用好實驗教學基本目錄，落實數(shù)字素養(yǎng)與技能培養(yǎng)

摘要：本文分析了《中小學實驗教學基本目錄（2023年版）》（以下簡稱《基本目錄》）的制訂原則，梳理了《基本目錄》的整體框架與特點，并結(jié)合信息科技課程實施，提出了《基本目錄》的應用策略與使用建議，以便幫助廣大信息科技教師更好地發(fā)揮《基本目錄》的作用，讓信息科技課程在培養(yǎng)全民數(shù)字素養(yǎng)與技能方面發(fā)揮應有的價值。

關(guān)鍵詞：信息科技；實驗教學；基本目錄

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2024）21-0000-04

教育部發(fā)布的《中小學實驗教學基本目錄（2023年版）》（以下簡稱《基本目錄》）首次列出了信息科技課程小學、初中、高中三個學段的實驗教學基本目錄，這也是國家在落實信息科技這一門全新課程時所制訂的配套政策。因此，用好《基本目錄》，是全體信息科技教師面臨的一個新課題。

信息科技實驗教學基本目錄整體架構(gòu)

信息科技課程作為一門全新的課程，其課程性質(zhì)和課程內(nèi)容，都有了很大的變化，教學方式與方法也有別于信息技術(shù)。此次頒布的《基本目錄》，有助于信息科技教師快速把握課程內(nèi)容，尤其是使得學科活動設(shè)計有了明確的依據(jù)。廣大教師要用好《基本目錄》，首先要理解其整體結(jié)構(gòu)，領(lǐng)會其設(shè)計理念。

1.信息科技實驗教學基本目錄設(shè)計依據(jù)

（1）國家制定的一系列政策文件

國家針對實驗教學出臺的一系列文件精神，是制訂實驗教學基本目錄的重要依據(jù)。例如，《國務院辦公廳關(guān)于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見》（國辦發(fā)

〔2019〕29號）中指出要“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(shè)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”。又如，《教育部關(guān)于加強和改進中小學實驗教學的意見》（教基

〔2019〕16號）中明確指出實驗教學是國家課程方案和課程標準規(guī)定的重要教學內(nèi)容。

（2）課程方案與課程標準

《普通高中課程方案（2017年版2020年修訂）》明確提出要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，要使其具備在真實情境下動手解決問題的能力?！读x務教育課程方案（2022年版）》中更進一步提出要變革育人方式，加強學科實踐，強調(diào)要“做中學”“用中學”“創(chuàng)中學”。

依據(jù)課程方案提出的理念和精神，《普通高中信息技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》對實踐活動與核心素養(yǎng)培養(yǎng)提出了更明確的要求：教師要從“學會操作”的課堂價值取向轉(zhuǎn)向“形成學科核心素養(yǎng)”的價值訴求，引導學生從實際生活中發(fā)現(xiàn)項目素材，培養(yǎng)學生的信息意識；在“嘗試→驗證→修正”的“試錯”過程中，發(fā)展學生的計算思維；引導學生在自主尋求項目實施所需知識和技能的過程中形成數(shù)字化學習與創(chuàng)新能力，在項目成果的推介交流中提升信息社會責任?！读x務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱“義教新課標”）對實驗教學的方式方法做了詳細指導：“要注重把握數(shù)字化學習的特點，合理利用數(shù)字化平臺、工具和資源，運用線上實驗、模擬、仿真等方式，引導學生自主學習、合作學習；要注重發(fā)揮數(shù)字化學習跨時間跨地域、隨時隨地等優(yōu)勢，強化信息科技學習的認知基礎(chǔ)，注重基本概念和基本原理學習，探索‘場景分析—原理認知—應用遷移’的教學?！?/p>

2.信息科技實驗教學基本目錄整體結(jié)構(gòu)分析

《基本目錄》在小學、初中、高中三個學段都做了詳細的實驗教學設(shè)計。雖然三個學段的學生特點不同，教學內(nèi)容差異也較大，但是實驗教學基本目錄的整體結(jié)構(gòu)一致，即按“主題—課標要求—基本實驗活動”進行組織（如下表），這樣的組織形式，既有清晰的層次結(jié)構(gòu)，又便于教師快速找到課標內(nèi)容與實驗活動的對應關(guān)系，從而準確把握教學要求。

