《義務(wù)教育信息科技教學(xué)指南》實(shí)施的挑戰(zhàn)與突破

2022年4月，教育部頒布了《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》以下簡(jiǎn)稱“課標(biāo)\"）。這是國(guó)家推進(jìn)新時(shí)代教育目標(biāo)和育人模式變革的重要舉措。2024年，《義務(wù)教育信息科技教學(xué)指南》（以下簡(jiǎn)稱“教學(xué)指南”）及配套資源發(fā)布。作為信息科技課程實(shí)施的基準(zhǔn)性參考依據(jù)，教學(xué)指南為教師提供了更為具體的單元規(guī)劃、目標(biāo)指引、活動(dòng)指引和教學(xué)指導(dǎo)，標(biāo)志著信息科技課程的實(shí)施進(jìn)人了新階段。

一、教學(xué)指南實(shí)施的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)

教學(xué)指南作為銜接課標(biāo)與教學(xué)的橋梁，作為“正式的課程”與“運(yùn)作的課程”之間的載體，在實(shí)施時(shí)，教師常常面臨以下三重挑戰(zhàn)。

（一）關(guān)聯(lián)性建構(gòu)的表層化

教師雖然能從教學(xué)指南的具體內(nèi)容中對(duì)照和反觀課標(biāo)，建立二者之間的關(guān)聯(lián)，但是也常常會(huì)陷人“碎片化關(guān)聯(lián)”以及“無(wú)效關(guān)聯(lián)”的困境。具體而言，他們可能停留于對(duì)教學(xué)指南具體內(nèi)容與課標(biāo)的文本聯(lián)系，局限于具體知識(shí)點(diǎn)之間的分解、細(xì)化和對(duì)應(yīng)，即便建立了能力關(guān)聯(lián)矩陣，也仍然只是在“文本”層面進(jìn)行關(guān)聯(lián)。這種“只見(jiàn)樹(shù)木不見(jiàn)森林”的關(guān)聯(lián)方式并不能觸及教育教學(xué)的實(shí)質(zhì)，而且這種關(guān)聯(lián)不能轉(zhuǎn)化為實(shí)際的教學(xué)行為，導(dǎo)致教學(xué)指南與課堂的聯(lián)系浮于表面。

（二）螺旋上升邏輯的模糊性

邏輯主線的設(shè)計(jì)是課標(biāo)的重要舉措。它既凝練了學(xué)科核心概念，又體現(xiàn)了學(xué)生認(rèn)知的進(jìn)階性，猶如課程的“筋骨”貫穿所有內(nèi)容和學(xué)段，其重要性不言而喻。但是，螺旋上升帶來(lái)的部分學(xué)習(xí)內(nèi)容相似性問(wèn)題，對(duì)教師把握難度與深度帶來(lái)一定的困擾。例如，課標(biāo)對(duì)小學(xué)生的要求是能夠“根據(jù)學(xué)習(xí)、生活中的任務(wù)情境，使用恰當(dāng)?shù)脑诰€平臺(tái)獲取文本、圖片、音頻與視頻等資源，設(shè)計(jì)、創(chuàng)作簡(jiǎn)單作品”，而對(duì)初中生的要求提升為“能夠根據(jù)學(xué)習(xí)和交流的需要，使用互聯(lián)網(wǎng)搜索、遴選、管理并貢獻(xiàn)有價(jià)值的數(shù)據(jù)和資源，能夠創(chuàng)建具有特色的作品”。雖然學(xué)習(xí)水平有提升，具體學(xué)習(xí)內(nèi)容有差異，然而在教學(xué)實(shí)施中，“簡(jiǎn)單作品”與“特色作品”的差異、“獲取資源”與“搜索、遴選、管理并貢獻(xiàn)有價(jià)值的數(shù)據(jù)與資源”之間的提升，常常是邊界模糊的。小學(xué)生也有自我表達(dá)和呈現(xiàn)個(gè)人特色的愿望，初中生的作品也往往比較簡(jiǎn)單。教師因此困惑于如何把握不同學(xué)段的深度遞進(jìn)邏輯，同時(shí)也提出了更深層次的疑問(wèn)：螺旋上升的究竟是什么，螺旋上升的根據(jù)又是什么？

