指向高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的教學(xué)研究

繆高平 張婷婷

摘要：《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）要求全面提升全體高中學(xué)生的信息素養(yǎng)，依據(jù)新課標(biāo)要求，在實(shí)施新教材的過(guò)程中如何培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，成為高中信息技術(shù)教師需要解決的問(wèn)題。本文以《大數(shù)據(jù)及其應(yīng)用》一課為例，闡述在教學(xué)實(shí)踐研究中如何培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);核心素養(yǎng);大數(shù)據(jù)

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2022）14-0044-03

普通高中信息技術(shù)課程是一門旨在全面提升學(xué)生信息素養(yǎng)，幫助學(xué)生掌握信息技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)與技能、增強(qiáng)信息意識(shí)、發(fā)展計(jì)算思維、提高數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力、樹(shù)立正確的信息社會(huì)價(jià)值觀和責(zé)任感的基礎(chǔ)課程。新課標(biāo)指出，學(xué)生要主動(dòng)參與數(shù)字化工具的學(xué)習(xí)和運(yùn)用，同時(shí)在運(yùn)用過(guò)程中做到積極理解，把握數(shù)據(jù)、信息與知識(shí)之間的相互關(guān)系;此外，要主動(dòng)感知和發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)在日常生活的廣泛存在以及對(duì)人們的影響。鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)具體的學(xué)習(xí)任務(wù)，親歷數(shù)字化學(xué)習(xí)的過(guò)程，在實(shí)際的操作中感悟數(shù)字化工具和資源的優(yōu)勢(shì);鼓勵(lì)學(xué)生聯(lián)系生活，并根據(jù)實(shí)際需求，恰當(dāng)選擇軟件平臺(tái)或工具對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析，同時(shí)做到合理保護(hù)數(shù)據(jù)。因此，本文以新教材《必修1 數(shù)據(jù)與計(jì)算》第五章中的《大數(shù)據(jù)及其應(yīng)用》一課為例，闡述在實(shí)際的教學(xué)實(shí)踐中，如何培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

基于教學(xué)實(shí)踐，增強(qiáng)學(xué)生的信息意識(shí)

信息意識(shí)強(qiáng)的人可以自覺(jué)主動(dòng)尋求恰當(dāng)?shù)姆绞絹?lái)獲取、處理信息，并且能夠分析出數(shù)據(jù)承載的信息及其意義?；诮虒W(xué)實(shí)踐，學(xué)生信息意識(shí)的增強(qiáng)，需要教師的引導(dǎo)與啟發(fā)，教師需要設(shè)計(jì)適合的場(chǎng)景，提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生尋找合適的方式來(lái)解決問(wèn)題。

在《大數(shù)據(jù)及其應(yīng)用》一課中，教師引導(dǎo)學(xué)生尋找合適的工具體驗(yàn)非結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)——圖片大數(shù)據(jù)（如下頁(yè)圖1）。校園中的植物花草隨處可見(jiàn)，但能說(shuō)出名字的卻很少，借助拍照識(shí)花APP可以幫助我們解決這個(gè)問(wèn)題。教師設(shè)計(jì)了兩個(gè)小活動(dòng)，第一個(gè)活動(dòng)由教師演示完成，拍攝屏幕上的花草圖片進(jìn)行識(shí)別，第二個(gè)活動(dòng)由學(xué)生互動(dòng)完成，拍攝實(shí)際的盆栽進(jìn)行識(shí)別（手機(jī)識(shí)別界面同屏到計(jì)算機(jī)上）。在完成互動(dòng)之后引導(dǎo)學(xué)生思考拍照識(shí)花APP背后的技術(shù)支持是什么，在思維碰撞中發(fā)現(xiàn)這其中可能涉及圖片大數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)等，進(jìn)而得知拍照識(shí)花APP是圖片大數(shù)據(jù)的一個(gè)應(yīng)用。

