盤點(diǎn)2021信息技術(shù)教育·理念篇

2021年，在后疫情時(shí)代，教育信息化呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢(shì)：STEM課程的深層次探討與構(gòu)建、人工智能教育課程體系的不斷完善、各學(xué)科與信息技術(shù)教育的融合、教育均衡的優(yōu)質(zhì)深入發(fā)展……一年一度的年末回顧，我們將結(jié)合雜志這一年的關(guān)注重點(diǎn)，對(duì)本年度的專題、對(duì)話以及部分欄目進(jìn)行盤點(diǎn)，希望借此為每一位讀者勾勒更清晰的回顧線索。

課程的構(gòu)建

漫談中小學(xué)人工智能教育

魏寧：人工智能課程體系這一概念拓寬了人工智能教育的路徑，讓我們看到了實(shí)踐中的更多可能性。這讓我想起了2017年7月8日，國務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》在“加快培養(yǎng)聚集人工智能高端人才形成”中強(qiáng)調(diào)了要“完善人工智能教育體系”，其中，“鼓勵(lì)高校在原有基礎(chǔ)上拓寬人工智能專業(yè)教育內(nèi)容，形成‘人工智能+X復(fù)合專業(yè)培養(yǎng)新模式，重視人工智能與數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、社會(huì)學(xué)、法學(xué)等學(xué)科專業(yè)教育的交叉融合”。雖然這一人工智能人才培養(yǎng)新模式針對(duì)的是高等教育，但其“人工智能+X”的復(fù)合專業(yè)培養(yǎng)模式，顯然值得基礎(chǔ)教育借鑒。只不過，這里的X需要我們?cè)诨A(chǔ)教育的框架內(nèi)重新加以定位。

柳棟：這種課程建設(shè)的起點(diǎn)，應(yīng)該是對(duì)人工智能知識(shí)體系的梳理。如同對(duì)“人工智能課程究竟是應(yīng)該單一學(xué)科實(shí)現(xiàn)，還是應(yīng)該多學(xué)科廣域融合”這一問題的回答，除了要對(duì)課程相關(guān)政策進(jìn)行梳理，還必須建立在對(duì)人工智能知識(shí)體系的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上。也就是說，課程相關(guān)政策給了我們實(shí)施的空間，但究竟應(yīng)該如何科學(xué)設(shè)置課程，還必須厘清人工智能的知識(shí)體系，從人工智能的知識(shí)體系出發(fā)，來看它的實(shí)施途徑。

中小學(xué)編程教學(xué)與Python編程

語言教學(xué)：理念、原則與策略

魏寧：對(duì)于算法而言，算法策略是一種更高站位上的視角。因?yàn)樗惴ú呗允窃谒惴ㄔO(shè)計(jì)中所使用的問題求解的策略，也是計(jì)算思維最直接、最具體的體現(xiàn)形式。相對(duì)具體的案例，教師該如何在自己的教學(xué)中選擇算法策略呢？

樊磊：在中小學(xué)編程教育中的算法教學(xué)里，常見的算法策略和它們用于處理的任務(wù)主要有：迭代（也稱為循環(huán)）——用于處理重復(fù)性的任務(wù);遞歸——用于完成迭代的一種高效方法;蠻力法——在沒有更好的辦法，而且計(jì)算資源（時(shí)間和空間）允許的前提下，可以嘗試采用的求解問題的方法;回溯——用于測(cè)試不可行的選擇，目的在于盡可能排除這類選擇。此外，啟發(fā)式方法使用所有可用的背景信息，以期合理地縮短求解時(shí)間;分治法是求解困難問題時(shí)“化難為簡、化大為小”的基本策略;動(dòng)態(tài)規(guī)劃策略用于嘗試識(shí)別并記憶求解過程中的重復(fù)性步驟，從而避免無用的重復(fù)計(jì)算或浪費(fèi)資源;定界的目的則是盡量確定解的邊界，以縮小求解范圍。

STEM教育內(nèi)涵及

學(xué)校STEM課程的構(gòu)建

江豐光：STEM課程一般以工程設(shè)計(jì)為核心，有意地整合科學(xué)、技術(shù)、數(shù)學(xué)等學(xué)科的知識(shí)，進(jìn)行有效的跨學(xué)科教學(xué)。目前，STEM教育一般以基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)、基于問題的學(xué)習(xí)、基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)、5E教學(xué)模式、6E教學(xué)模式等為主要學(xué)習(xí)方式。在國外，基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)是一種非常重要的學(xué)習(xí)方式，非常重視學(xué)生真實(shí)情境下的學(xué)習(xí)，重視真實(shí)問題的解決，重視工程與產(chǎn)品設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)社會(huì)效益。

