拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)導(dǎo)向的義務(wù)教育信息科技課程設(shè)計(jì)策略

《教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)規(guī)劃綱要（2024一2035年）》提出推行科學(xué)素養(yǎng)培育“沃土計(jì)劃”，義務(wù)教育信息科技課程作為重要載體，肩負(fù)著培育創(chuàng)新人才的使命。2022年，教育部修訂的義務(wù)教育課程方案將信息科技課程從綜合實(shí)踐活動(dòng)課程中獨(dú)立出來(lái)，并專(zhuān)門(mén)制定和印發(fā)《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》，強(qiáng)調(diào)信息科技課程以數(shù)據(jù)、算法為主線，著力培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神與數(shù)字素養(yǎng)。

義務(wù)教育信息科技課程可以從兩個(gè)層面助力拔尖創(chuàng)新人才成長(zhǎng)：一是面向有突出科創(chuàng)潛能的學(xué)生提供專(zhuān)業(yè)度更高的學(xué)習(xí)內(nèi)容，為信息科技領(lǐng)域輸送專(zhuān)業(yè)人才；二是面向全體學(xué)生，培養(yǎng)其問(wèn)題解決能力與人工智能應(yīng)用能力。后者主要聚焦計(jì)算思維的培養(yǎng)，更具普適價(jià)值，有助于提升全民創(chuàng)新能力，但當(dāng)前課程實(shí)施存在不足，如人工智能教育內(nèi)容零散、課程結(jié)構(gòu)滯后、教學(xué)方法難以激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新潛能等，因此其課程設(shè)計(jì)亟待優(yōu)化，以更好地滿(mǎn)足拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求。

課程自標(biāo)：從關(guān)注常規(guī)素養(yǎng)到聚焦計(jì)算思維

信息科技課程在拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)中扮演著不可替代的角色，其核心任務(wù)是培育兼具高尚人格、創(chuàng)新潛能和實(shí)踐能力的智慧型人才。義務(wù)教育信息科技課程核心素養(yǎng)包含信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任四個(gè)維度，但在拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)導(dǎo)向下，信息科技課程目標(biāo)需要進(jìn)一步聚焦。

當(dāng)前，我國(guó)正著力突破“卡脖子\"技術(shù)，因此培養(yǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)科技領(lǐng)先的創(chuàng)新型人才已成為國(guó)家戰(zhàn)略需求。以ChatGPT、DeepSeek為代表的人工智能大模型，本質(zhì)上是算法的創(chuàng)新與優(yōu)化。這對(duì)信息科技課程教學(xué)提出了更高要求：不僅要理解算法邏輯，還要具備運(yùn)用算法解決復(fù)雜問(wèn)題的能力2。在義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)中，算法作為第三學(xué)段計(jì)算思維的首要目標(biāo)，充分體現(xiàn)了其在學(xué)科體系中的核心地位。學(xué)生只有具備感知、理解并靈活應(yīng)對(duì)算法的能力，掌握人工智能大模型建構(gòu)與運(yùn)行的基本邏輯，才能在未來(lái)科技競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)主導(dǎo)地位。

在教學(xué)實(shí)踐層面，某中學(xué)以“校園圖書(shū)管理系統(tǒng)”為教學(xué)案例，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維拆解圖書(shū)借閱流程中的數(shù)據(jù)處理需求。學(xué)生通過(guò)分析借閱記錄、預(yù)約規(guī)則等數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)高效的算法模型，實(shí)現(xiàn)了圖書(shū)資源的智能調(diào)配。在此過(guò)程中，學(xué)生不僅掌握了Python編程語(yǔ)言等技術(shù)工具，還學(xué)會(huì)運(yùn)用計(jì)算思維將復(fù)雜問(wèn)題分解為可執(zhí)行的操作步驟，提升了問(wèn)題分析能力與創(chuàng)新解決問(wèn)題能力。類(lèi)似地，在全國(guó)青少年科技創(chuàng)新競(jìng)賽中，許多學(xué)生運(yùn)用信息科技知識(shí)和計(jì)算思維設(shè)計(jì)出智能環(huán)保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、智能交通疏導(dǎo)模型等創(chuàng)新作品，充分展現(xiàn)了運(yùn)用知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐的能力。

