加強實驗教學研究 促進課程目標達成

摘 要：《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》和《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》的頒布為中小學信息科技（信息技術）課程的發(fā)展起到了巨大的推動作用。信息技術新課程倡導學生在“做中學”“用中學”“創(chuàng)中學”，實驗教學正是踐行這一新課程理念的有效途徑?！吨行W實驗教學基本目錄（2023年版）》中包含了小學、初中信息科技和高中信息技術學科的基本實驗與實踐活動，為規(guī)范和促進中小學信息科技/信息技術實驗教學提供了參考依據(jù)，進一步助推深化了我國信息科技/信息技術課程與教學改革。

關鍵詞：信息科技；信息技術；實驗教學；教育裝備；信息素養(yǎng)

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《高中新課標》）和《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》在原有標準的基礎上，重新定義了信息技術課程的育人價值，大大拓寬了課程內容，融入了更多信息技術發(fā)展新成果。課程標準在多個教學模塊中都要求學校創(chuàng)設實驗環(huán)境，引導學生在實際操作中掌握相關技術應用的技能，理解操作背后的技術原理和思想方法。新課程對教學方式和教學裝備的配備提出了新的要求。

在教育部相關部門的領導下，《中小學實驗教學基本目錄（2023年版）》的正式頒布，是保證新課程順利實施的重要條件。

一、編制目的與依據(jù)

《中小學實驗教學基本目錄（2023年版）》中的《普通高中信息技術實驗教學基本目錄》（以下簡稱《信息技術實驗目錄》）的編制以落實《國務院辦公廳關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見》關于“改進科學文化教育，統(tǒng)籌課堂學習和課外實踐，強化實驗操作”“積極探索基于情境、問題導向的互動式、啟發(fā)式、探究式、體驗式等課堂教學，注重加強課題研究、項目設計、研究性學習等跨學科綜合性教學，認真開展驗證性實驗和探究性實驗教學”[1]的要求為宗旨?！缎畔⒓夹g實驗目錄》參照了《教育部關于加強和改進中小學實驗教學的意見》中關于“綜合運用觀察、觀測、模擬、體驗、設計、編程、制作、加工、飼養(yǎng)、種植、參觀、調查等多種方式，促進傳統(tǒng)實驗教學與現(xiàn)代新興科技有機融合，切實增強實驗教學的趣味性和吸引力，提高實驗教學質量和效果”“注重加強實驗教學與多學科融合教育、編程教育、創(chuàng)客教育、人工智能教育、社會實踐等有機融合”[2]的要求?！缎畔⒓夹g實驗目錄》以《高中新課標》為依據(jù)，每個基本實驗活動都對應了《高中新課標》的學業(yè)質量標準、教學內容要求或教學建議，以最大限度滿足高中信息技術新課程教學要求，滿足當前和未來培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和核心素養(yǎng)的新要求，滿足系統(tǒng)推進育人方式改革和學科教育教學活動的需要，促進裝備配備與課程、教材、教學、評價深度融合，促進高中信息技術課程的高質量實施為目標。

《信息技術實驗目錄》嚴格遵照《高中新課標》的要求進行編制，廣泛參考了各版本教材的內容，對教學內容覆蓋面廣；標準編制過程中充分吸納了課程專家和學科任課教師的意見，力求最大程度反映國內外信息技術教育研究的最新成果，融合新技術，反映新時代特征。

《信息技術實驗目錄》注重體現(xiàn)《高中新課標》在核心素養(yǎng)落實、課程框架設計、學科大概念構建、教學策略與方法選擇，在學科特征把握上，繼承了原有課程的基礎性、綜合性、實踐性特點，同時充分展現(xiàn)信息技術學科的理論性、科學性、專業(yè)性，突出信息技術學科獨特的育人價值。

