”；第四学段包括“互联网应用与创新”“物联网实践与探索”“人工智能与智慧社会”和“互联智能设计”。

图1 信息科技内容模块与跨学科主题

信息科技跨学科主题学习要充分体现综合性和实践性，结合学段特征与不同学段学生的认知水平，融合不同学段的信息科技模块内容，映射信息科技概念，通过真实情境化的实践活动展开。立足本课程的主要学习内容，涵盖真实情境中跨学科问题的发现与解决，引导学生思考并理解现在与未来生产和生活的信息化、数字化、智能化特征，加强学生对科技伦理、自主可控技术、原始创新以及国家安全的认识，培养学习能力、创新意识与科学思维，倡导学生在主题学习活动中物化学习产品与学习结果。课程标准中共提供了四项跨学科主题，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。如图1所示，每项主题下分设多个子主题供教师在课程实施中弹性选用，共计17个子主题。跨学科主题的课时容量占本课程总课时的10%，按照2倍课时容量推荐子主题，供教师教学自主选择。通过跨学科主题学习，撬动学习方式变革，提升学生对科学、技术与工程的实践经验与感知。课程内容的设计充分关注信息科技在各学科中的应用场景和实践体验机会，在满足本学科学习需要的同时，也支持跨学科学习以及与其他学科的融合学习。

四、 信息科技课程标准的未来挑战与建议

《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》的颁布必将带来信息科技课程的全面变革，从课程标准到课程教材，再到教师培训与课堂教学实践等一系列教育教学工作，仍然面临着诸多问题与挑战。

(一) 实现各学段有效衔接

2020年，教育部颁布了《普通高中信息技术课程标准(2017年版2020年修订)》。高中阶段的信息技术课程标准同样以信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任作为学科的核心素养。[10]义务教育阶段与高中阶段在核心素养名称上保持一致，在素养分水平方面充分考虑学段特征与学生认知特点，两阶段间的核心素养衔接性和一致性较好。

但是，也要注意到，其学科的名称已经发生变化，义务教育阶段从信息技术课程变为信息科技课程。随着课程的进一步落地与实施，特别是小学和初中的同步落地教学的过程中，将需要充分考虑不同学段之间的关联。小学生与初中生通过课程学习，其数字素养不断提升，也将进一步影响高中阶段的教学与课程设置。因此，系统统筹、不断更新信息科技的各学科的体系衔接性仍然是未来的挑战与关键。

(二) 加强信息科技师资队伍培训

本学科教师面临更新学科知识体系与结构、把握新教材新内容、理解学科核心素养、培养学生们数字素养等一系列具体挑战。课程标准培训要密切关注教师能力的提升，突出方法的习得。在培训内容方面，要准确阐释信息科技课程的学科本质和育人价值，全面分析信息科技课程在新时代背景下的社会意义与时代意义，帮助教师全面认识信息科技课程的内涵与定位。在培训方式上，要充分发挥线上培训在丰富资源、促进交流、增强体验等方面的优势，与参与式培训、示范教学等线下培训形式实现有机融合。在培训过程中，教师要不断更新教育理念，增强信息科技课程标准与新教材的认识，把握核心素养，提升素养导向的教学设计能力，发展教学设计与组织实施能力。[11]

与此同时，针对信息科技教师的培训，需要完善国家、省、市、县多级培训机制，构建迭代更新、动态升级的培训项目体系。首先，国家级培训项目由教育部直接领导和规划，组建由课程标准研制组、修订组核心成员以及信息科技教育专家构成的团队，对培训管理者和培训者实施培训，提升各地培训规划与实施能力，为各省、市培养专家团队和优秀种子教师。其次，各省、市、县根据课程标准要求和本地实际，稳步、逐级推进教师全员培训工作，确保每位教师在使用课程标准之前参与一轮专项培训。应进一步探索国家级智慧教育平台支持下的新型教师培训方式，组织国家级等高水平队伍建设信息科技教学案例视频体系，可供培训研修和双师教学共同使用。有条件的情况下，还可以积极引入大学相关专业和信息科技企业对信息科技师资培训的帮助，通过多方力量集结，为信息科技教师提供更新课程知识、拓宽技术视野的支持。

(三) 落实信息科技实验室建设

科学性与实践性结合的信息科技课程离不开信息科技实验室的建设，离不开数字化学习环境的保障与支持。为确保信息科技课程的有效开展和实施，每所学校必须建设信息科技实验室。信息科技实验室的建设，首先需要有利于学生开展信息科技探索与实践的学习环境，并能够对学生动手体验、深度参与、设计制作、系统搭建等方面提供有力的支持。而信息科技实验室的建设类型，可以包括数据实验室、互联网实验室、物联网实验室、虚拟仿真实验室、人工智能实验室等，能够有效支持信息科技典型实验。[12]通过构建标准化、科技化、开放化、面向全体学生的信息科技实验室，全面支撑学生动手实践、创新研究与科学思维发展。

《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》通过数字素养、核心素养水平、内容标准、学业质量标准的一体化研制，构建了明确有效的课程体系。面向未来，如何有效落实课程标准，将受到学段衔接、教师能力、学习环境等多方面因素的综合影响，加强各方面的积极探索与先试先行成为当前的迫切任务。面对充满挑战与希望的数字时代，期待义务教育信息科技课程为学生们的未来奠基，为培养新一代时代新人奠基。