在課程設(shè)計(jì)與實(shí)施過(guò)程中，教師要充分考量社會(huì)發(fā)展需求、學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)和學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，將計(jì)算思維與算法素養(yǎng)融人教學(xué)全過(guò)程，真正發(fā)揮信息科技課程在拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的關(guān)鍵作用。

課程內(nèi)容：從側(cè)重技能到“道器并重”

教育發(fā)展進(jìn)程中，信息科技課程正經(jīng)歷從側(cè)重技能培養(yǎng)到“道器并重\"的轉(zhuǎn)型，這一轉(zhuǎn)變對(duì)拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)具有深遠(yuǎn)意義。回顧歷史，2000年我國(guó)頒布的《中小學(xué)信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要（試行）》，將課程重點(diǎn)放在信息獲取、處理與應(yīng)用能力的培育上，這一階段的課程設(shè)計(jì)以工具性技能訓(xùn)練為主。隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，2022年版課程標(biāo)準(zhǔn)將“信息技術(shù)\"更名為“信息科技”，并將人工智能、大數(shù)據(jù)等前沿內(nèi)容納入課程體系，這不只是變更名稱(chēng)，更是校準(zhǔn)課程定位，標(biāo)志著課程內(nèi)容選擇及科學(xué)與技術(shù)關(guān)系的處理成為課程改革的核心議題。

在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域，技術(shù)類(lèi)課程長(zhǎng)期處于邊緣地位。受傳統(tǒng)觀念影響，科學(xué)被視為“道”，是專(zhuān)業(yè)發(fā)展的根基，而技術(shù)僅被當(dāng)作“器”，其教育價(jià)值被嚴(yán)重低估。在傳統(tǒng)的信息科技課堂教學(xué)中，“重技能操作、輕素養(yǎng)培育”的現(xiàn)象普遍存在，導(dǎo)致學(xué)生難以構(gòu)建系統(tǒng)的學(xué)科核心知識(shí)體系，從而制約了其創(chuàng)新思維的發(fā)展。在拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)導(dǎo)向下，如何平衡技能訓(xùn)練、知識(shí)學(xué)習(xí)與創(chuàng)新思維發(fā)展的關(guān)系，成為課程設(shè)計(jì)亟待解決的難題。

信息科技（信息技術(shù)）課程內(nèi)容的選擇歷經(jīng)從技能傳授到知識(shí)普及，再到強(qiáng)調(diào)思維與創(chuàng)新的迭代升級(jí)。在人工智能時(shí)代，批判性思維和創(chuàng)造性思維雖倍受關(guān)注，但基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能仍是人才發(fā)展的根基。只有掌握“雙基”，學(xué)生才具備發(fā)展創(chuàng)新思維、形成學(xué)科素養(yǎng)的條件。因此，教師需突破傳統(tǒng)課程框架，深入思考哪些知識(shí)更契合拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求，進(jìn)而構(gòu)建兼顧社會(huì)生活實(shí)際、系統(tǒng)學(xué)科知識(shí)與學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的課程內(nèi)容體系。

以某中學(xué)信息科技課程設(shè)計(jì)為例。在人工智能單元教學(xué)中，教師以“智能校園安全預(yù)警系統(tǒng)\"為項(xiàng)目載體，采用“原理講解一算法設(shè)計(jì)一實(shí)踐應(yīng)用\"的模式教學(xué)。首先，教師通過(guò)案例分析引入人工智能的基本原理、機(jī)器學(xué)習(xí)算法等核心知識(shí)。隨后，教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用Python編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集模塊、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估算法。在系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化環(huán)節(jié)，學(xué)生結(jié)合校園實(shí)際場(chǎng)景不斷迭代算法模型，有的學(xué)生創(chuàng)新性地引入圖像識(shí)別技術(shù)提升異常行為識(shí)別準(zhǔn)確率，有的學(xué)生利用大數(shù)據(jù)分析、預(yù)測(cè)潛在安全風(fēng)險(xiǎn)。這個(gè)教學(xué)過(guò)程不僅讓學(xué)生掌握了編程技能，還使他們理解了人工智能技術(shù)背后的科學(xué)邏輯，有效激發(fā)了其創(chuàng)新思維，生動(dòng)展現(xiàn)了“道器并重”課程內(nèi)容設(shè)計(jì)對(duì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的顯著成效。