陳磊：您剛才提到的這些教學(xué)模式我們?cè)谡n程設(shè)計(jì)時(shí)用得比較多的是6E教學(xué)模式、5E教學(xué)模式、基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)、基于問題的學(xué)習(xí)四種。在一個(gè)大的STEM主題課程中，一般采用基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)形式，在課程內(nèi)容較多時(shí)，可以將其細(xì)分為幾個(gè)小主題課程，每個(gè)主題都可以采用5E教學(xué)模式、6E教學(xué)模式、基于問題的學(xué)習(xí)等模式。其中，5E教學(xué)模式適用于偏科學(xué)探究類的課程，6E教學(xué)模式適用于偏工程領(lǐng)域的課程，基于問題的學(xué)習(xí)適用于學(xué)科學(xué)習(xí)或者真實(shí)問題解決的課程。在指導(dǎo)學(xué)校實(shí)施STEM課程時(shí)，我們針對(duì)6E教學(xué)模式的各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)了具體的實(shí)施要點(diǎn)。除了教學(xué)模式，STEM的腳手架設(shè)計(jì)也是非常重要的。

跨學(xué)科融合

探索科創(chuàng)教育教學(xué)新模式

科學(xué)是什么？科學(xué)的本質(zhì)是什么？我們究竟是在學(xué)習(xí)一些現(xiàn)成的觀點(diǎn)，還是在探究這些觀點(diǎn)的過程中去學(xué)習(xí)？下一代的科學(xué)教師應(yīng)該長什么樣子？科學(xué)與技術(shù)教育、科學(xué)與創(chuàng)新教育之間有什么樣的關(guān)系？2010年開始的數(shù)字科學(xué)家項(xiàng)目作為一種本土實(shí)踐，給這些問題提供了一種有說服力的回答。遠(yuǎn)遠(yuǎn)看去，科學(xué)領(lǐng)域中的學(xué)科教育似乎與信息技術(shù)學(xué)科融合成了一個(gè)自然的整體，但是放眼十年甚至二十年以后的中國教育的更為豐富的實(shí)踐，我們現(xiàn)在對(duì)數(shù)字科學(xué)家計(jì)劃十年的一種總結(jié)，是不是仍然只能畫一個(gè)逗號(hào)，而科創(chuàng)教育更為廣闊的“藍(lán)?！彼坪蹙驮谘矍啊１酒趯ｎ}我們將走進(jìn)“數(shù)字科學(xué)家計(jì)劃”項(xiàng)目，去感受面向未來的科學(xué)教育的時(shí)代力量。

為了所有人的數(shù)據(jù)素養(yǎng)：

數(shù)據(jù)科學(xué)教育

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨，數(shù)據(jù)逐漸成為影響社會(huì)發(fā)展的重要因素。大英圖書館發(fā)布的2015-2023年發(fā)展報(bào)告《不斷生長的知識(shí)：大英圖書館2015-2023戰(zhàn)略》指出：“我們正處于數(shù)據(jù)創(chuàng)造、分析、開發(fā)的大數(shù)據(jù)時(shí)代?！睌?shù)據(jù)科學(xué)涉及從不同來源收集數(shù)據(jù)的許多方法和技術(shù)的領(lǐng)域，從中可以提取一些有意義的見解來解決現(xiàn)實(shí)世界的問題。數(shù)據(jù)科學(xué)是一個(gè)多學(xué)科領(lǐng)域，需要數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等不同領(lǐng)域的技能。迎接數(shù)據(jù)生活時(shí)代，我們需要進(jìn)一步提升所有社會(huì)公民的數(shù)據(jù)素養(yǎng)。數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育要從中小學(xué)開始啟動(dòng)，因此，數(shù)據(jù)科學(xué)教育要盡早融入中小學(xué)教育體系，而融入信息技術(shù)課程體系是最為關(guān)鍵的途徑。為了使廣大讀者能夠?qū)χ行W(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)教育有所了解，我們組織了數(shù)據(jù)科學(xué)教育系列專題，著眼于數(shù)據(jù)科學(xué)教育的課程與教學(xué)。本期內(nèi)容對(duì)高中數(shù)據(jù)科學(xué)教育體系進(jìn)行了梳理，并提供了教學(xué)實(shí)踐案例。

