高中信息技術(shù)必修課實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)探索

摘要：高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)首次使用了“信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室”來(lái)指稱(chēng)信息技術(shù)課程的教學(xué)場(chǎng)所，表明信息技術(shù)課程教學(xué)不僅需要新理念，更需要新環(huán)境。針對(duì)當(dāng)前信息技術(shù)課程實(shí)施場(chǎng)所（機(jī)房）存在的設(shè)備單一、見(jiàn)物不見(jiàn)人、缺乏規(guī)范等問(wèn)題，首先需要認(rèn)真把握新課標(biāo)和新教材的實(shí)驗(yàn)需求，在此基礎(chǔ)上，還需要對(duì)豐富多彩的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行必要的分類(lèi)，按類(lèi)別研究其實(shí)驗(yàn)條件。結(jié)合成熟的理化生實(shí)驗(yàn)的分類(lèi)方法，該文從學(xué)習(xí)成果的角度將信息技術(shù)必修課實(shí)驗(yàn)分為兩大類(lèi)：一是作品導(dǎo)向類(lèi)，側(cè)重可視化成果的產(chǎn)生，根據(jù)載體的不同細(xì)分為程序設(shè)計(jì)類(lèi)和硬件搭建類(lèi);二是知識(shí)導(dǎo)向類(lèi)，側(cè)重隱性的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的產(chǎn)生，根據(jù)知識(shí)加工深度的不同細(xì)分為體驗(yàn)感悟類(lèi)和科學(xué)探究類(lèi)。整體而言，信息技術(shù)必修課實(shí)驗(yàn)具有綜合性、多樣性（開(kāi)放性）、非線(xiàn)性和應(yīng)用性（實(shí)踐性）等特點(diǎn)，其實(shí)驗(yàn)條件的建設(shè)更為復(fù)雜。作為一項(xiàng)新的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作，還需要特別注意實(shí)驗(yàn)室功能定位、人機(jī)比例、實(shí)驗(yàn)助教、建設(shè)策略和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：高中信息技術(shù)課程;信息技術(shù)必修課;實(shí)驗(yàn)分類(lèi);信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室

中圖分類(lèi)號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

信息技術(shù)課程的前身是計(jì)算機(jī)課程，這一變化不僅是名稱(chēng)及其所指內(nèi)容的變化（超越了基于計(jì)算機(jī)/臺(tái)式機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)內(nèi)容），還體現(xiàn)在課程目標(biāo)的變革（從計(jì)算機(jī)素養(yǎng)轉(zhuǎn)變到信息素養(yǎng)的培養(yǎng)），然而一直以來(lái)信息技術(shù)課程的教學(xué)場(chǎng)所依然局限在計(jì)算機(jī)教室，以應(yīng)用軟件的操作訓(xùn)練和程序設(shè)計(jì)為主要學(xué)習(xí)活動(dòng)，未能跟上課程名稱(chēng)和內(nèi)涵的變化步伐?！镀胀ǜ咧行畔⒓夹g(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（下文簡(jiǎn)稱(chēng)“新課標(biāo)”）相比上一個(gè)版本，在課程目標(biāo)和內(nèi)容上均有大幅革新，更加突出了實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)性?xún)?nèi)容的設(shè)計(jì)，并首次使用了“信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室”來(lái)指稱(chēng)信息技術(shù)課程的教學(xué)場(chǎng)所，表明信息技術(shù)課程教學(xué)不僅需要新理念，更需要新環(huán)境?？梢哉f(shuō)，建設(shè)信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室不僅重要，而且必要，可謂正逢其時(shí)。

毋庸諱言，有關(guān)信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的探索才剛剛開(kāi)始，是—個(gè)非常時(shí)新的話(huà)題，如何在原有機(jī)房基礎(chǔ)上升級(jí)改造，實(shí)現(xiàn)“華麗蛻變”，有諸多問(wèn)題需要思考。首先需要了解當(dāng)前機(jī)房建設(shè)和使用過(guò)程中的突出問(wèn)題，然后從分析新課標(biāo)和新教材出發(fā)，了解信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)的具體需求和案例，最后才能形成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基本分類(lèi)和實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)要求。此外，還需要認(rèn)清信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的一些特殊性，預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過(guò)程中的可能問(wèn)題。因課程內(nèi)容跨度大，信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室姑且可以分為必修課實(shí)驗(yàn)室和選修課實(shí)驗(yàn)室兩類(lèi)，鑒于后者所涉內(nèi)容相對(duì)單一，而前者更為復(fù)雜，因此本文將主要聚焦于必修課實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的討論。