課程實(shí)施：從模仿操練到融會(huì)貫通

信息科技課程的教學(xué)方法與組織形式正從傳統(tǒng)的模仿操練向融會(huì)貫通應(yīng)用轉(zhuǎn)型，以適應(yīng)拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求。早期，信息技術(shù)課程脫胎于計(jì)算機(jī)課程，教學(xué)內(nèi)容局限于辦公軟件、基礎(chǔ)編程等通用工具操作，學(xué)生通過(guò)重復(fù)性模仿練習(xí)掌握計(jì)算機(jī)使用技能，即便后來(lái)信息技術(shù)納人綜合實(shí)踐活動(dòng)課程，填鴨式講授、機(jī)械性操作的傳統(tǒng)教學(xué)仍占主導(dǎo)地位。在人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)加速迭代的今天，面對(duì)培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才的迫切要求，獨(dú)立后的信息科技課程亟需打破固有框架，實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法與組織形式的全面革新。

義務(wù)教育階段培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才重在夯實(shí)基礎(chǔ)、拓寬知識(shí)面、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣與探究欲。信息科技課程教學(xué)可從生活中融合多學(xué)科知識(shí)的信息科技場(chǎng)景人手，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)，并分析和解決問(wèn)題，提高解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。在教學(xué)創(chuàng)新方面，翻轉(zhuǎn)課堂可通過(guò)課前自主學(xué)習(xí)、課中深度研討的方式，將學(xué)習(xí)主動(dòng)權(quán)還給學(xué)生；項(xiàng)目式學(xué)習(xí)以真實(shí)問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)，能推動(dòng)學(xué)生從“做中學(xué)\"\"用中學(xué)\"向\"創(chuàng)中學(xué)\"轉(zhuǎn)變；大單元教學(xué)以核心概念為引領(lǐng)，構(gòu)建“場(chǎng)景分析一原理認(rèn)知一應(yīng)用遷移”的閉環(huán)學(xué)習(xí)路徑，可讓學(xué)生在系統(tǒng)探究的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)化。這些教學(xué)方式都能促使學(xué)生達(dá)到融會(huì)貫通的學(xué)習(xí)狀態(tài)。此外，拓展課堂時(shí)空極為關(guān)鍵，教師可以通過(guò)線上線下混合的方式，借助人工智能開(kāi)展個(gè)性化教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，促使信息科技素養(yǎng)突出的學(xué)生更好地實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)化發(fā)展。

以某中學(xué)“智能校園助手”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為例。教師以校園卡丟失、圖書(shū)館借閱效率低等實(shí)際問(wèn)題為切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生分組開(kāi)展項(xiàng)目實(shí)踐。學(xué)生需運(yùn)用Python編程知識(shí)搭建系統(tǒng)框架，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)建模分析，利用物理原理設(shè)計(jì)智能感應(yīng)裝置，并通過(guò)線上線下結(jié)合的方式查找資料，進(jìn)而調(diào)試實(shí)驗(yàn)。在項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中，學(xué)生不僅掌握了信息科技核心技能，還深入理解了學(xué)科知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，學(xué)會(huì)將編程邏輯、數(shù)學(xué)模型與物理原理有機(jī)融合。最終，學(xué)生設(shè)計(jì)出具備校園卡定位、智能借閱提醒等功能的小程序，實(shí)現(xiàn)了從問(wèn)題提出到方案落地的創(chuàng)新實(shí)踐過(guò)程。同時(shí)，借助在線學(xué)習(xí)平臺(tái)與智能輔導(dǎo)工具，學(xué)生可以自主調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度，獲取個(gè)性化反饋。這充分體現(xiàn)了創(chuàng)新教學(xué)方法與組織形式在拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)上的顯著成效。