（三）學(xué)科實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的欠缺

課標(biāo)將實(shí)踐育人的作用在課程實(shí)施中放至重要地位，當(dāng)前信息科技學(xué)科實(shí)踐存在兩類問(wèn)題。

一是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)科性不強(qiáng)。學(xué)科實(shí)踐要有“學(xué)科性”，離開(kāi)學(xué)科，實(shí)踐就會(huì)失去內(nèi)涵和焦點(diǎn)。部分實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與學(xué)生常規(guī)活動(dòng)（如討論、作品創(chuàng)作等）的界限模糊，缺乏學(xué)科特點(diǎn)。此外，部分實(shí)驗(yàn)的特征不明顯，實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)也往往不夠清晰完整，學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的動(dòng)力不足。

二是原型搭建的有序性欠佳。原型搭建常見(jiàn)于六年級(jí)和八年級(jí)，具有軟件硬件一體化的復(fù)雜性、實(shí)體操作的綜合性、成果應(yīng)用場(chǎng)景的真實(shí)性等特點(diǎn)。由于原型搭建的過(guò)程與方法與實(shí)驗(yàn)有一些差異，因此筆者將它單獨(dú)歸為一類。在教學(xué)中，原型搭建較復(fù)雜（如特定功能的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)），設(shè)備多且調(diào)試?yán)щy，缺乏系統(tǒng)化流程引導(dǎo)，學(xué)生動(dòng)手與動(dòng)腦的協(xié)調(diào)不足，這些問(wèn)題均會(huì)導(dǎo)致原型搭建的成功率不高。

二、分析策略：構(gòu)建多層次指南分析框架

教師要通過(guò)多次“具體化一抽象化”雙向互動(dòng)，把課標(biāo)、教學(xué)指南、教學(xué)作為一個(gè)整體分析，以避免碎片化和無(wú)法轉(zhuǎn)化為具體實(shí)踐的難題。

（一）解構(gòu)螺旋上升的進(jìn)階邏輯

事物的發(fā)展和人類的認(rèn)識(shí)是由低級(jí)到高級(jí)、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的過(guò)程。這一過(guò)程并非直線而是螺旋上升的，即圍繞一個(gè)中心點(diǎn)既向外擴(kuò)展又向上延伸。在教育學(xué)領(lǐng)域，“螺旋上升”強(qiáng)調(diào)經(jīng)由教學(xué)設(shè)計(jì)支持學(xué)生的持續(xù)發(fā)展。螺旋上升本身隱含了重復(fù)性，即一些課程內(nèi)容不可避免地出現(xiàn)重復(fù)。例如，各學(xué)段的學(xué)生都需要適應(yīng)在線學(xué)習(xí)與生活，所以這個(gè)主題的學(xué)習(xí)內(nèi)容必然在不同學(xué)段重復(fù)出現(xiàn)。問(wèn)題的關(guān)鍵在于：我們不是要徹底消除重復(fù)，而是要消除那些沒(méi)有必要的“重復(fù)訓(xùn)練”、沒(méi)有區(qū)分度的“重復(fù)上升”，倡導(dǎo)基于經(jīng)驗(yàn)和能力提升的“更高層次進(jìn)步”。