一、當(dāng)前機(jī)房建設(shè)和使用過(guò)程中的突出問(wèn)題

當(dāng)前信息技術(shù)課程所普遍采用的機(jī)房條件，主要存在三個(gè)方面的突出問(wèn)題：

一是設(shè)備單一。因?yàn)橹T多歷史原因，當(dāng)前的計(jì)算機(jī)房以配置臺(tái)式機(jī)為主，缺少其他信息技術(shù)設(shè)備和教學(xué)資源。在教育督導(dǎo)部門(mén)的日常督導(dǎo)工作中，對(duì)機(jī)房的檢查也不得不側(cè)重計(jì)算機(jī)數(shù)的統(tǒng)計(jì)，主要關(guān)注生機(jī)比指標(biāo)。顯然，這種設(shè)備配置與新課標(biāo)要求不匹配。

二是見(jiàn)物不見(jiàn)人。目前大部分學(xué)校的機(jī)房布局依舊沿用普通教室大班授課制模式，秧田式布局，缺少活動(dòng)空間，不方便開(kāi)展合作學(xué)習(xí)，難以開(kāi)展研討、測(cè)試和展示活動(dòng)。

三是缺乏規(guī)范。除了計(jì)算機(jī)房建設(shè)的基本標(biāo)準(zhǔn)如安全性等技術(shù)指標(biāo)外，目前依然缺少針對(duì)中小學(xué)信息技術(shù)課程教學(xué)場(chǎng)所的建設(shè)規(guī)范或指南。如果說(shuō)采用常規(guī)計(jì)算機(jī)房就可以滿(mǎn)足老版課標(biāo)和教材的主要教學(xué)需求，那么針對(duì)新課標(biāo)和教材所提出的各種新的教學(xué)活動(dòng)需求，從普通機(jī)房轉(zhuǎn)型升級(jí)的信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，必然在建設(shè)規(guī)范上有別于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)房，尤其是需要引入哪些實(shí)驗(yàn)，需要使用何種功能的設(shè)備，如何合理使用，均提出了新的要求，也有待進(jìn)一步探索。

二、新課標(biāo)背景下的信息技術(shù)必修課實(shí)驗(yàn)需求分析

針對(duì)現(xiàn)有機(jī)房所存在的種種不足，新建實(shí)驗(yàn)室或?qū)εf有機(jī)房進(jìn)行升級(jí)改造已無(wú)可避免。如何新建或升級(jí)改造，首先需要準(zhǔn)確把握信息技術(shù)必修課的實(shí)驗(yàn)需求。鑒于相關(guān)研究工作的缺失，尤其缺少信息技術(shù)必修模塊的實(shí)驗(yàn)參考樣例，從既有研究文獻(xiàn)開(kāi)始分析是行不通的。因此，新課標(biāo)和新教材就成為我們分析信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)較好起點(diǎn)。為此，本文首先基于新課標(biāo)進(jìn)行了梳理，同時(shí)結(jié)合教育科學(xué)出版社出版的高中信息技術(shù)必修教材（初審版本）做了補(bǔ)充對(duì)照分析，形成了高中信息技術(shù)必修課的主要實(shí)驗(yàn)需求（如表1和表2所示）。

三、信息技術(shù)必修課實(shí)驗(yàn)分類(lèi)與實(shí)驗(yàn)條件

根據(jù)表1和表2的分析，可以發(fā)現(xiàn)信息技術(shù)必修課的實(shí)驗(yàn)需求非常多樣，如果只是以簡(jiǎn)單枚舉的方式羅列信息技術(shù)必修課實(shí)驗(yàn)，難免掛一漏萬(wàn)，也不利于形成結(jié)構(gòu)性認(rèn)識(shí)。因此，尋找一個(gè)合適的實(shí)驗(yàn)分類(lèi)是必要的。