其中，“主題”分為兩級：一級主題、二級主題。一級主題主要分兩類：課標中各內(nèi)容模塊、跨學科主題。義教新課標中將學習內(nèi)容明確按照4個學段進行規(guī)劃，每個學段包括2個內(nèi)容模塊和4～5個跨學科主題學習項目，因此，在小學、初中信息科技實驗教學的基本目錄中，一級主題按模塊和跨學科主題學習項目進行設(shè)計，高中信息技術(shù)則按必修模塊和選擇性必修模塊進行劃分。二級主題是根據(jù)一級主題進行設(shè)計的，是對每個模塊主要核心內(nèi)容的概括，或是相關(guān)學段的各個跨學科主題項目。

“課標要求”則是根據(jù)“二級主題”，將課標各模塊的相關(guān)內(nèi)容要求分類呈現(xiàn)，或直接引用各學段跨學科主題名稱，從而確保課標中所有內(nèi)容要求或跨學科主題全覆蓋。

“基本實驗活動”則是《基本目錄》的核心部分，其根據(jù)每一條“課標要求”設(shè)計了若干個基本實驗或?qū)嵺`活動，這些實驗活動可以分為驗證性實驗、探究性實驗、創(chuàng)新應用性實驗和虛擬仿真實驗等類型。[1]

信息科技實驗教學基本目錄設(shè)計原則

1.發(fā)揮信息科技課程育人價值

信息科技課程是培養(yǎng)當代學生數(shù)字素養(yǎng)和技能的基礎(chǔ)課程，義教新課標在設(shè)計課程內(nèi)容時，圍繞信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任四個方面制訂了清晰、準確的育人目標[2]，在設(shè)計實驗活動時，也緊緊圍繞課程總目標，以核心素養(yǎng)培養(yǎng)為主要方向，精心構(gòu)建各學段實驗內(nèi)容，科學設(shè)計指向各核心素養(yǎng)的活動，力求保證學生在經(jīng)歷所有實驗活動后，數(shù)字素養(yǎng)與技能都得到全面培養(yǎng)和提升。在《基本目錄》整體架構(gòu)中，雖然沒有明確指出哪個實驗能培養(yǎng)學生哪些核心素養(yǎng)，但在進行“基本實驗活動”內(nèi)容描述時，已將能培養(yǎng)的核心素養(yǎng)包含在實驗活動中，初中段實驗活動“9.使用互聯(lián)網(wǎng)工具或資源開展數(shù)字化學習，并創(chuàng)作、分享數(shù)字作品”指向“數(shù)字化學習與創(chuàng)新”素養(yǎng)的培養(yǎng)、高中段實驗活動“17.安全防范常用技術(shù)的體驗與實施”直指“信息社會責任”素養(yǎng)的提升。當然，多數(shù)實驗活動的綜合性較強，能培養(yǎng)的核心素養(yǎng)也都是綜合的，尤其是跨學科主題類的活動，往往4個核心素養(yǎng)都會涉及。例如，小學段的“62.設(shè)計與搭建小型開關(guān)系統(tǒng)”“63.設(shè)計與搭建小型擴音系統(tǒng)”及初中段的“27.‘向世界介紹我的學校’創(chuàng)意項目設(shè)計與實現(xiàn)”“29.在線數(shù)字氣象站的搭建與應用”等，這些跨學科主題項目都能很好地體現(xiàn)出信息科技實驗活動所特有育人價值，讓學生在解決真實情境下的真實問題時，自然而然地提升核心素養(yǎng)。

