深入理解义务教育信息科技课程特征，助力教学方式转变

□李 伟

1982 年，教育部决定在五所大学的附属学校开设计算机选修课的试验，由此开始了我国中小学计算机普及教育的历程[1]。四十年过去了，信息技术教育越来越受到人们的重视。《义务教育信息科技课程标准（2022 年版）》［以下简称《课程标准（2022 年版）》］的出台，标志着信息科技课程进入了一个新的发展期。《课程标准（2022 年版）》围绕核心素养，体现课程性质，倡导真实性学习，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，提升数字素养与技能。[2]

一、理解《课程标准（2022 年版）》倡导的课程目标

我们处在一个信息化快速发展的时代，新技术、新应用层出不穷，特别是人工智能的强势发展，更使众多的传统生产领域发生了翻天覆地的变化。在这样一个时代，社会对人才培养的目标必然也随之发生变化。

《课程标准（2022 年版）》指出：义务教育阶段信息科技课程坚持落实立德树人的根本任务，培养学生核心素养，促进学生数字素养与技能的提升。通过课程学习，学生应树立正确的价值观，初步具备应用信息科技解决问题的能力，养成合作与探究的习惯，自觉践行信息社会责任，为成为信息社会的合格公民打下基础。学科核心素养是课程育人价值的集中体现，学生核心素养的培养对学生的终身发展具有不可替代的作用。它能使学生在变化发展的环境中具有敏感性，可以从容地面对技术发展所带来的变化，适应时刻变化发展的社会生活。

（一）信息科技课程注重创新精神与实践能力的培养

信息科技的发展史是一部创新史。信息技术从以计算机为核心的时代，到以互联网为核心的时代，到以数据为核心的时代，再到以人工智能为先驱的时代，从来不囿于已有的知识与原理，而是在不断的变革与创新中发展壮大。可以说，没有创新就没有信息技术的今天。信息科技在创新的过程中，也衍生出了诸多创新方法与思路。学生通过学习可以充分感受这种创新精神，并对今后的学习与工作产生影响。《课程标准（2022年版）》指出，信息科技课程具有基础性和实践性，旨在引导学生在数字化生活与学习的情境中开展真实性学习和跨学科学习。积极创新教与学的方式，鼓励学生在“做中学”“创中学”。教师应在教学中创设丰富的真实情境，设置项目学习式任务，引导学生经历抽象和自动化等问题的求解过程。教育者应将知识建构、技能培养与思维发展融入到运用数字化工具解决问题和完成任务的过程中。学生在活动中不断探究与思考，在实践中进一步检验创新思维成果的正确性，实现思维的发展。

（二）信息科技课程重视数字化社会生存能力的培养

信息科技的发展创造了全新的数字化环境，它在给人们带来便利的同时，也带来了一些不和谐的现象。在这种背景下，如何不受有害信息的侵害，有效地保护自己，如何正确认识网络的虚拟性，在现实空间与虚拟空间中均能遵守信息法律法规、遵守公共规范，将变得尤为重要。同时，人们对于信息科技创新所产生的新观念和新事物，还必须具备积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力。

（三）信息科技课程关注问题抽象与解决能力的培养

算法是为了解决现实问题而产生的，而现实问题往往都是“结构不良好”的问题。从“非良构”到“良构”，需要经历一个抽象与建模的过程，由此才能发挥计算机快速运算的能力。可以说，算法实现的过程就是抽象与建模的过程。抽象与建模是计算机解决问题的难点，也是其魅力所在，同时它还是计算机解决问题的必由之路。抽象的过程需要学生将具体的现实情境转化为相对独立的组成部分，提炼出本质属性；建模的过程需要学生将抽象以后的现实问题用模型来描述其因果关系或相互关系，而后设计算法来解决问题。这种独特的思维过程有助于提升学生的思维品质，帮助其建立合理的逻辑体系。

二、理解信息科技课程的科学体系

课程目标决定了课程的体系结构。《课程标准（2022年版）》从课程整体知识架构、各年段内容模块以及跨学科主题等方面对信息科技课程的科学体系进行了界定。

《课程标准（2022 年版）》按照学生的认知特征和信息科技课程的知识体系，提炼了数据、算法、网络、信息处理、信息安全、人工智能六条逻辑主线，吸纳了国内外信息科技的前沿成果，以此来构建具有时代特征的信息科技课程的科学体系。此外，《课程标准（2022年版）》在界定各年段课程目标的基础上，明确了课程各年段的内容模块。课程共分四个学段，包含九大模块：信息交流与分享、信息隐私与安全、在线学习与生活、数据与编码、身边的算法、过程与控制、互联网应用与创新、物联网实践与探究、人工智能与智慧社会。同时，《课程标准（2022 年版）》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内容模块，建议展开“数字设备体验”“数据编码探秘”“小型系统模拟”“互联智能设计”四大主题的跨学科学习，每个大主题下分设多个子主题供教师弹性选用。