（一）分類(lèi)維度的探尋

既然信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)是一個(gè)全新的話(huà)題，缺少經(jīng)驗(yàn)和理論積累，那么有關(guān)實(shí)驗(yàn)分類(lèi)的依據(jù)，可以從物理、化學(xué)、生物等成熟學(xué)科實(shí)驗(yàn)中去尋找啟示。

1.物理實(shí)驗(yàn)

關(guān)于物理實(shí)驗(yàn)的分類(lèi)研究較多，主要有如下三種代表性觀(guān)點(diǎn)：

三分類(lèi)：（1）測(cè)量型實(shí)驗(yàn)，又分直接測(cè)量類(lèi)（主要涉及各種物理屬性的測(cè)量）和間接測(cè)量類(lèi)（主要涉及各種物理定律的驗(yàn)證或簡(jiǎn)單應(yīng)用）;（2）探究型實(shí)驗(yàn)，主要探究各種物理規(guī)律、效應(yīng)和影響因素，探究方法相對(duì)明確;（3）開(kāi)放設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，需要學(xué)生具備綜合分析、設(shè)計(jì)和歸納的能力。三種物理實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了不同的開(kāi)放性程度，其中測(cè)量型實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)果均比較明確，相當(dāng)于封閉型的探究任務(wù);探究型實(shí)驗(yàn)的結(jié)果具有不確定性，相當(dāng)于半開(kāi)放的探究任務(wù);設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)條件和方法均具有不確定性和多樣性，相當(dāng)于開(kāi)放性探究任務(wù)。

四分類(lèi)：根據(jù)認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，可以將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為演示性、基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)等四個(gè)循序漸進(jìn)的層次。

五分類(lèi)：按學(xué)科屬性分類(lèi)，如力、熱、聲、電、光實(shí)驗(yàn)等。

2.化學(xué)實(shí)驗(yàn)

有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的分類(lèi)研究并不多見(jiàn)，比較流行的一種分類(lèi)方法是根據(jù)技能認(rèn)知目標(biāo)的要求，將化學(xué)實(shí)驗(yàn)分為以下三類(lèi)：體驗(yàn)型實(shí)驗(yàn)（體現(xiàn)感知、感悟兩個(gè)層級(jí)的技能目標(biāo)）、應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)（體現(xiàn)綜合、應(yīng)用兩個(gè)層級(jí)的技能目標(biāo)）、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)（體現(xiàn)創(chuàng)新層級(jí)的技能目標(biāo)）。

3.生物實(shí)驗(yàn)

與生物實(shí)驗(yàn)相關(guān)的分類(lèi)研究集中在高中階段，主要有兩種典型觀(guān)點(diǎn)：

高中生物實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可分為三大類(lèi)：以實(shí)驗(yàn)操作為主的生物實(shí)驗(yàn)、以實(shí)驗(yàn)觀(guān)察為主的生物實(shí)驗(yàn)、以結(jié)論總結(jié)為主的生物實(shí)驗(yàn)。此種分類(lèi)在一定程度上體現(xiàn)了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的不同程度。

高中生物課程的四類(lèi)實(shí)驗(yàn)：觀(guān)察、生理或生化分析、模擬探究、調(diào)查。此種分類(lèi)基本上是依據(jù)實(shí)驗(yàn)方法和工具的不同做的實(shí)驗(yàn)分類(lèi)。