因此，教學(xué)指南中的具體內(nèi)容解讀要圍繞邏輯主線，聚焦核心概念的循環(huán)和深化。例如，同一主題在不同學(xué)段的復(fù)現(xiàn)應(yīng)體現(xiàn)“經(jīng)驗(yàn)擴(kuò)展一能力升級(jí)一思維深化”的梯度。以“在線學(xué)習(xí)”為例，三年級(jí)側(cè)重體驗(yàn)在線學(xué)習(xí)的便利性，七年級(jí)則轉(zhuǎn)向思考互聯(lián)網(wǎng)給學(xué)習(xí)帶來(lái)的變革，思辨其局限性。教師需聚焦“進(jìn)階本質(zhì)”，剔除無(wú)意義重復(fù)，設(shè)計(jì)“每輪復(fù)現(xiàn)必有新維度”的教學(xué)路徑。

（二）建構(gòu)指南與教法的深層聯(lián)系

螺旋上升并非唯一的模式，溫·哈倫（WynneHarlen）認(rèn)為有三種不同的大概念進(jìn)展方式[1]。一種方式為“爬梯子模式”：概念進(jìn)展的方式類似爬梯子的過(guò)程，前一步完成以后才能進(jìn)人下一步，具有線性遞進(jìn)的特點(diǎn)。這種模式的缺點(diǎn)是只有達(dá)到樓梯的頂端才會(huì)處于“明白的狀態(tài)”，而對(duì)于處在過(guò)程中的學(xué)生來(lái)說(shuō)，一步一步攀登的目標(biāo)并非清晰可見(jiàn)。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為進(jìn)展是橫向的，而不是縱向的，較大的概念是從較小的概念逐步擴(kuò)展而形成的，并不需要以步進(jìn)的方式展開(kāi)?；谶@個(gè)觀念的方式稱為“拼圖模式”。還有一種方式是“訓(xùn)練模式”。在這種模式下，學(xué)習(xí)就像訓(xùn)練馬拉松賽跑，跑完全程的能力是逐漸建立的：先跑一小段距離，然后逐漸跑更長(zhǎng)的距離。螺旋上升與這種模式類似：過(guò)一段時(shí)間后，學(xué)生重復(fù)學(xué)習(xí)概念，以期每一次的回顧都能更為深人。但是這種方式帶來(lái)的問(wèn)題和“爬梯子模式”一樣?？梢?jiàn)，三種模式都各自具有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

教學(xué)指南的單元規(guī)劃綜合運(yùn)用了以上三種模式。以《義務(wù)教育信息科技教學(xué)指南過(guò)程與控制六年級(jí)全一冊(cè)》為例，前四個(gè)單元從身邊的設(shè)備出發(fā)，學(xué)習(xí)連續(xù)量與開(kāi)關(guān)量、邏輯運(yùn)算、開(kāi)環(huán)與閉環(huán)、系統(tǒng)與模塊等內(nèi)容，學(xué)習(xí)過(guò)程像“爬梯子”。教法設(shè)計(jì)要注意規(guī)避“爬梯子”的缺點(diǎn)。學(xué)生可能局限于那些支持他們概念的實(shí)證，忽視相反的證據(jù)，從而固守在原有的概念上，缺乏換一種方式思考的能力。因此，前四個(gè)單元有很多觀察和對(duì)比活動(dòng)。隨后的三個(gè)單元分別以“智能種植”“電梯運(yùn)行”“汽車中的小奧秘”為主題。每個(gè)單元可視為一個(gè)獨(dú)立的項(xiàng)目，單元之間更具螺旋上升的特點(diǎn)，既有知識(shí)的重復(fù)運(yùn)用，又有控制系統(tǒng)分析與搭建經(jīng)驗(yàn)的豐富和實(shí)踐能力的提升。因此，教法設(shè)計(jì)要注意讓學(xué)生掌握運(yùn)用更廣的概念，把重點(diǎn)放在擴(kuò)展其經(jīng)驗(yàn)方面，讓他們通過(guò)實(shí)踐強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用。最后一個(gè)單元是“自主可控與安全”。雖然前面七個(gè)單元都滲透了“安全”和“自主可控”，但是學(xué)生在不同背景下遇到的同一種現(xiàn)象時(shí)會(huì)形成不同的概念。這里的大概念進(jìn)展類似“拼圖模式”。教法設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于要幫助學(xué)生將不同的概念聯(lián)系在一起，形成更完整的概念。因此，通過(guò)對(duì)教學(xué)指南的多元視角分析，教師可以讓它與課堂的聯(lián)結(jié)更深入，從而轉(zhuǎn)化為實(shí)際的教學(xué)行為。