《信息技術實驗目錄》在教學目標定位上與《高中新課標》要求完全一致，以全面提升全體高中學生信息素養(yǎng)作為總目標，強調信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任四個核心要素互相支持，互相滲透，共同構成學生的信息素養(yǎng)；在學科核心素養(yǎng)的基礎上以數(shù)據(jù)、算法、信息系統(tǒng)、信息社會四個學科大概念，構建起一個相對完善的學科課程框架結構。實驗內容涉及《高中新課標》設置的所有教學模塊，便于學校開展必修、選擇性必修與選修模塊教學，適應學生的個性化發(fā)展需求。

二、編制基本原則

（一）基礎性原則

《信息技術實驗目錄》立足信息技術課程的基礎性特征，選擇影響范圍廣、方便實施、對保證教學效果影響力大的教學實踐活動，共列出了81個基本實驗活動。基本實驗活動的選擇面向全國普通高中學校，以滿足教學要求為基本原則，兼顧技術發(fā)展與學?，F(xiàn)實條件，不以實驗裝備所含高精尖技術為主要追求。如“編碼方案設計”活動，對應課程標準“在具體感知數(shù)據(jù)與信息的基礎上，描述數(shù)據(jù)與信息的特征，知道數(shù)據(jù)編碼的基本方式”的要求，以設計和驗證編碼方案的可行性、合理性，認識編碼規(guī)則的意義為主要目標，不需要依托復雜昂貴的信息技術裝備，可以采用“不插電”的方式開展活動。

（二）系統(tǒng)性原則

《高中新課標》通過學科核心素養(yǎng)和學科大概念建起了完整的學科課程框架和學科知識體系，學科各模塊之間相互關聯(lián)，相互支撐、相互補充。《信息技術實驗目錄》列出的基本實驗活動，包含高中信息技術必修模塊、選擇性必修模塊和選修模塊全部教學模塊的基本教學內容，與學科教材、教學指導用書、學案、微課、教學課件等課程資源共同構成學科教學內容的載體。

（三）實踐性原則

實驗教學是實踐性教學的一種組織形式。加強信息科技實驗教學可以提升學生的實踐能力和動手能力[3]。實驗教學的主要特征是學生利用儀器設備，在人為控制條件下，引起實驗對象的變化，通過觀察、測定和分析，獲得知識與發(fā)展能力。

借鑒傳統(tǒng)科學課程實驗教學成熟經驗，信息技術學科實驗教學在突出實踐性教學特征的基礎上，教學內容與教學方式有所拓展和延伸。雖然傳統(tǒng)理科實驗中邊界清晰的封閉性實驗依然是主流，但實驗類型也在發(fā)生變化，體驗實驗、調查實驗、探究實驗、設計實驗、應用實驗等開放性、綜合性實驗在不斷擴充，學科實驗的邊界正在不斷擴大[4]。

《信息技術實驗目錄》中涉及的學生活動形式包括觀察、觀測、調查、模擬、設計、驗證、制作、加工、編程等，所有這些活動都是建立在學生主動參與、親身經歷、動手實踐基礎上的，而純粹理論推導、科幻、暢想等思維活動，不在《信息技術實驗目錄》收錄范圍內。

（四）客觀性原則

《信息技術實驗目錄》強調信息技術實驗教學中科學知識、科學方法的客觀性、真實性，要求實驗現(xiàn)象在現(xiàn)實物理世界中真實發(fā)生，有明確的研究對象，能得到確定的實驗結果，在相同條件下實驗現(xiàn)象可重復實現(xiàn)。

信息技術課程注重學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力的培養(yǎng)，激發(fā)學生的創(chuàng)新潛能，但信息技術課程中注重培養(yǎng)的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力與文學、藝術課程中的創(chuàng)新、創(chuàng)造不同，是建立在科學和實踐基礎上的；信息技術課程中注重學生在實踐中獲得親身體驗、感受，但這種體驗、感受也是建立在真實的實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)、實驗結論基礎上的，不是憑空想象而來的，學生的主觀感受是第二位的。