綜上，我們可以得到兩個(gè)非常重要的發(fā)現(xiàn)和啟示：

一是盡管傳統(tǒng)理科實(shí)驗(yàn)中邊界清晰的封閉性實(shí)驗(yàn)依然是主流，但實(shí)驗(yàn)類(lèi)型已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)、調(diào)查實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用實(shí)驗(yàn)等開(kāi)放性、綜合性實(shí)驗(yàn)在理化生等傳統(tǒng)學(xué)科中都有不同程度的體現(xiàn)，表明傳統(tǒng)邊界清晰、流程嚴(yán)格的科學(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)不再是理科實(shí)驗(yàn)的唯一類(lèi)型，學(xué)科實(shí)驗(yàn)的邊界在不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐甚至創(chuàng)新性實(shí)踐的邊界逐漸模糊。這種發(fā)展趨勢(shì)無(wú)疑與新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式保持了高度的一致。反觀(guān)信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)，如果無(wú)法兼容此類(lèi)開(kāi)放式項(xiàng)目活動(dòng)，則將難以適應(yīng)新時(shí)代的課程實(shí)施需求。因此，本文認(rèn)為，信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)具有鮮明的應(yīng)用性和實(shí)踐性特征，不能沿襲傳統(tǒng)理科實(shí)驗(yàn)的老路，應(yīng)該更加開(kāi)放和多樣。

二是不同學(xué)科甚至同一學(xué)科均提出了線(xiàn)索迥異的實(shí)驗(yàn)分類(lèi)維度，主要涉及實(shí)驗(yàn)的開(kāi)放性、實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知難度、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的學(xué)科歸屬、學(xué)生的參與度、實(shí)驗(yàn)的方法與工具等。信息技術(shù)必修課實(shí)驗(yàn)的分類(lèi)也可以參考這些分類(lèi)維度，但適用性仍需考量。例如，按涉及的學(xué)科歸屬分類(lèi)，界限比較清晰，但對(duì)于必修模塊而言，涉及細(xì)分的學(xué)科較為廣泛且范圍并不確定，因此此種分類(lèi)容易限制實(shí)驗(yàn)室的可擴(kuò)展性，也存在人為肢解綜合性實(shí)驗(yàn)的弊端。也可以按照實(shí)驗(yàn)任務(wù)的開(kāi)放性分類(lèi)，例如封閉性實(shí)驗(yàn)、半開(kāi)放實(shí)驗(yàn)、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，此種分類(lèi)邊界也較為清晰，有利于教師梳理和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，但并不利于指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。相較而言，學(xué)生的參與程度、認(rèn)知難度、實(shí)驗(yàn)的技術(shù)工具等有較好的啟發(fā)性，但如果單一使用這些分類(lèi)維度，又力有不逮，整合這些分類(lèi)線(xiàn)索也許是一種更可行的思路。

（二）實(shí)驗(yàn)分類(lèi)框架與歸類(lèi)

結(jié)合上述分析，本文擬從學(xué)習(xí)成果的角度進(jìn)行分類(lèi)，首先將信息技術(shù)必修課的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)分為兩大類(lèi)：一是作品導(dǎo)向類(lèi)，側(cè)重可視化成果的產(chǎn)生;二是知識(shí)導(dǎo)向類(lèi)，側(cè)重隱性的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的產(chǎn)生。其中，作品導(dǎo)向類(lèi)實(shí)驗(yàn)又可以根據(jù)載體的不同細(xì)分為程序設(shè)計(jì)類(lèi)（面向純數(shù)字作品）和硬件搭建類(lèi)（面向軟硬結(jié)合類(lèi)作品，或稱(chēng)虛實(shí)融合類(lèi)作品），體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)所需技術(shù)工具的差異;知識(shí)導(dǎo)向類(lèi)實(shí)驗(yàn)又可以根據(jù)知識(shí)加工深度的不同細(xì)分為體驗(yàn)感悟類(lèi)（側(cè)重感性經(jīng)驗(yàn)和感性知識(shí)的獲得）和科學(xué)探究類(lèi)（側(cè)重理性知識(shí)的獲得），既體現(xiàn)了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)程度的不同，也體現(xiàn)了不同的認(rèn)知難度。

根據(jù)下圖的分類(lèi)，可以將好上頁(yè)表1和上頁(yè)表2中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行歸類(lèi)，所有羅列的實(shí)驗(yàn)均可以歸類(lèi)到唯一的分類(lèi)（如下頁(yè)表3所示），說(shuō)明本分類(lèi)體系是完備的，也是包容的。

（三）不同實(shí)驗(yàn)類(lèi)別的實(shí)驗(yàn)室條件分析

1.程序設(shè)計(jì)類(lèi)實(shí)驗(yàn)

