高中信息技術(shù)新教材必修模塊的傳承與創(chuàng)新

廖麗鴛

依據(jù)《普通高中信息技術(shù)課程標準（2017年版）》（以下簡稱新課標）編寫的新教材已正式出版，相比于老教材，新教材在內(nèi)容、技術(shù)與方法三重維度上都有所提升，增加了大量的新技術(shù)，如云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等，課程實施的外部條件和內(nèi)部動力也發(fā)生了巨大改變。因此，一線教師要盡快深入解讀新課標與教材的關(guān)系，轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，思考教什么、如何教、怎樣教。本文將以《必修1》為例進行分析。

● 內(nèi)容層面：繼承學(xué)科本真，創(chuàng)新情境與案例

新課標中規(guī)定高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)由信息意識、計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任四個核心要素組成。相比于舊教材，新教材更注重學(xué)生在信息技術(shù)知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀等方面的綜合表現(xiàn)，這就要求教師將新思想融入老內(nèi)容中。

《必修1》包括“數(shù)據(jù)與信息”“數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用”“算法與程序?qū)崿F(xiàn)”“人工智能”四部分內(nèi)容。從內(nèi)容上看，《必修1》第一章“數(shù)據(jù)與信息”繼承了老教材的內(nèi)容，增加了數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)的概念。

1.創(chuàng)新教學(xué)情境

數(shù)、數(shù)字、數(shù)據(jù)、信息、知識、智能、智慧，這些常見的名詞之間是怎樣聯(lián)系的？它們與技術(shù)的發(fā)展又有怎樣的關(guān)系？教師可以選擇合適的案例與情境，增強情感體驗，引導(dǎo)學(xué)生順利實現(xiàn)知識遷移和應(yīng)用。

情境1：為了孩子，它們連命都不要了。

三只獵豹追捕一只母鹿和兩只小鹿，母鹿為了讓兩只小鹿安全逃跑，無畏地站著，甘愿承受獵豹的撕咬，以換取孩子逃跑的時間。即使被撕碎，母鹿仍紋絲不動，眺望著遠方逃離的小鹿，直至它們安全離開……

情境2：現(xiàn)場拍攝這張照片的攝影師道出實情。

這個故事在網(wǎng)絡(luò)上瘋狂傳播，攝影師艾莉森·巴蒂吉格道出了事情的真相，其實這個故事是被捏造出來的。獵豹突襲，母鹿只是被獵豹的攻擊嚇呆了。

2.情境與案例解讀

情境1中故事和圖片都來源于網(wǎng)絡(luò)，一個感人的故事配以煽情的文字和震撼的圖片，每個人都會被感染。情境2中攝影師告訴我們這是假的。

學(xué)生通過對情境1、情境2的交流、討論、對比分析，不再輕易相信獲取的信息，而是學(xué)會使用合適的方法甄別信息的可靠性和導(dǎo)向性。讓學(xué)生學(xué)會感知、辨別、描述、理解數(shù)據(jù)與信息，并認識到信息技術(shù)對人們生活的影響。

3.核心素養(yǎng)指向

指向1：在運用數(shù)字化工具的學(xué)習(xí)活動中，理解數(shù)據(jù)、信息與知識的相互關(guān)系，認識數(shù)據(jù)對人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊憽?/p>

指向2：針對具體學(xué)習(xí)任務(wù)，體驗數(shù)字化學(xué)習(xí)過程，感受利用數(shù)字化工具和資源的優(yōu)勢。

指向3：根據(jù)任務(wù)需求，選用恰當(dāng)?shù)能浖ぞ呋蚱脚_處理數(shù)據(jù)，完成分析報告，理解對數(shù)據(jù)進行保護的意義。

基于互聯(lián)網(wǎng)的核心素養(yǎng)教學(xué)，以圖像、文字、視頻等多種媒體方式呈現(xiàn)案例與情境，鼓勵學(xué)生積極搜索，自主求證信息的真?zhèn)涡耘c全面性，提升分析問題解決問題的能力，從而形成內(nèi)化的學(xué)科核心素養(yǎng)。

● 目標層面：傳承算法與編程，創(chuàng)新算法應(yīng)用

1.傳承語言共性

VB和Python都是程序設(shè)計語言，它們有自己的語法規(guī)則，也需要閱讀理解，語言之間是有共性的，這就是語言的傳承。

寫代碼和寫作一樣都要遵循一定的規(guī)則和規(guī)律，需要掌握：①邏輯。沒有邏輯的文章會讓人覺得不知所云，同理，沒有邏輯的代碼，會漏洞百出，甚至?xí)斐上到y(tǒng)的嚴重缺陷。②語法。寫作需要遵守語法，包括標點、斷句等，同理，代碼也需要遵守其編程語言的語法，否則無法編譯通過。③模塊與規(guī)劃。寫作時需要對文章的段落和詞句進行規(guī)劃，做到中心明確、層次清晰、突出重點，同理，軟件需要多模塊組成，模塊又包含多個代碼段。

2.傳承算法思想

新教材改用Python語言，但是算法的科學(xué)本真不變，三種基本結(jié)構(gòu)順序、分支、循環(huán)不變，枚舉、排序、查找、遞歸等算法的基本思想不變，用計算機解決問題的一般過程，即抽象與建模—設(shè)計算法—編寫程序—調(diào)試運行程序這一過程不變。