三、實(shí)施策略：以問(wèn)題解決促進(jìn)學(xué)科實(shí)踐

卡爾·波普爾（KarlPopper）認(rèn)為，科學(xué)應(yīng)該被看成從問(wèn)題到問(wèn)題的進(jìn)步，隨著這種進(jìn)步，問(wèn)題的深度不斷增加。這對(duì)教學(xué)方法有明確的指導(dǎo)意義：學(xué)生的學(xué)習(xí)并非不停地從一個(gè)概念到另一個(gè)概念，而是從問(wèn)題開(kāi)始，通過(guò)探究與積極創(chuàng)造獲得素養(yǎng)提升。這個(gè)過(guò)程離不開(kāi)學(xué)科實(shí)踐。學(xué)科實(shí)踐是專業(yè)的實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)真實(shí)情境中的問(wèn)題解決[2。因此，我們要加強(qiáng)對(duì)學(xué)科實(shí)踐的探索。

（一）強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)的學(xué)科特征

信息科技學(xué)科的實(shí)驗(yàn)，是對(duì)人工構(gòu)造的數(shù)字世界進(jìn)行探究。而這個(gè)數(shù)字世界有多樣的法則，例如，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議就是一個(gè)“大家族”，具體到某個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景或信息系統(tǒng)，它通常是不確定的，并且隨著需求的變化而變化。因此，信息科技的學(xué)科特點(diǎn)需要在實(shí)驗(yàn)中有所體現(xiàn)。

盡管不同學(xué)科對(duì)實(shí)驗(yàn)的分類不同，但是手腦結(jié)合、注重推理、假設(shè)、證據(jù)、結(jié)論等實(shí)驗(yàn)要求是一致的。這些要求同樣應(yīng)在信息科技學(xué)科中體現(xiàn)。要提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的品質(zhì)，需要在以下兩個(gè)方面加強(qiáng)研究。

一是要強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)的規(guī)范性。與天真的想象、粗糙的觀點(diǎn)或淺層次的思考相比，學(xué)科知識(shí)來(lái)自精心設(shè)計(jì)、反復(fù)驗(yàn)證、謹(jǐn)慎探究的過(guò)程。具有數(shù)字素養(yǎng)與技能的學(xué)生，應(yīng)該考慮的是證據(jù)的形式、確認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)以及各種技能，它們使得我們的知識(shí)堅(jiān)實(shí)可靠。教學(xué)指南提供了實(shí)驗(yàn)的基本要素以保證規(guī)范性。例如，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的實(shí)驗(yàn)包括了實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、實(shí)驗(yàn)資源、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)工具、實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

二是要根據(jù)需要，增加“假設(shè)一驗(yàn)證”等實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，避免與常規(guī)操作混淆，引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考、記錄、分析以及得出結(jié)論。例如，在“電梯超載報(bào)警”實(shí)驗(yàn)中，教師可先引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑“電梯中標(biāo)準(zhǔn)的載重是否為報(bào)警閾值”，再引導(dǎo)他們利用砝碼、主控板、傳感器等實(shí)驗(yàn)素材，模擬電梯超載的場(chǎng)景。通過(guò)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比，學(xué)生可以得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