程序設(shè)計(jì)類(lèi)實(shí)驗(yàn)主要包括程序設(shè)計(jì)和移動(dòng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)，所需實(shí)驗(yàn)條件與傳統(tǒng)機(jī)房有很大的相似度，但因?yàn)橐肓艘苿?dòng)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)，因此還需要提供移動(dòng)終端（手機(jī)或平板設(shè)備）及相應(yīng)的APP開(kāi)發(fā)環(huán)境，如APP Inventor。

2.硬件搭建類(lèi)實(shí)驗(yàn)

硬件搭建類(lèi)實(shí)驗(yàn)不僅包含硬件，還包含程序控制，主要涉及計(jì)算機(jī)拆卸與組裝，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)/局域網(wǎng)的搭建，機(jī)器人/物聯(lián)網(wǎng)等信息物理融合系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)條件除了傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)設(shè)備、各種網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備以外，還特別需要配置機(jī)器人和物聯(lián)網(wǎng)套件（含監(jiān)控云臺(tái)及控制軟件），以及較大的測(cè)試與展示場(chǎng)地。

3.體驗(yàn)感悟類(lèi)實(shí)驗(yàn)

體驗(yàn)感悟類(lèi)實(shí)驗(yàn)主要鼓勵(lì)學(xué)生嘗試使用各種信息資源、工具和系統(tǒng)，體驗(yàn)信息技術(shù)給學(xué)習(xí)和生活帶來(lái)的諸種便利和優(yōu)勢(shì)，在使用體驗(yàn)的過(guò)程中學(xué)會(huì)觀(guān)察和分析各種技術(shù)的基本工作原理或流程。實(shí)驗(yàn)條件除了計(jì)算機(jī)設(shè)備（臺(tái)式機(jī)或移動(dòng)終端）和網(wǎng)絡(luò)條件外，還需要配置可供教學(xué)使用的虛擬仿真系統(tǒng)、MOOC、人工智能應(yīng)用等各種數(shù)字資源，以及可選的實(shí)體機(jī)器人、AR設(shè)備等。

4.科學(xué)探究類(lèi)實(shí)驗(yàn)

科學(xué)探究類(lèi)實(shí)驗(yàn)主要涉及兩個(gè)子類(lèi)：一是基于編程軟件、系統(tǒng)工具或應(yīng)用軟件的計(jì)算機(jī)科學(xué)問(wèn)題探究;二是基于問(wèn)卷調(diào)查的社會(huì)問(wèn)題探究。傳統(tǒng)機(jī)房也可滿(mǎn)足這類(lèi)實(shí)驗(yàn)的所需條件。

除了上述實(shí)驗(yàn)類(lèi)別所需的特定實(shí)驗(yàn)條件外，還有一些通用的實(shí)驗(yàn)條件，例如用于快速建模和表達(dá)觀(guān)點(diǎn)的思維導(dǎo)圖、數(shù)位板/手繪板等。需要說(shuō)明的是，部分體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)可能需要使用虛擬仿真系統(tǒng)，以配合體驗(yàn)活動(dòng)的有效開(kāi)展。

（四）信息技術(shù)必修課實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)分析

仔細(xì)分析上述實(shí)驗(yàn)類(lèi)型，與傳統(tǒng)理科實(shí)驗(yàn)相比，信息技術(shù)必修課實(shí)驗(yàn)具有如下四個(gè)特點(diǎn)：

1.綜合性

信息技術(shù)必修課涉及內(nèi)容廣泛，大部分實(shí)驗(yàn)都要涉及多個(gè)知識(shí)點(diǎn)甚至多學(xué)科知識(shí)，具有較為明顯的綜合性，而傳統(tǒng)的理科實(shí)驗(yàn)一般只針對(duì)單一知識(shí)點(diǎn)展開(kāi)。