體驗(yàn)非結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)——音頻大數(shù)據(jù)（如下頁(yè)圖2）。校園里每天都播放歌曲鈴聲，學(xué)生對(duì)這些歌曲鈴聲很熟悉，但不能說(shuō)出名字，基于此筆者設(shè)計(jì)了學(xué)生與手機(jī)APP一起PK猜歌名的游戲，選取的三首歌曲分別是《相信自己》《被風(fēng)吹過(guò)的夏天》《最美的期待》，通過(guò)三輪PK逐漸顯現(xiàn)APP的優(yōu)勢(shì)。接著設(shè)計(jì)一個(gè)互動(dòng)游戲，即學(xué)生哼唱，手機(jī)APP識(shí)別歌名。在互動(dòng)游戲中，幫助學(xué)生體驗(yàn)音頻大數(shù)據(jù)的應(yīng)用。

圖片大數(shù)據(jù)和音頻大數(shù)據(jù)的體驗(yàn)活動(dòng)主要是為了引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)尋找合適的技術(shù)手段來(lái)解決學(xué)習(xí)生活中的實(shí)際問(wèn)題。

基于教學(xué)實(shí)踐，鍛煉學(xué)生的計(jì)算思維

計(jì)算思維良好的人能夠在信息活動(dòng)中快速分析問(wèn)題，并綜合運(yùn)用各種信息資源形成合理的問(wèn)題解決方案。新教材中Python程序設(shè)計(jì)的引入，有助于培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。但在其他教學(xué)內(nèi)容中，教師也可以設(shè)計(jì)相應(yīng)的環(huán)節(jié)以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。例如，在《大數(shù)據(jù)及其應(yīng)用》一課的“體驗(yàn)非結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)”環(huán)節(jié)，教師可以設(shè)計(jì)利用Python分析文本大數(shù)據(jù)的內(nèi)容，學(xué)生在體驗(yàn)文本大數(shù)據(jù)的同時(shí)，可以鍛煉計(jì)算思維。以《全唐詩(shī)》為例，首先通過(guò)一組數(shù)字說(shuō)明《全唐詩(shī)》屬于文本大數(shù)據(jù)，再呈現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析《全唐詩(shī)》的部分結(jié)果，如《全唐詩(shī)》中出現(xiàn)最多的字、最多的季節(jié)、最多的顏色、最多的情感等，與學(xué)生的已有認(rèn)知形成比較，然后引導(dǎo)學(xué)生思考還能從《全唐詩(shī)》中挖掘出哪些信息，以激發(fā)學(xué)生的求知欲（如圖3）。

教師引導(dǎo)學(xué)生利用Python程序語(yǔ)言，調(diào)用接口函數(shù)，完成對(duì)唐詩(shī)300首文本數(shù)據(jù)的分析（如圖4）。6項(xiàng)分析內(nèi)容為：①詞云顯示唐詩(shī)標(biāo)題中出現(xiàn)頻次最高的詞，引導(dǎo)學(xué)生將部分詞放進(jìn)stopwords列表中，再生成詞云會(huì)發(fā)現(xiàn)這些詞不再出現(xiàn)在詞云中，這就是大數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)清洗過(guò)程;②圖案詞云顯示唐詩(shī)正文中最常見(jiàn)的詞，第一個(gè)目的是揭秘網(wǎng)絡(luò)上常出現(xiàn)的各種圖案詞云是怎么來(lái)的，第二個(gè)目的是引導(dǎo)學(xué)生利用大數(shù)據(jù)分析文本為學(xué)習(xí)提供幫助;③餅圖呈現(xiàn)唐詩(shī)類型占比;④柱形圖呈現(xiàn)唐詩(shī)中作品數(shù)排名前10的詩(shī)人;⑤柱形圖呈現(xiàn)你想知道的詞在唐詩(shī)中的占比，如“梅蘭竹菊”、十二生肖等;⑥柱形圖呈現(xiàn)唐詩(shī)中經(jīng)常出現(xiàn)的地名（這個(gè)是通過(guò)對(duì)詞性分析得出的結(jié)果）。

為讓學(xué)生得到良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，將學(xué)生的分析結(jié)果自動(dòng)上傳至服務(wù)器，與此同時(shí)教學(xué)網(wǎng)站上以學(xué)生姓名直觀呈現(xiàn)，這一過(guò)程能讓學(xué)生親身體驗(yàn)大數(shù)據(jù)技術(shù)分析處理的過(guò)程。通過(guò)對(duì)唐詩(shī)文本大數(shù)據(jù)的分析，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想到利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)其他文學(xué)作品進(jìn)行分析，為文學(xué)研究提供一個(gè)新的路徑。