2.體現(xiàn)“科”與“技”并重的學科特點

信息科技是現(xiàn)代科學技術(shù)領(lǐng)域的重要部分[3]，義教新課標參考了國內(nèi)外一系列信息科技的前沿研究成果，立足信息科技應用，以信息科技基本概念和基本原理為基礎(chǔ)，以提升學生知識遷移能力和學科思維水平為課程實踐方向，體現(xiàn)了“科”與“技”并重的特征。[4]科技導向的課程設(shè)計，更注重讓學生站在認識世界、理解世界的角度，培養(yǎng)和提升學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。因此，《基本目錄》的實驗活動設(shè)計，有大量數(shù)字化的驗證性實驗和探究性實驗，學生利用數(shù)字化手段做數(shù)字化實驗，既可以在活動中領(lǐng)會信息科技原理，又能提升數(shù)字素養(yǎng)和技能。

3.遵循數(shù)字時代的學生認知發(fā)展規(guī)律

在當前人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)飛速發(fā)展的時代，數(shù)字技術(shù)對社會發(fā)展產(chǎn)生的影響越來越大，學生所處的生活環(huán)境也是日新月異，學生從小學成長到高中，不僅自身的變化很大，環(huán)境對學生成長的影響也很明顯。因此，針對不同學段、不同成長經(jīng)歷的學生，設(shè)計的信息科技實驗活動都有較強的適切性和可擴展性，體現(xiàn)出各個年齡階段學生的認知特征和思維特點。在小學一、二學段，多數(shù)以體驗類的實踐活動為主，以學生在生活中的感知、認識為基礎(chǔ)；隨著學生知識和技能水平的積累，在小學中高年級，逐步增加探索、驗證、辨別等實驗活動；在初中第四學段，開始增加原理認知、遷移創(chuàng)新類的實驗活動；到了高中，則更加強調(diào)在真實情境下，在解決真實問題過程中，合理運用信息科技學科原理和各類數(shù)字化工具，并遵守信息社會道德規(guī)范和科技倫理。

4.突出信息科技課程的實踐性與綜合性

信息科技課程具有很強的實踐應用性，因此，《基本目錄》的實驗設(shè)計必須充分發(fā)揮這一課程特點，讓學生充分感受學習的魅力、知識的價值。即使在第一學段，一、二年級也設(shè)計了一系列與學生的學習和生活密切相關(guān)的活動，如“1.認識并使用生活中的數(shù)字設(shè)備（移動終端、可幫助學習的電子設(shè)備等）”“3.利用數(shù)字設(shè)備記錄自己的見聞和想法（拍照、錄像、語音記錄等）”“4.利用數(shù)字設(shè)備輔助學習（識字、朗讀等）”等，這些活動既有明顯的信息科技知識學習內(nèi)容，也能夠讓學生初步感受到信息科技就身邊，信息科技可以幫助人們更好地學習和生活。

“實驗基本目錄”使用策略與建議

實驗教學是國家課程方案和課程標準規(guī)定的重要教學內(nèi)容，也是本輪課程改革強化科學教育與實踐教學，促進育人方式改革的重要途徑之一。[5]信息科技作為科學教育中培養(yǎng)學生數(shù)字素養(yǎng)與技能的核心課程，加強實驗教學也是落實課程標準的重要舉措。但是作為一門新興課程，信息科技每周課時非常有限，1、2、9年級還沒有獨立課時，3～8年級按課時比例算下來，平均每周也只有1課時，因此，用好《基本目錄》，精心設(shè)計每一節(jié)課，周密安排學生活動就顯得非常重要。

1.充分利用現(xiàn)有軟硬件設(shè)施保證驗證性實驗的開展

我國進入本世紀以來，大力發(fā)展教育信息化，全國多數(shù)中小學校都已建設(shè)了計算機教室，互聯(lián)網(wǎng)也已接入每一所中小學校，實現(xiàn)了“校校通”“班班通”。因此，充分利用現(xiàn)有設(shè)施設(shè)備，在已有計算機教室基礎(chǔ)上，適當添置一些必要的器材，可以保證多數(shù)驗證性實驗的開展。例如，小學信息科技中的實驗活動“48.針對簡單問題設(shè)計求解算法”“49.利用程序設(shè)計對算法進行驗證”及初中信息科技中的實驗活動“3.互聯(lián)網(wǎng)應用中各種數(shù)據(jù)的組織”“4.網(wǎng)頁的編輯與發(fā)布”等，這些實驗活動利用已有的計算機教室及相關(guān)軟硬件配置都可以實施。