《信息技術實驗目錄》中列出的大部分實驗活動，盡可能明確實驗采用的方法、工具、結論或成果，如“用網絡調查問卷采集數(shù)據(jù)”“用網絡爬蟲采集網絡數(shù)據(jù)”“利用數(shù)據(jù)對比分析法分析數(shù)據(jù)并完成報告”。

有些實驗活動的表述雖然簡單，但這些活動的基本內容、活動方式、學習目標，廣大一線教師在多年的教學實踐中基本已達成共識，如“搭建小型無線網絡”“遞歸算法應用”。

（五）開放性原則

信息技術發(fā)展變化速度快，《信息技術實驗目錄》考慮了實驗裝備的開放性、通用性以及配套與升級方面的需要。所有基本實驗均可在多種不同的軟硬件平臺上開展，不與具體的產品型號、品牌綁定，方便與其他相關教育教學活動相互融通、整合，支持多種教學裝備。

《信息技術實驗目錄》既包含了“枚舉算法應用”等經典計算機算法應用，又包含“人工智能工具的可靠性驗證”等體現(xiàn)新技術發(fā)展、時代特征明顯的實驗活動。

三、編制過程與方法

《信息技術實驗目錄》編制小組遵照教育部有關領導的指示，首先統(tǒng)一思想，明確目錄編制的意義，深入研究《高中新課標》的理念、各模塊教學要求；然后查閱教學裝備文獻、骨干教師教學案例、教學視頻等相關資料；在通覽已通過教育部審定的各版本高中教材，梳理統(tǒng)計各類教學實驗和學科實踐活動的基礎上，羅列實驗活動列表，并對列表進行對比、歸類、取舍，形成目錄草稿；之后在課程標準研制專家、省市學科教研員、一線骨干教師中進行走訪、座談，開展調研，形成初步方案；最后對方案進行進一步細化、完善，形成最終方案。

《信息技術實驗目錄》在編制過程中主要使用了文獻研究法、對比研究法、專家調查法。

四、使用建議

（一）通過實驗教學體現(xiàn)信息技術課程育人價值

在以往的教學實踐中，信息技術課程的工具性、人文性、綜合性受到了廣泛關注，也得到了較為充分的發(fā)揮。在新一輪的課程改革中，信息技術課程正在向“信息科技”課程逐漸轉向，課程的科學屬性越來越受到重視。信息技術課程中不僅包括軟硬件操作技能訓練，還蘊含著豐富、系統(tǒng)的學科知識、處理問題的特殊與一般方法，以及深刻的學科思維，如計算思維、邏輯思維、效率思維、工程思維，其中很多內容在信息技術學科中獨具特色。信息技術實驗教學的開展非常有利于信息技術課程獨特育人價值的發(fā)揮。

《信息技術實驗目錄》突出體現(xiàn)信息技術實驗教學主要特征———利用信息技術工具（包括各種計算機、信息系統(tǒng)、網絡設備和平臺、系統(tǒng)軟件和應用軟件等），為學習信息科技知識、原理、方法，發(fā)現(xiàn)或驗證信息科學規(guī)律，遵照科學規(guī)范，通過觀察、測量、調查、統(tǒng)計、分析、模擬、編程、搭建、運行、調試、檢測等方式，以獲取直接經驗為首要目標，進而培養(yǎng)創(chuàng)新實踐、解決問題等一系列能力，提升信息素養(yǎng)的特殊實踐活動。

（二）優(yōu)先解決信息技術實驗教學發(fā)展中的主要問題

信息技術實驗教學形式多樣、功能各異，按不同分類標準可以分為驗證性實驗、探究性實驗、創(chuàng)新應用性實驗、虛擬仿真實驗，或作品導向型實驗、知識導向型實驗等多種類型。