例如，繪制一個正多邊形。

第一步，抽象與建模。核心要素：邊數(shù)n和邊長a;計算模型：畫邊長為a的邊，旋轉(zhuǎn)一定角度（180-d）（[d=（n-2）×180÷n]）。

第二步，設(shè)計算法。①輸入要繪制的正多邊形的邊數(shù)n和邊長a;②計算正多邊形的每個內(nèi)角度數(shù)d，其中d=（n-2）×180÷n;③將以下過程重復(fù)執(zhí)行n遍：畫一條長度為a的線段，再將畫筆方向向左（逆時針）旋轉(zhuǎn)（180-d）度。

第三步，編寫程序（如圖1）。

第四步，調(diào)試運行程序。

新教材中包含了大數(shù)據(jù)處理和人工智能應(yīng)用，大數(shù)據(jù)分析一般可以按“數(shù)據(jù)獲取—數(shù)據(jù)存儲與提取—數(shù)據(jù)預(yù)處理—數(shù)據(jù)建模與分析—數(shù)據(jù)可視化”的步驟來實施，各部分知識點如下頁圖2所示。

現(xiàn)實生活中的數(shù)據(jù)往往有重復(fù)、缺失等，這時候就需要對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，學(xué)會Pandas （Python包）的用法，便能簡單應(yīng)對一般的數(shù)據(jù)清洗。

● 教學(xué)層面：繼承任務(wù)驅(qū)動，創(chuàng)新項目學(xué)習(xí)

1.任務(wù)驅(qū)動項目化

Python是一種面向?qū)ο蠼忉屖接嬎銠C程序語言，教師要幫助學(xué)生具備項目式學(xué)習(xí)思維，能自主地進行學(xué)習(xí)規(guī)劃，明確學(xué)習(xí)任務(wù)，及時按照要求，進行自我學(xué)習(xí)規(guī)劃。

例如，在Python中枚舉是一種類（Enum，IntEnum），存放在enum模塊中。枚舉類型可以給一組標簽賦予一組特定的值，要求學(xué)生通過項目學(xué)習(xí)掌握枚舉算法思想，如定義一個枚舉類，如下頁圖3所示。

完成這一項目可以有很多方法，讓學(xué)生自主探究可以解決此項目的方案。例如，獲取在枚舉類中定義的枚舉成員（如下頁圖4）。

2.線上線下混合學(xué)習(xí)完成項目

項目學(xué)習(xí)需要數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新，目前線上學(xué)習(xí)平臺技術(shù)還不夠成熟，更多的是某種應(yīng)急舉措。部分教師在利用在線平臺實施課程教學(xué)時會出現(xiàn)一些困惑，如將線下課程原封不動地搬到線上，未能及時更新教學(xué)模式和手段。此外，部分教師沒有足夠的信心組織好線上課堂，單純靠加大作業(yè)量來彌補，從而導(dǎo)致線上教學(xué)質(zhì)量與面授存在實質(zhì)差距。

項目學(xué)習(xí)采用線上線下混合模式來進行，能夠起到有益的補充，以便實現(xiàn)更科學(xué)的教學(xué)模式和更有效的教學(xué)手段。

3.核心素養(yǎng)是項目化學(xué)習(xí)的目標

新教材編寫意圖是讓學(xué)生通過項目學(xué)習(xí)提升信息意識、訓(xùn)練計算思維、養(yǎng)成數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的習(xí)慣、信守信息社會的道德與倫理準則。教師在Python學(xué)習(xí)項目構(gòu)建中，對教學(xué)模式應(yīng)用實踐應(yīng)做出科學(xué)分析，使學(xué)生感受到Python學(xué)習(xí)模式構(gòu)建的特色，從而提升學(xué)習(xí)興趣。筆者將新課標教育背景下Python項目學(xué)習(xí)模式實施流程歸納為教學(xué)主題確定、教學(xué)方案設(shè)計、教學(xué)實施準備、教學(xué)過程落實和教學(xué)評價反饋五點。而針對相應(yīng)教學(xué)模式應(yīng)用對策調(diào)整則匯總為主題確定要及時、內(nèi)容設(shè)計要充實、過程實施要科學(xué)和教學(xué)反饋要及時四點。

● 結(jié)語

新課標強調(diào)學(xué)科大概念，要求高中信息技術(shù)教師從內(nèi)容、目標和教學(xué)三個維度去思考如何教學(xué)。從內(nèi)容層面看，新教材將全方位考察學(xué)生的核心素養(yǎng)，及其在信息技術(shù)知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀的綜合表現(xiàn)，因此，對新教材中保留的老內(nèi)容，需要繼承數(shù)據(jù)與信息，創(chuàng)新情境與案例。從目標層面看，雖然新教材中增加了不少新興技術(shù)，但其與舊教材中的算法本質(zhì)是一樣的，因此，教師只需傳承語言的共性和算法的思想，創(chuàng)新算法的應(yīng)用即可。從教學(xué)層面看，新教材以培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)為目標，鼓勵教師采用項目式教學(xué)的方法，同時兼顧傳統(tǒng)的任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)，可根據(jù)實際情況采取線上線下混合學(xué)習(xí)模式。