2.多樣性（開(kāi)放性）

信息技術(shù)必修課的四類(lèi)實(shí)驗(yàn)，不僅在學(xué)習(xí)成果上有顯著差別，在實(shí)驗(yàn)選題和手段上也非常多樣，需要設(shè)計(jì)不同形式的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，包括頭腦風(fēng)暴與研討、書(shū)面與數(shù)字建模、設(shè)計(jì)與制作、測(cè)試與調(diào)試、展示與交流等，需要使用到體驗(yàn)式學(xué)習(xí)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)、逆向工程式學(xué)習(xí)等多種學(xué)習(xí)方法，實(shí)驗(yàn)具有典型的開(kāi)放性，與傳統(tǒng)封閉式的理科實(shí)驗(yàn)有較大不同。

3.非線(xiàn)性

因?yàn)榛顒?dòng)形式和方法的多樣性，導(dǎo)致信息技術(shù)必修課實(shí)驗(yàn)在具體操作步驟上缺少?lài)?yán)格意義上的“實(shí)驗(yàn)流程”，有時(shí)甚至因?yàn)楣膭?lì)學(xué)生研討和創(chuàng)意而使得實(shí)驗(yàn)過(guò)程非?！皬?fù)雜”，難以做到“齊頭并進(jìn)”。而傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)則一般需要依據(jù)實(shí)驗(yàn)流程按部就班地展開(kāi)，基本上能確保所有學(xué)生按固定時(shí)間節(jié)點(diǎn)完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。

4.應(yīng)用性（實(shí)踐性）

大部分的信息技術(shù)必修課實(shí)驗(yàn)都需要圍繞實(shí)際問(wèn)題展開(kāi)，指向技術(shù)工具的實(shí)際運(yùn)用。即便是知識(shí)導(dǎo)向類(lèi)實(shí)驗(yàn)，也需要在學(xué)習(xí)和體驗(yàn)技術(shù)工具的過(guò)程中應(yīng)用其解決學(xué)習(xí)或生活中的問(wèn)題。整體而言，相比強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)本位的傳統(tǒng)理科實(shí)驗(yàn)而言，信息技術(shù)必修課實(shí)驗(yàn)具有很強(qiáng)的應(yīng)用性色彩。

四、信息技術(shù)必修課實(shí)驗(yàn)室建設(shè)將面臨的挑戰(zhàn)

作為一項(xiàng)全新的課題，信息技術(shù)必修課實(shí)驗(yàn)室建設(shè)如同新課程實(shí)施一樣，需要經(jīng)受復(fù)雜實(shí)踐的考驗(yàn)，也必然遭遇諸多挑戰(zhàn)。就目前而言，有關(guān)實(shí)驗(yàn)室的功能定位、人機(jī)比例、實(shí)驗(yàn)助教、建設(shè)策略和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等方面均需要進(jìn)一步的思考和嘗試。

（一）功能定位問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)室是不是開(kāi)設(shè)信息技術(shù)課的主要場(chǎng)所

信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該作為現(xiàn)有機(jī)房的補(bǔ)充，還是應(yīng)該作為獨(dú)立實(shí)施信息技術(shù)課程的主陣地？鑒于筆者傾向于將信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)的范圍拓展到實(shí)踐教學(xué)和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，因此贊同“主陣地”的定位，即大部分信息技術(shù)課程的學(xué)習(xí)活動(dòng)都可以在信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室中完成。與之相反，如果除了信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室外，還需要學(xué)校另外配置計(jì)算機(jī)房等實(shí)踐教室，顯然有重復(fù)建設(shè)之嫌，不利于教育經(jīng)費(fèi)的有效利用。當(dāng)然，由于信息技術(shù)課程涉及學(xué)習(xí)內(nèi)容非常廣泛，基于場(chǎng)館的學(xué)習(xí)也是一種重要的補(bǔ)充，因此將信息技術(shù)課程完全局限在信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室中開(kāi)展也不恰當(dāng)。對(duì)于學(xué)校而言，如需實(shí)施新課程，可以根據(jù)自身?xiàng)l件，或者新建信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，或者改造已有計(jì)算機(jī)房。