教師要明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)的流程，細(xì)化實(shí)驗(yàn)步驟，讓學(xué)生從“不知道”到“想知道”，從“不確定”到“假想猜測(cè)”，再到實(shí)踐與驗(yàn)證。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生的體驗(yàn)應(yīng)該是明確的，即他們應(yīng)清楚地理解學(xué)習(xí)這個(gè)問(wèn)題的重要性；學(xué)生的理解應(yīng)該是整體化的，即他們應(yīng)通過(guò)新舊知識(shí)的聯(lián)系來(lái)豐富和拓展自己的認(rèn)識(shí)。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)有助于培養(yǎng)學(xué)生的基于證據(jù)的推理能力。

（二）有序推進(jìn)軟件硬件一體化原型搭建

信息科技學(xué)科具有高度的實(shí)踐性與創(chuàng)造性。原型搭建是對(duì)學(xué)科核心概念和基本原理的實(shí)踐建構(gòu)，要讓學(xué)生像工程師和科學(xué)家那樣經(jīng)歷實(shí)實(shí)在在的、真實(shí)的問(wèn)題解決過(guò)程。它與實(shí)驗(yàn)既有相似之處，也存在差異。實(shí)驗(yàn)更注重原理探究和規(guī)律發(fā)現(xiàn)，而原型搭建則更多體現(xiàn)在物化成果上。實(shí)驗(yàn)可能只需要軟件，而原型搭建常常是軟硬件一體化的綜合實(shí)踐。原型搭建既有對(duì)原理的探究，也有對(duì)原型功能的運(yùn)作和展示。面向真實(shí)世界的原型搭建，注重成果具有一定的實(shí)用價(jià)值。而實(shí)驗(yàn)未必直接具有實(shí)用性。

教學(xué)指南對(duì)“原型”“簡(jiǎn)易系統(tǒng)”進(jìn)行了界定，意在聚焦關(guān)鍵要素和核心功能，控制難度和復(fù)雜度。原型搭建類的活動(dòng)，例如，制作藍(lán)牙翻頁(yè)筆、設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程門(mén)鈴系統(tǒng)等，需要用到主控板、藍(lán)牙模塊、傳感器等物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。教師必須考慮實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選型，應(yīng)對(duì)不同實(shí)驗(yàn)設(shè)備的參數(shù)和功能不一致帶來(lái)的挑戰(zhàn)。此外，教師還需要考慮到原型搭建項(xiàng)目的周期長(zhǎng)，實(shí)踐過(guò)程的影響因素多、個(gè)別指導(dǎo)難導(dǎo)致失敗概率大等問(wèn)題。

開(kāi)展原型搭建活動(dòng)整體上遵循“場(chǎng)景分析一模塊設(shè)計(jì)一整體設(shè)計(jì)一優(yōu)化迭代”的過(guò)程。在具體實(shí)施中，教師需要注重模塊化分解、流程化管理以及真實(shí)性導(dǎo)向，以提高原型搭建的有序性。

一是模塊化分解。教師要在分析應(yīng)用場(chǎng)景的基礎(chǔ)上，明確工作環(huán)節(jié)、功能需求和模塊劃分。對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生先實(shí)現(xiàn)每個(gè)模塊的功能，再將所有模塊集成在一起。每個(gè)模塊往往需要經(jīng)歷采集數(shù)據(jù)、傳輸與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、分析處理數(shù)據(jù)、反饋與控制等環(huán)節(jié)。

二是設(shè)計(jì)合理的流程。教師需要規(guī)范實(shí)驗(yàn)素材的發(fā)放次序、示范硬件連接的方法、指導(dǎo)軟件與硬件的綜合測(cè)試方法。另外，教師還需適時(shí)開(kāi)展原理的教學(xué)、提醒學(xué)生安全操作要點(diǎn)，避免材料混亂與損壞、搭建流程無(wú)序等問(wèn)題。

三是真實(shí)性導(dǎo)向。教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生關(guān)注成果的實(shí)用性，體現(xiàn)從設(shè)計(jì)到原型的完整思維，而非僅僅停留在搭建或演示層面，并且需要引導(dǎo)他們對(duì)科技向善的思考。