課程評(píng)價(jià)：從甄別優(yōu)劣到關(guān)注增值

在拔尖創(chuàng)新人才早期培養(yǎng)中，信息科技課程責(zé)任重大卻挑戰(zhàn)重重。拔尖創(chuàng)新人才的天賦往往聚焦于特定領(lǐng)域且個(gè)體差異顯著，如何精準(zhǔn)識(shí)別與培育學(xué)生的天賦成為課程設(shè)計(jì)的核心難題。實(shí)踐表明，單純開(kāi)設(shè)專(zhuān)門(mén)課程或強(qiáng)化訓(xùn)練，不僅難以激發(fā)學(xué)生潛能，還有可能抑制學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展。因此，信息科技課程評(píng)價(jià)的核心應(yīng)回歸教育本質(zhì)，以激發(fā)和維持學(xué)生的探究與創(chuàng)造欲望為目標(biāo)，通過(guò)合理的激勵(lì)機(jī)制助力學(xué)生更好地發(fā)展其天賦。

課程評(píng)價(jià)需把握兩個(gè)關(guān)鍵方向。其一，緊扣課程目標(biāo)，突出計(jì)算思維核心素養(yǎng)，秉持知識(shí)與思維統(tǒng)一的評(píng)價(jià)理念。教師可引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)還原計(jì)算思維動(dòng)態(tài)過(guò)程、挖掘知識(shí)靜態(tài)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建“計(jì)算概念”與“計(jì)算策略”的雙維度指標(biāo)描述框架，形成多層級(jí)評(píng)價(jià)體系。例如，在算法學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)中，不僅要考查學(xué)生對(duì)排序算法、搜索算法等基礎(chǔ)概念的掌握，還要評(píng)估其在解決復(fù)雜問(wèn)題過(guò)程中靈活運(yùn)用算法策略的能力。其二，摒棄傳統(tǒng)的以分?jǐn)?shù)為導(dǎo)向的甄別式評(píng)價(jià)，推行個(gè)性化增值評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)者需關(guān)注學(xué)生解決問(wèn)題的全過(guò)程，以參與度、創(chuàng)新性和進(jìn)步幅度為主要評(píng)價(jià)依據(jù)，通過(guò)縱向?qū)Ρ劝盐諏W(xué)生成長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，激發(fā)其持續(xù)探究的內(nèi)驅(qū)力。

以某中學(xué)“智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)”項(xiàng)目為例。評(píng)價(jià)時(shí)，教師既考查學(xué)生對(duì)傳感器原理、數(shù)據(jù)采集等計(jì)算概念的掌握程度，又觀測(cè)學(xué)生解決問(wèn)題的策略使用情況。某小組最初提出的定時(shí)灌溉方案存在水資源浪費(fèi)問(wèn)題，在教師引導(dǎo)下，學(xué)生通過(guò)查閱文獻(xiàn)、團(tuán)隊(duì)研討，引入機(jī)器學(xué)習(xí)算法，優(yōu)化了灌溉策略，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)土壤濕度、氣象數(shù)據(jù)精準(zhǔn)灌溉的功能。教師采用增值評(píng)價(jià)，對(duì)比該小組前后方案的創(chuàng)新性、可行性，充分肯定了學(xué)生在算法應(yīng)用、問(wèn)題解決能力上的顯著進(jìn)步，有效激發(fā)了學(xué)生的探究熱情。

此外，義務(wù)教育信息科技課程助力拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)需注意潛在風(fēng)險(xiǎn)。課程設(shè)計(jì)要密切關(guān)注政策動(dòng)態(tài)，如參考聯(lián)合國(guó)教科文組織對(duì)兒童使用AI工具的年齡限制建議，嚴(yán)格遵循我國(guó)對(duì)AI生成內(nèi)容標(biāo)識(shí)審核的相關(guān)規(guī)定，在課程內(nèi)容、教學(xué)工具選擇上筑牢安全防線。同時(shí)，課程設(shè)計(jì)要注重培養(yǎng)學(xué)生的信息社會(huì)責(zé)任，引導(dǎo)其正確認(rèn)識(shí)和使用人工智能技術(shù)，避免陷入技術(shù)依賴(lài)或倫理困境。

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（作者單位：華南師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院）

文字編輯孫愛(ài)蓉