（二）人機(jī)比例問(wèn)題：多少學(xué)生一套實(shí)驗(yàn)設(shè)備比較適宜

一線(xiàn)教師習(xí)慣采用一人一機(jī)或一人一套設(shè)備的方式開(kāi)展教學(xué)，但筆者認(rèn)為在很多情況下，這不是一種好的配置方式。一方面，在大班額教學(xué)的條件下，一人一機(jī)的方式將大幅占用緊張的場(chǎng)地空間，限制其他活動(dòng)空間的提供;另一方面，在核心素養(yǎng)教育的背景下，學(xué)生合作能力的培養(yǎng)不可或缺。在我們最近有關(guān)程序設(shè)計(jì)教育和機(jī)器人教育的實(shí)證研究中，比較強(qiáng)調(diào)配對(duì)編程和配對(duì)學(xué)習(xí)模式的使用。所謂配對(duì)編程，指的是兩個(gè)人使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)完成編程任務(wù)，一個(gè)是“駕駛員”（Driver），負(fù)責(zé)操作計(jì)算機(jī)編寫(xiě)代碼;另一個(gè)通常被稱(chēng)為“導(dǎo)航員”（Navigator）.負(fù)責(zé)觀(guān)察“駕駛員”的工作，及時(shí)指出錯(cuò)誤并提出問(wèn)題解決建議，任務(wù)完成過(guò)程中，配對(duì)雙方需要按一定的規(guī)則進(jìn)行角色交換。由此引申出來(lái)的配對(duì)學(xué)習(xí)模式，也可以應(yīng)用于信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的各種學(xué)習(xí)任務(wù)。研究表明，這種兩人合作模式相對(duì)人數(shù)較多的傳統(tǒng)合作學(xué)習(xí)有較大的優(yōu)勢(shì)，可以有效避免角色固化、“搭便車(chē)”現(xiàn)象、責(zé)任彌散等問(wèn)題。如果采用配對(duì)學(xué)習(xí)模式開(kāi)展信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)，那么只需要按2人一組為單位配置一套實(shí)驗(yàn)設(shè)備，不僅可以有效減少建設(shè)經(jīng)費(fèi)和維護(hù)成本，也可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，留出更多的空間用于研討、測(cè)試和展示。兩個(gè)配對(duì)小組合并則可以開(kāi)展傳統(tǒng)的合作學(xué)習(xí)，尤其是頭腦風(fēng)暴活動(dòng)的開(kāi)展，也方便人數(shù)較多的班級(jí)使用。當(dāng)然，如果條件允許，傳統(tǒng)的一人一機(jī)模式也可以作為配對(duì)學(xué)習(xí)的一種補(bǔ)充。

（三）實(shí)驗(yàn)助教問(wèn)題：一位信息技術(shù)教師如何勝任大班實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)

根據(jù)我們的實(shí)踐觀(guān)察，大班實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)教師要求極高，指導(dǎo)老師往往“疲以奔命”，加之信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)的綜合性、非線(xiàn)性等特點(diǎn)，不適合采用講練結(jié)合的方式開(kāi)展教學(xué)，導(dǎo)致相當(dāng)一部分學(xué)生常常難以按時(shí)完成預(yù)定實(shí)驗(yàn)任務(wù)。盡管一線(xiàn)老師在長(zhǎng)期實(shí)踐中摸索出了一些行之有效的策略，如小老師、小導(dǎo)師、異質(zhì)分組等策略，但面對(duì)復(fù)雜多樣的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，這些策略有時(shí)并不奏效。因此，對(duì)于條件較好的學(xué)校，可以嘗試“主教+助教”模式以降低生師比，尤其在重要的實(shí)驗(yàn)課時(shí)中，如果能夠以?xún)擅處熀献鞯哪Ｊ介_(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。在今后有關(guān)信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)指南的研制中，這或許應(yīng)該成為一個(gè)需要專(zhuān)門(mén)討論的實(shí)驗(yàn)室條件，也將是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)“見(jiàn)物又見(jiàn)人”的一個(gè)重要體現(xiàn)。