受綜合實踐活動課程的影響，在以往的教學中，信息技術課程內容豐富、教法靈活，學習主題來源廣泛，與社會活動熱點結合緊密，強調運用信息技術工具解決現(xiàn)實生活中的實際問題，這些都為信息技術課程價值的實現(xiàn)提供了有力支撐。在繼續(xù)發(fā)揚這些年實踐積累下來的優(yōu)勢的同時，我們也應看到，信息技術課程體系結構不夠合理，學科特征不夠突出，實驗教學的目標、內容、方式、方法、流程、結果都不夠明確，評價標準不一，教學形式多樣、學生活動充分，但教學實效欠佳。因此，在未來新課程實施過程中，各層級教研部門和一線教師，有必要對信息技術實驗教學加大研究力度，進一步梳理實驗教學的功能、特征，首先對各模塊基本實驗的目標、內容、方式、方法以及評價標準逐步加以細化和規(guī)范，集中力量彌補長期信息技術教學實踐中在實驗教學方面的缺失，優(yōu)先解決信息技術實驗教學發(fā)展中的主要問題，再對不同類型的實驗提出有針對性的建議，豐富信息技術實驗教學的內涵，然后在此基礎上進一步拓展實驗目錄，以適應不同層級學校和學生的差異化需求，進一步落實和提升信息技術課程育人價值。

（三）借鑒其他學科教學經驗服務課程目標

信息技術課程發(fā)展時間短，在實驗教學方面研究相對薄弱，有必要借鑒物理、化學、生物等學科在實驗教學方面的成熟經驗，積極嘗試、探索分組實驗、演示實驗、隨堂實驗、課外實驗等實驗教學規(guī)律，充分利用信息技術優(yōu)勢，引導學生在實驗中圍繞數(shù)據(jù)、算法、信息系統(tǒng)、信息社會等學科大概念展開探究，以掌握信息技術知識技能，實踐信息技術學科思想方法為首要目標，培養(yǎng)并提升信息素養(yǎng)。

（四）加強信息技術實驗室建設

高中信息技術新課程的開展需要依托于多種教學平臺、系統(tǒng)以及軟硬件資源的支撐，學校在滿足各種有形教學硬件裝備的同時，應充分考慮到軟件資源和教學環(huán)境的配備。建議有關部門盡快頒布《普通高中信息技術裝備配置標準》，與《信息技術實驗目錄》配合使用。建議有條件的學校積極設立信息技術課程實驗室，并同時采取高效、便捷的管理措施，加強教學裝備的維護、保養(yǎng)和及時更新，為信息技術實驗教學的順利開展提供有力保障。

（五）在實驗教學中注重求真務實精神培養(yǎng)

求真務實是科學精神的起源，是質疑意識培養(yǎng)的根基。實驗教學應從客觀存在的真實現(xiàn)象、學生親身觀測、測量的真實數(shù)據(jù)出發(fā)，以問題為載體，通過引導學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、提出假設、搜集證據(jù)、說理證明，并在此過程中獲得知識，形成自主學習、合作探究的能力；通過展示交流拓展問題解決思路，通過檢測驗證，檢驗學習效果，從而形成高效的學習氛圍。課堂上應鼓勵學生提出問題、暴露問題，進而獲得新知、提升思維，培養(yǎng)追求真理的執(zhí)著精神。課堂上要注意問題的分層，在內容、難度上形成不同的層次，以滿足不同基礎學生的差異化需求。

參考文獻：

[1]國務院辦公廳.國務院辦公廳關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見[ EB/ OL]. http：/ / www. moe. gov. cn/ jyb_xxgk/ moe_1777/ moe_ 1778/ 201906/ t20190619_386539. html.

[2]教育部.關于加強和改進中小學實驗教學的意見[EB/ OL]. http：/ / www. moe. gov. cn/ srcsite/ A06/ s3321/ 201911/ t20191128_409958. html.

[3]魏雄鷹.加強信息科技實驗教學 發(fā)揮信息科技育人價值[ EB/ OL]. http：/ / www. moe. gov. cn/ jyb _ xwfb/ moe_2082/ 2023/ 2023_zl24/ 202311/ t2023112 3_1091836. html.

[4]鐘柏昌.高中信息技術必修課實驗與實驗室建設探索[J].中國電化教育，2019（3）：16-21.

（責任編輯：邢西深）