數(shù)據(jù)科學(xué)教育：

學(xué)科視角與國際比較

當(dāng)數(shù)據(jù)科學(xué)教育已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì)，如何設(shè)計(jì)和實(shí)施數(shù)據(jù)科學(xué)教育就顯得尤為重要。在三月的專題里，我們梳理了目前信息技術(shù)教育中數(shù)據(jù)科學(xué)教育的現(xiàn)有體系。當(dāng)我們審視當(dāng)下，發(fā)現(xiàn)需要進(jìn)一步提升視野，望向更遠(yuǎn)的將來。數(shù)據(jù)科學(xué)教育到底應(yīng)該怎么走，到底應(yīng)該如何實(shí)施，這些都迫切需要專家引領(lǐng)和國際視野。因此，本期持續(xù)關(guān)注數(shù)據(jù)科學(xué)教育，力圖通過更高、更遠(yuǎn)和更深的視角進(jìn)行深入探討。

本期我們邀請(qǐng)了華東師范大學(xué)王榮良教授暢談他對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)教育與信息技術(shù)教育的深度看法，其高屋建瓴的視角將引領(lǐng)我們從課程發(fā)展邏輯的角度去理性看待數(shù)據(jù)科學(xué)教育;我們也邀請(qǐng)了無錫市教育信息化管理服務(wù)中心的鈕新顏老師從國際比較的視角向我們?nèi)娴亟榻B了國際上數(shù)據(jù)科學(xué)教育狀況。數(shù)據(jù)科學(xué)教育不單是傳授應(yīng)用技能，更需要在數(shù)據(jù)思維培養(yǎng)上多下功夫，因此，我們邀請(qǐng)了杭州市富陽區(qū)的王敏軍和葛素兒兩位老師給我們提供了“數(shù)據(jù)”大概念統(tǒng)攝的信息技術(shù)教學(xué)思路和案例。

信息技術(shù)與黨史教育：

助推與融合

2021年，是中國共產(chǎn)黨成立100周年。今年2月，中共中央印發(fā)《關(guān)于在全黨開展黨史學(xué)習(xí)教育的通知》。隨后，教育部決定在中小學(xué)組織開展“從小學(xué)黨史 永遠(yuǎn)跟黨走”主題教育活動(dòng)。而信息技術(shù)與黨史教育的融合，則為黨史教育帶來了不一樣的色彩。

一方面，信息技術(shù)可以有力助推黨史教育的開展。習(xí)近平總書記多次指出：開展黨史學(xué)習(xí)教育“要注重方式方法創(chuàng)新”，而信息技術(shù)正是推動(dòng)黨史教育創(chuàng)新的重要引擎。信息技術(shù)對(duì)青少年的天然吸引力，可以充分調(diào)動(dòng)和激發(fā)其學(xué)習(xí)黨史的積極性、主動(dòng)性，同時(shí)為我們呈現(xiàn)出一個(gè)更有朝氣、更有活力也更加時(shí)尚的黨史教育。另一方面，黨史教育中的內(nèi)容、元素還可以與中小學(xué)信息技術(shù)課程有機(jī)融合，《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》就明確提出“課程內(nèi)容有機(jī)融入革命文化和社會(huì)主義先進(jìn)文化教育內(nèi)容”。黨史教育無疑為課程提供了鮮活的文化素材，有助于實(shí)現(xiàn)學(xué)科的德育滲透。

教育均衡發(fā)展

南京“鼓樓e學(xué)?！?/p>

——混合式學(xué)習(xí)推進(jìn)教育均衡發(fā)展

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的成熟、5G通信系統(tǒng)的不斷完善，新技術(shù)對(duì)教育方式產(chǎn)生了多維度的影響?；旌蠈W(xué)習(xí)在在線學(xué)習(xí)的資源支撐和學(xué)習(xí)方式培育下進(jìn)入教育本體，成為主要學(xué)習(xí)方式之一，進(jìn)而形成了混合學(xué)習(xí)空間概念，促進(jìn)義務(wù)教育均衡發(fā)展。基于學(xué)科學(xué)習(xí)、項(xiàng)目學(xué)習(xí)等的混合式學(xué)習(xí)方式，體現(xiàn)出混合空間學(xué)校的跨界性、強(qiáng)交互性、新社群性三大新特征，讓學(xué)習(xí)關(guān)系重新組合、學(xué)習(xí)空間重新構(gòu)建、學(xué)習(xí)技能重新定位?；旌蠈W(xué)習(xí)空間融合多種教育資源，利用多種方式進(jìn)行?；诮逃饣l(fā)展的混合空間學(xué)習(xí)如何借助新媒體、新技術(shù)落地？如何打破壁壘創(chuàng)設(shè)更優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)空間？成為信息人面對(duì)的重要命題。