四、提升策略：用技術(shù)促進(jìn)指南實(shí)施

技術(shù)賦能已成為推動(dòng)教學(xué)指南落地實(shí)施的關(guān)鍵要素。當(dāng)前教學(xué)指南在實(shí)踐層面面臨三天挑戰(zhàn)：一是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)受限于硬件條件難以展開(kāi)，二是學(xué)生實(shí)踐的個(gè)性化指導(dǎo)需求與班級(jí)整體教學(xué)之間存在矛盾，三是課堂教學(xué)評(píng)價(jià)滯后與反饋閉環(huán)缺失。當(dāng)前很多學(xué)習(xí)平臺(tái)支持虛實(shí)融合降低實(shí)踐門(mén)檻，借助交互式工具重構(gòu)互動(dòng)范式，提供數(shù)據(jù)分析促進(jìn)實(shí)時(shí)反饋。這些功能共同構(gòu)成“環(huán)境一過(guò)程一結(jié)果”的完整改進(jìn)鏈條，具體如下。

（一）虛實(shí)結(jié)合，提高實(shí)施效率

教師可采用虛實(shí)融合的遞進(jìn)式教學(xué)模式，首先通過(guò)虛擬仿真軟件開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究和原型搭建，降低操作門(mén)檻，繼而將虛擬環(huán)境中的探究經(jīng)驗(yàn)遷移至實(shí)體硬件操作，也可以把虛擬環(huán)境中的程序代碼傳輸或部署到硬件中，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化與拓展。這種“虛擬驗(yàn)證一實(shí)體強(qiáng)化”的方式，既能提高教學(xué)效率，又能通過(guò)具身操作激發(fā)學(xué)生的興趣。

（二）交互式學(xué)習(xí)工具的創(chuàng)新應(yīng)用，增強(qiáng)探究興趣

以上海市中小學(xué)數(shù)字教學(xué)系統(tǒng)為例，它集成的多模態(tài)AI助手可支持教師開(kāi)發(fā)各類交互式學(xué)習(xí)工具。例如，圖像識(shí)別AI交互工具可輔助學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作；智能對(duì)話AI工具可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化答疑，增強(qiáng)學(xué)生探究興趣。

（三）智能化的評(píng)價(jià)資源推送，實(shí)現(xiàn)教學(xué)評(píng)一體化

以人教信息科技數(shù)字資源平臺(tái)為例，教師可以利用AI生成試題功能，根據(jù)試題類型與難度，生成與教學(xué)內(nèi)容高度相關(guān)的測(cè)試題。這不僅提高了備課效率，而且可以把不同難度的題自推送給不同的學(xué)生，從而實(shí)現(xiàn)分層教學(xué)。教師還可以通過(guò)系統(tǒng)推送的結(jié)果判斷學(xué)情，更容易實(shí)現(xiàn)教學(xué)評(píng)一致性，也有效避免了頻繁切換軟件或紙質(zhì)學(xué)習(xí)單的問(wèn)題。

總之，教學(xué)指南的價(jià)值并非在于提供標(biāo)準(zhǔn)化的操作手冊(cè)，而是通過(guò)“學(xué)教融合”的設(shè)計(jì)框架，引導(dǎo)教師在標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上創(chuàng)造性實(shí)施。未來(lái)的教學(xué)實(shí)踐，我們需要進(jìn)一步關(guān)注邏輯主線與教學(xué)指南的深層銜接、學(xué)科實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)提煉、“課標(biāo)一教學(xué)指南一課堂”的多元互動(dòng)。同時(shí)，我們需要在教學(xué)過(guò)程中探索技術(shù)的有效融入，推動(dòng)信息科技課程從“技能提升”向“素養(yǎng)培育”的質(zhì)變。

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[作者系上海市教師教育學(xué)院（上海市教育委員會(huì)教學(xué)研究室）中學(xué)信息科技教研員、特級(jí)教師]

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