基于教學(xué)實(shí)踐，讓學(xué)生學(xué)會(huì)數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新

能進(jìn)行數(shù)字化學(xué)習(xí)并且具備創(chuàng)新能力的人，在掌握數(shù)字化學(xué)習(xí)系統(tǒng)、學(xué)習(xí)資源與學(xué)習(xí)工具操作技能的同時(shí)，可以自主選擇適合自己的形式進(jìn)行學(xué)習(xí)，如自主學(xué)習(xí)、協(xié)同合作等，在學(xué)習(xí)中主動(dòng)分享知識(shí)與創(chuàng)新創(chuàng)造。筆者通過(guò)教學(xué)實(shí)踐認(rèn)為，高中信息技術(shù)課堂應(yīng)該成為學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)的練兵場(chǎng)。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師應(yīng)作為輔助者，給予學(xué)生適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和幫扶，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等，鍛煉和培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力、合作學(xué)習(xí)能力以及創(chuàng)新能力。學(xué)生在整個(gè)過(guò)程中通過(guò)尋找書(shū)本、課件、網(wǎng)絡(luò)等資源和平臺(tái)解決實(shí)際問(wèn)題，同時(shí)學(xué)會(huì)根據(jù)課堂所學(xué)舉一反三、知識(shí)遷移，發(fā)散思維。

數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新貫穿《大數(shù)據(jù)及其應(yīng)用》整節(jié)課。例如，在利用Python分析自己想知道的詞在唐詩(shī)300首中的占比時(shí)，教師演示了“春夏秋冬”四字的占比，引導(dǎo)學(xué)生分析“梅蘭竹菊”、十二生肖等字詞。從學(xué)生分析的結(jié)果可以看出，有學(xué)生分析了校名“天一中學(xué)”四字在唐詩(shī)中的占比，也有學(xué)生修改了柱形圖的顏色（如圖5），這是思維的發(fā)散，完成了創(chuàng)新的第一步。

基于教學(xué)實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生擔(dān)負(fù)信息社會(huì)責(zé)任

在信息快速發(fā)展的時(shí)代，需要公民具備信息安全與信息社會(huì)責(zé)任。作為一名信息時(shí)代的合法公民，學(xué)生還需具有一定的信息安全意識(shí)與能力，遵守信息法律法規(guī)和信息社會(huì)的道德與倫理。教師在實(shí)際的教學(xué)中，要通過(guò)如播放視頻、討論等多種形式，合理巧妙地啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生逐步形成并承擔(dān)信息社會(huì)責(zé)任。

例如，在《大數(shù)據(jù)及其應(yīng)用》一課的教學(xué)中，筆者在課堂導(dǎo)入、體驗(yàn)結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)和體驗(yàn)非結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)等環(huán)節(jié)展現(xiàn)了大數(shù)據(jù)及大數(shù)據(jù)的應(yīng)用給生活學(xué)習(xí)工作帶來(lái)的很多便利，但也明確不能忽視大數(shù)據(jù)時(shí)代的信息安全問(wèn)題。同時(shí)，通過(guò)一則視頻（《大數(shù)據(jù)時(shí)代我們是否還會(huì)有隱私？》）引發(fā)學(xué)生思考，引導(dǎo)學(xué)生正視大數(shù)據(jù)技術(shù)帶來(lái)的影響，注意保護(hù)自己的信息安全，同時(shí)也要科學(xué)合理地使用大數(shù)據(jù)技術(shù)，遵循信息社會(huì)道德規(guī)范，擔(dān)負(fù)起信息社會(huì)責(zé)任。

總結(jié)

在新課程、新教材背景下，普通高中信息技術(shù)教師需要把更多的課堂時(shí)間交給學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與并掌握自主學(xué)習(xí)的方法，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的內(nèi)在需要。此外，教師還需要引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生利用信息技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題，鍛煉發(fā)散思維，逐步培養(yǎng)創(chuàng)新能力，擔(dān)負(fù)起信息社會(huì)的責(zé)任。

參考文獻(xiàn)：

中華人民共和國(guó)教育部.普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2017.