（四）建設(shè)策略問(wèn)題：信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該如何改造

從實(shí)踐操作的角度分析，信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)所需諸項(xiàng)條件的建設(shè)不是簡(jiǎn)單的做加法或減法。一方面，需要考慮主次之分，由主到次統(tǒng)籌考慮，采用“必配+選配”策略有序配置，由現(xiàn)有條件利用向機(jī)房改造或新增實(shí)驗(yàn)室逐步延伸。例如，老舊計(jì)算機(jī)及現(xiàn)有機(jī)房的臺(tái)式機(jī)和服務(wù)器應(yīng)當(dāng)視作信息技術(shù)必修課的最基礎(chǔ)設(shè)備（必配），其后是各種移動(dòng)終端和虛擬仿真系統(tǒng)（必配或選配），然后是各種機(jī)器人套件和物聯(lián)網(wǎng)套件（必配或選配），最后才是人形機(jī)器人、AR設(shè)備等體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)所需的昂貴設(shè)備（一般作為選配）。另一方面，在電子設(shè)備的添置時(shí)序上，需要避免一次性大批量的購(gòu)置行為，尤其是一些智能設(shè)備尚處于高速迭代升級(jí)階段，分批量購(gòu)置才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，避免浪費(fèi)寶貴的教育經(jīng)費(fèi)，這也是引入以小組為單位配置設(shè)備的另一個(gè)重要原因。事實(shí)上，因一次性采購(gòu)所造成的嚴(yán)重浪費(fèi)的學(xué)校案例并不鮮見(jiàn)，尤其值得教育主管部門(mén)和校長(zhǎng)的重視。此外，無(wú)論是既有機(jī)房改造還是新建實(shí)驗(yàn)室，需要考慮各種功能區(qū)（如設(shè)備空間、活動(dòng)空間和儲(chǔ)物空間）的一體化設(shè)計(jì)，在滿(mǎn)足開(kāi)放性、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的需求之外，還必須考慮到現(xiàn)實(shí)條件的制約和成本投入，將部分功能區(qū)進(jìn)行疊加設(shè)計(jì)，有效利用寶貴的場(chǎng)地空間，從以往只注重生機(jī)比轉(zhuǎn)向生空比、生師比及多種功能區(qū)的綜合供給，避免過(guò)度投入和不必要的空間浪費(fèi)。

（五）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范問(wèn)題：信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室是否需要建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

整體而言，本文主要思考的還是實(shí)驗(yàn)室條件應(yīng)該有什么的問(wèn)題，隨著研究和深入的推進(jìn)，今后可能還需要關(guān)注實(shí)驗(yàn)室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的問(wèn)題，但鑒于信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)的綜合性和開(kāi)放性等特點(diǎn)，以及不同版本教材涉及的項(xiàng)目活動(dòng)差異，在短期內(nèi)要沉淀出一個(gè)比較穩(wěn)定的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)是比較困難的。鑒于新課程實(shí)施的緊迫性，就目前而言，以新課標(biāo)為核心盡快推出信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)指南或指導(dǎo)性意見(jiàn)，或者以新教材為核心提供五套高中信息技術(shù)教材版本的建設(shè)指南，可能是比較現(xiàn)實(shí)的選擇。這個(gè)指南可能需要聚焦的問(wèn)題包括：從實(shí)驗(yàn)條件上看，一方面是設(shè)備和場(chǎng)地的建設(shè)指南，另一方面是實(shí)驗(yàn)室使用與管理的指導(dǎo)意見(jiàn);從基礎(chǔ)指標(biāo)上看，一方面是技術(shù)指標(biāo)，尤其是耐用性問(wèn)題、兼容性問(wèn)題;另一方面是功能指標(biāo)，例如，每一類(lèi)實(shí)驗(yàn)需要包含哪些具體實(shí)驗(yàn)（必做實(shí)驗(yàn)和選做實(shí)驗(yàn)），每一類(lèi)實(shí)驗(yàn)所需設(shè)備的具體功能（基本功能和可拓展功能），實(shí)驗(yàn)設(shè)備和場(chǎng)地空間究竟應(yīng)該提供哪些功能區(qū)（基本功能區(qū)和特色功能區(qū)）等。

作者簡(jiǎn)介：

鐘柏昌：教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)橹行W(xué)機(jī)器人教育、創(chuàng)客教育、信息技術(shù)教育等（zhongbc@163.com）。