高中信息技術學科核心素養的內涵與培養實踐

張寧 夏燕萍

《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》提出了高中信息技術學科核心素養的四個核心要素，即信息意識、計算思維、數字化學習與創新和信息社會責任，從注重基礎知識教育轉向了培養學生的核心素養。在落實培養學生學科核心素養的過程中，教師應深刻把握學科核心素養的內涵，依據信息技術學科核心素養的培養要求進行教學設計，在教學過程中不斷提升學生的核心素養水平。

信息意識：感知意識層

信息意識素養在高中信息技術學科四個核心素養中處于感知意識層，是計算思維、數字化學習與創新和信息社會責任在意識層面的投射和自覺化。信息意識素養從三個方面對高中生提出了要求：學生能夠根據自身解決問題的需求主動地、多個途徑地尋找合適的信息源；對獲取到的信息的真偽性、有效性、合理性做出判斷；在合作學習中能共享信息，實現信息的最大價值。因此，對學生信息意識的培養應從信息活動入手，讓學生在信息活動中通過信息的搜集、處理加工等培養自身的信息感知意識、信息獲取意識、信息管理意識和信息應用意識。

計算思維：抽象建構層

高中信息技術學科核心素養培養的目標是讓學生學習與信息技術相關的專業知識，掌握信息技術軟件的操作和資源的管理利用，在綜合應用所學知識解決問題的同時，更加注重學生學科思維的培養。計算思維是信息技術學科思維的重要組成部分，同時計算思維的具備也是學生形成信息技術學科思維的基礎。計算思維是學生形成問題解決方案過程中產生的一系列思維活動，即學生思考問題時思維的層次化、結構化，具體包括分析界定問題、抽象問題、建立問題結構、解決問題。分析界定問題是學生對問題進行細致分析，掌握問題的精髓，如這個問題描述的是什么，最終想解決的又是什么。明確問題的含義，界定好問題的范疇，才能更好地進行抽象概括。抽象問題是將問題層次化，將復雜、具體的問題提煉抽象成簡潔明了、易于理解的層次結構，從而為建立問題結構做基礎。將抽象出的問題層次建立問題結構模型，依據問題模型逐步尋找解決問題的方式。計算思維不是讓學生具有計算機的思維，而是培養學生形成解決問題的思維，以便能遷移至解決類似的問題。

數字化學習與創新：創新實踐層

學生數字化環境下學習的意識主要有適應數字化學習環境和能主動創設數字化環境進行學習兩個方面。首先，學生能夠利用數字化學習環境的優勢解決問題，如通過網絡學習平臺、個人學習空間、多媒體技術等進行學習。其次，學生形成選擇數字化學習環境下的學習方式后，能在今后的學習中自覺主動地創設數字化的學習環境，積極尋求合理的數字化工具、數字化資源進行學習。數字化學習資源的收集與管理不僅包含學生對學習資源與工具的獲取、評估、選用，選取適當的工具，利用數字化學習工具對學習資源進行加工處理，還包括學生對學習資源的管理、對數字化學習過程的管理以及對自我學習的管理。學生在對資源進行收集管理的過程中，運用數字化技術解決問題，提高了數字化學習管理能力，從掌握學科知識過渡到了數字信息化的整合。從學生樹立數字化學習的意識到數字信息化整合，是從意識到能力、思維的延伸。數字化學習資源的應用與創新是對數字化環境的選擇傾向性、數字信息整合的升華與總結。學生運用養成的數字化學習意識、在學習過程中培養的數字化信息加工能力和數字化的學習思維解決問題，實現創新創造，在問題解決過程中實現學習及創新能力的發展。

信息社會責任：責任價值層

信息社會責任對高中生提出的要求并不再是能采用簡單的策略和方法保護個人信息，按照社會公認的信息倫理道德規范開展信息活動，而是要求高中生能了解人、信息技術與社會的關系，認識信息系統在社會中的作用，理解信息安全對當今社會的影響，能安全、守法地應用信息系統。身在信息社會中，認識到信息技術的兩面性，能運用一定的技術性策略保障信息安全，遵循信息法律法規，自覺抵制違反信息法律法規和道德準則的行為。

信息技術學科核心素養教學案例設計

在教學中，教師應對教學內容有整體的把握，深刻分析教學內容，提煉出學生在學習完該部分內容后應具備的信息技術學科核心素養，以信息技術學科核心素養為依托，進行教學設計。以《算法與程序設計》教材中“賦值語句”知識點為例進行教學設計，首先明確賦值語句教學內容的知識技能要點“學生應理解賦值語句的作用，掌握賦值語句的概念，能夠利用賦值語句寫簡單的程序”，其次分析賦值語句學習內容結束后學生應具備的學科核心素養，并設計教學過程，如上頁表1所示。

在學生自主探究學習賦值語句的過程中，學生面對互換禮物的問題，首先想到的是兩人直接交換的方法，但通過算法卻無法實現兩個數的交換。教師引導學生分析直接交換的過程并引出對應的算法，如表2所示，直接交換所得到的結果是a=1、b=1，沒有交換成功。此時教師帶領學生重新界定問題，從賦值語句每個變量占用一個內存空間，當被賦上新值后，舊值就被沖刷掉的特點出發，構建算法結構，引出“中轉站c”，使c暫時存儲數值，完成a與b值的交換，如表3所示。在這一過程中，雖沒有專門訓練學生的計算思維，但是通過交換兩個數的數值，使學生在界定問題、抽象問題、建立問題結構、解決問題的過程中提升了計算思維。在遷移應用、加深理解階段，教師使學生分組探究其他交換數值的方法，讓學生加深了對賦值語句的理解，更進一步地培養了學生的計算思維素養。

整個教學過程均以“石墨共享文檔”為學習平臺進行教學，學生在平臺上進行頭腦風暴探討運用賦值語句交換數值的其他方法，如加法賦值和乘法賦值，同一小組的學生可以在一個文檔中實時互動、高效協作地探討方案，同時小組在匯報分享探究結果時，也可借助石墨平臺進行展示交流，同時對分享小組內成員的分工、各自的發言及對成果的貢獻一目了然。學生借助數字化的學習平臺開展學習，在學習過程中逐漸培養了數字化學習與創新素養。小組間進行展示交流，對成果進行分享，學生積極主動地融入班級討論中，并獲取學習過程中的數據，依據成員及自己的表現進行自評互評，從而培養了學生的信息意識和信息社會責任素養。

信息技術學科核心素養的四個要素的培養是相互促進的，并非獨立的且貫穿在一系列的教學活動中，因此教學活動是培養高中生信息技術學科核心素養的有效途徑。為全面培養學生的學科核心素養，教師應正確解讀信息技術學科核心素養，準確把握學科知識內容，將學科核心素養與教學內容融為一體，讓學生在教學活動中逐漸提升信息技術學科核心素養。