作為教育強(qiáng)區(qū)，江蘇省南京市鼓樓區(qū)擁有優(yōu)質(zhì)的教育資源。能夠輻射教育優(yōu)勢(shì)，突破地域限制，讓更多義務(wù)教育階段的學(xué)生享受優(yōu)質(zhì)資源的服務(wù)，成為社會(huì)各界對(duì)鼓樓教育提出的要求。對(duì)此，鼓樓區(qū)通過混合學(xué)習(xí)模式的創(chuàng)新研究與實(shí)踐探索，給出了自己的答卷。

教育優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展中的

互聯(lián)網(wǎng)力量

義務(wù)教育的質(zhì)量持續(xù)提升與均衡發(fā)展已經(jīng)成為進(jìn)入新的歷史時(shí)期后我國教育事業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)工作?；ヂ?lián)網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)與普及應(yīng)用，使其成為國家和地方在教育優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展規(guī)劃中重要的決策因素與實(shí)施載體。本期專題結(jié)合先行試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，梳理互聯(lián)網(wǎng)在教育優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展中的推進(jìn)路徑，展示典型案例，希望在規(guī)劃思路、應(yīng)用模式、實(shí)施途徑等方面為同類實(shí)踐提供啟發(fā)。

教師專業(yè)發(fā)展

為教師信息化素養(yǎng)

提升之路點(diǎn)一盞燈

根據(jù)教育部《關(guān)于實(shí)施全國中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0的意見》要求，到2022年，構(gòu)建以校為本、基于課堂、應(yīng)用驅(qū)動(dòng)、注重創(chuàng)新、精準(zhǔn)測(cè)評(píng)的教師信息素養(yǎng)發(fā)展新機(jī)制，基本實(shí)現(xiàn)“三提升一全面”的總體發(fā)展目標(biāo)，特別強(qiáng)調(diào)要求整校推進(jìn)、全員參與，建立適應(yīng)學(xué)校發(fā)展需求的教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升新模式，激發(fā)教師提升信息技術(shù)應(yīng)用能力的內(nèi)生動(dòng)力，有效提高教育教學(xué)質(zhì)量。

同時(shí)，人工智能、大數(shù)據(jù)、5G等新一代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，也為教育信息化注入了新的活力。那么，教師應(yīng)該如何提升自己的信息素養(yǎng)？本期專題，我們將從信息技術(shù)教學(xué)應(yīng)用的五個(gè)可能趨勢(shì)、人工智能“專任”教師需要怎樣的核心素養(yǎng)，以及“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代教師專業(yè)發(fā)展等相關(guān)問題展開，以期能為教師信息化素養(yǎng)提升之路點(diǎn)一盞燈。

智慧校園建設(shè)

從建環(huán)境到創(chuàng)生態(tài)：

智慧校園建設(shè)新樣態(tài)

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)開始走入教育領(lǐng)域，智慧校園的建設(shè)與應(yīng)用成為當(dāng)前我國教育信息化發(fā)展的重要組成部分。智慧校園建設(shè)逐漸成為中小學(xué)校建設(shè)熱潮，但“建而不用”“重管理輕教學(xué)”等誤區(qū)也在不斷地出現(xiàn)。智慧校園并不是建設(shè)了環(huán)境和配備了軟硬件就可以了，而是要讓環(huán)境與課程、教學(xué)、管理有機(jī)融為一體，成為一個(gè)全新的教育信息化新生態(tài)。宜興市湖濱實(shí)驗(yàn)學(xué)校長期致力于智慧校園建設(shè)與應(yīng)用工作，系統(tǒng)設(shè)計(jì)并形成了獨(dú)特的智慧校園湖濱樣態(tài)，實(shí)現(xiàn)了從智慧校園邁向“智慧育人”的新發(fā)展階段。本期專題，我們將從頂層規(guī)劃、智慧管理、智慧教學(xué)、家校共育、科創(chuàng)課程等不同方面，系統(tǒng)呈智慧校園湖濱樣態(tài)。

隨著學(xué)習(xí)情境識(shí)別與環(huán)境感知、校園移動(dòng)互聯(lián)、學(xué)習(xí)分析等技術(shù)的逐步興起和應(yīng)用，智慧校園已從一種理念慢慢成為現(xiàn)實(shí)，但要實(shí)現(xiàn)真正意義上的“智慧”校園，還需要一個(gè)漫長的過程。只有站在生態(tài)系統(tǒng)的視角全力推進(jìn)智慧校園建設(shè)與應(yīng)用，才會(huì)在教育改革與創(chuàng)新的路上走出信息化的新篇章。