科学的体系结构决定了信息科技课程的学习是基于思维培养的学习，而非仅仅是基于知识的学习。知识是基础，脱离了知识的学习就是空中楼阁。但仅有知识的学习是远远不够的，尤其是在网络技术与人工智能日益发达的当今世界。《课程标准（2022 年版）》指出了信息科技课程特有的四个学科核心素养：信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。信息科技课程正是以知识学习为基础，以思维提升为目标的。如算法知识的学习，用什么语言、编写怎样的代码不是最终的目标，在用程序语言解决问题的过程中，逐步培养起来的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力以及与之相关的信息社会责任才是信息技术课程真正的价值所在。

三、构建与时俱进的教学方式

为更好地达成信息科技课程科学体系结构的学习，教师必须在教学环境、教学工具、教学方法以及评价模式上进行突破。

（一）创设软硬兼备的教学环境

信息技术包含软件与硬件，硬件是由电子元器材组成的功能性物质基础，软件是驱动硬件以实现相应功能的灵魂。学生既要学习相关硬件知识，如运算器、控制器、存储设备、输入输出设备、网络设备、传感器等，还要兼顾软件的学习，如网络通信的使用与安全防范、数据的采集与整理、分析与应用、算法的分析与实现、人工智能的原理与实现等。与此同时，学生还必须建立起软硬件相结合的思维，将其作为一个整体来考虑，逐步形成软硬兼备、系统性考虑问题的良好思维品质。

（二）建构数字与现实相融合的教学

我们生活在现实世界，同时也生活在数字世界，这是数字时代的特征之一。《课程标准（2022年版）》指出，要促进学生在数字世界与现实世界中健康成长。在课程内容的学习过程中，学生不仅要利用所学知识和技能解决现实世界中的问题与挑战，还要面临数字世界带来的问题与挑战，因此必须同时兼顾两者的学习。就教学方式而言，在现实空间基于课堂教学的学习是主流，而随着网络通信技术、人机交互技术的不断发展，基于网络的数字化学习在信息科技学习中所占的比重会越来越大。这种数字与现实相结合的学习，对于学生适应未来不断发展的数字时代具有巨大的价值。

（三）注重运用特有的运算符号的教学

符号化的编程语言是算法实现最重要的表达方式，是信息科技课程特有的运算符号。编程语言是人与计算机交互的纽带，正是有了编程语言的发明，人类才可能让计算机完成各种复杂的任务。当今对人们生活与社会发展产生巨大影响的人工智能、虚拟现实、移动通信等技术，其底层都是编程语言在支撑。编程语言有严格的定义与规范，学生通过编程语言的学习，可以形成形式化的表达方式、抽象化的逻辑思维能力、严谨的治学态度。程序控制结构是实现算法的有力保障。编程语言有三种基本控制结构：顺序结构、分支结构、循环结构。这三种控制结构在生活中均可以找到原型。学生通过学习，可以充分体验理论从实践中来，回到实践中去的思想。另外，利用此三种基本控制结构可以解决基本的科学计算问题，也可以演化出复杂的深度学习系统。这种化整为零、由量变引发质变的思想对学生的影响是深远的。信息编码是计算机能够进行运算的先决条件，也是信息科技课程的必学内容之一。计算机对信息进行存储、加工、传递，实际上是对信息的载体数据进行处理。数据的表现形式多样，但不管是哪种形式的数据，最终存储在计算机中的数据都是经过一定规则编码后的二进制数字。在信息技术领域，常见的编码很多，有字符编码、条形码与二维码、声音编码、图像编码、视频编码等，这些不同表现形式之间的转换思想及逻辑，对学生而言意义深远。

（四）开展基于学科核心素养的教学评价

《课程标准（2022 年版）》除了规定义务教育阶段信息科技课程的内容和教学要求，也明确了学业质量标准和学科核心素养学段特征。在信息科技课程的实施过程中，教学评价要和学生的学习过程及成长过程有机融合。教师应加强过程性评价，完善终结性评价，建构基于核心素养的教学评价体系，以学科核心素养学段目标为指向，围绕学业质量要求指标开展教学评价，突出评价育人，发展学生核心素养，为学生创新思维的产生和创造行动的发生奠定基础。

信息科技的发展能促进数字时代的发展，信息科技学习将助力学生挑战未来。在中小学阶段加强信息科技教育，不仅是一个教学问题，更是一个关乎未来社会发展的问题。可以说，信息科技课程由于具有独特的科学体系，在青少年适应数字时代发展的过程中必将发挥无可替代的作用。