2.通過各種途徑助力開展探究性實驗

信息科技在現(xiàn)代生活中的應用無處不在，學生在校內(nèi)校外、課內(nèi)課外接觸數(shù)字化工具的機會也越來越多，因此，信息科技實驗活動不一定局限于在課堂上實施，尤其是一些體驗性、探究性實驗，可以讓學生在課堂上習得必要知識和技能后，在課外嘗試學以致用。

3.積極創(chuàng)造條件實施創(chuàng)新應用性實驗

義教新課標在內(nèi)容模塊設(shè)計時，參考了大量國內(nèi)外最新的信息科技前沿技術(shù)，用數(shù)據(jù)、算法、網(wǎng)絡(luò)、信息處理、信息安全、人工智能六條邏輯主線組織了整個課程結(jié)構(gòu)，大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)貫穿了學習全過程[6]。有些實驗活動對實驗環(huán)境、實驗設(shè)備提出了新要求，如有關(guān)人工智能算法與算力的應用體驗、有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計與實現(xiàn)、有關(guān)自主可控技術(shù)的應用等，這些新型實驗活動的開展都需要有相應的實驗環(huán)境或器材，傳統(tǒng)的計算機教室已不能滿足實驗要求，因此需要各級教育行政部門、學校及社會力量大力支持，積極創(chuàng)造條件。有條件的地區(qū)或?qū)W校，也可以與互聯(lián)網(wǎng)新興企業(yè)聯(lián)合，利用公益力量創(chuàng)設(shè)實驗環(huán)境。

4.創(chuàng)設(shè)數(shù)字化環(huán)境開設(shè)虛擬仿真實驗

信息科技課程的實驗活動有些會受時間和空間限制，還有些會對實驗條件要求較高。虛擬仿真實驗可以突破時空限制，能夠最大程度模擬真實實驗的過程和結(jié)果，尤其是隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)水平也越來越高，有很多產(chǎn)品在設(shè)計、生產(chǎn)的各個階段也會先借助虛擬仿真技術(shù)進行測試和驗證，然后再投入真正的生產(chǎn)。因此，充分發(fā)揮信息科技課程特點，借助互聯(lián)網(wǎng)上大量的數(shù)字化工具和各類在線平臺[7]創(chuàng)設(shè)出虛實結(jié)合的實驗環(huán)境，不僅可以培養(yǎng)學生的數(shù)字素養(yǎng)與技能，還可以最大程度彌補當前由城鄉(xiāng)差異、數(shù)字鴻溝造成的實驗條件差異，助力義教新課標的落實。

《基本目錄》的頒布，是我國落實義教新課標的有效手段，為我國全民數(shù)字素養(yǎng)與技能培養(yǎng)創(chuàng)設(shè)了很好的基礎(chǔ)，只要廣大學校和教師能夠因地制宜，根據(jù)本地實際情況，合理規(guī)劃實驗活動，充分利用課前、課堂、課后時間，努力創(chuàng)造條件，創(chuàng)新實驗技術(shù)，就能真正提升學生解決真實情境中的復雜問題能力和完成真實任務能力。

參考文獻：

[1][3]中華人民共和國教育部.《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》[S].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2]黃榮懷，熊璋.義務教育信息科技課程標準（2022年版）解讀[M].北京：北京師范大學出版社，2022.

[4]李鋒，李冬梅，魏雄鷹，等.發(fā)展關(guān)鍵能力 提升數(shù)字素養(yǎng)與技能——《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》的內(nèi)容設(shè)計與實施建議[J].教師教育學報，2022，9（04）：55-62.

[5]中華人民共和國教育部.義務教育課程方案（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022.

[6]魏雄鷹，朱莎，鐘戰(zhàn)華.義教信息科技課程學業(yè)質(zhì)量標準研究[J].中國電化教育，2023（07）：85-90.

[7]中小學信息科技學科學習平臺[EB/OL].[2023-7-26].https：//zjit.forclass.net/Home/.