高中信息技術新教材必修模塊的傳承與創新

廖麗鴛

依據《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》（以下簡稱新課標）編寫的新教材已正式出版，相比于老教材，新教材在內容、技術與方法三重維度上都有所提升，增加了大量的新技術，如云計算、大數據、人工智能等，課程實施的外部條件和內部動力也發生了巨大改變。因此，一線教師要盡快深入解讀新課標與教材的關系，轉變教學方式，思考教什么、如何教、怎樣教。本文將以《必修1》為例進行分析。

● 內容層面：繼承學科本真，創新情境與案例

新課標中規定高中信息技術學科核心素養由信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任四個核心要素組成。相比于舊教材，新教材更注重學生在信息技術知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等方面的綜合表現，這就要求教師將新思想融入老內容中。

《必修1》包括“數據與信息”“數據處理與應用”“算法與程序實現”“人工智能”四部分內容。從內容上看，《必修1》第一章“數據與信息”繼承了老教材的內容，增加了數據與大數據的概念。

1.創新教學情境

數、數字、數據、信息、知識、智能、智慧，這些常見的名詞之間是怎樣聯系的？它們與技術的發展又有怎樣的關系？教師可以選擇合適的案例與情境，增強情感體驗，引導學生順利實現知識遷移和應用。

情境1：為了孩子，它們連命都不要了。

三只獵豹追捕一只母鹿和兩只小鹿，母鹿為了讓兩只小鹿安全逃跑，無畏地站著，甘愿承受獵豹的撕咬，以換取孩子逃跑的時間。即使被撕碎，母鹿仍紋絲不動，眺望著遠方逃離的小鹿，直至它們安全離開……

情境2：現場拍攝這張照片的攝影師道出實情。

這個故事在網絡上瘋狂傳播，攝影師艾莉森·巴蒂吉格道出了事情的真相，其實這個故事是被捏造出來的。獵豹突襲，母鹿只是被獵豹的攻擊嚇呆了。

2.情境與案例解讀

情境1中故事和圖片都來源于網絡，一個感人的故事配以煽情的文字和震撼的圖片，每個人都會被感染。情境2中攝影師告訴我們這是假的。

學生通過對情境1、情境2的交流、討論、對比分析，不再輕易相信獲取的信息，而是學會使用合適的方法甄別信息的可靠性和導向性。讓學生學會感知、辨別、描述、理解數據與信息，并認識到信息技術對人們生活的影響。

3.核心素養指向

指向1：在運用數字化工具的學習活動中，理解數據、信息與知識的相互關系，認識數據對人們日常生活的影響。

指向2：針對具體學習任務，體驗數字化學習過程，感受利用數字化工具和資源的優勢。

指向3：根據任務需求，選用恰當的軟件工具或平臺處理數據，完成分析報告，理解對數據進行保護的意義。

基于互聯網的核心素養教學，以圖像、文字、視頻等多種媒體方式呈現案例與情境，鼓勵學生積極搜索，自主求證信息的真偽性與全面性，提升分析問題解決問題的能力，從而形成內化的學科核心素養。

● 目標層面：傳承算法與編程，創新算法應用

1.傳承語言共性

VB和Python都是程序設計語言，它們有自己的語法規則，也需要閱讀理解，語言之間是有共性的，這就是語言的傳承。

寫代碼和寫作一樣都要遵循一定的規則和規律，需要掌握：①邏輯。沒有邏輯的文章會讓人覺得不知所云，同理，沒有邏輯的代碼，會漏洞百出，甚至會造成系統的嚴重缺陷。②語法。寫作需要遵守語法，包括標點、斷句等，同理，代碼也需要遵守其編程語言的語法，否則無法編譯通過。③模塊與規劃。寫作時需要對文章的段落和詞句進行規劃，做到中心明確、層次清晰、突出重點，同理，軟件需要多模塊組成，模塊又包含多個代碼段。

2.傳承算法思想

新教材改用Python語言，但是算法的科學本真不變，三種基本結構順序、分支、循環不變，枚舉、排序、查找、遞歸等算法的基本思想不變，用計算機解決問題的一般過程，即抽象與建模—設計算法—編寫程序—調試運行程序這一過程不變。

例如，繪制一個正多邊形。

第一步，抽象與建模。核心要素：邊數n和邊長a;計算模型：畫邊長為a的邊，旋轉一定角度（180-d）（[d=（n-2）×180÷n]）。

第二步，設計算法。①輸入要繪制的正多邊形的邊數n和邊長a;②計算正多邊形的每個內角度數d，其中d=（n-2）×180÷n;③將以下過程重復執行n遍：畫一條長度為a的線段，再將畫筆方向向左（逆時針）旋轉（180-d）度。

第三步，編寫程序（如圖1）。

第四步，調試運行程序。

新教材中包含了大數據處理和人工智能應用，大數據分析一般可以按“數據獲取—數據存儲與提取—數據預處理—數據建模與分析—數據可視化”的步驟來實施，各部分知識點如下頁圖2所示。

現實生活中的數據往往有重復、缺失等，這時候就需要對數據進行預處理，學會Pandas （Python包）的用法，便能簡單應對一般的數據清洗。

● 教學層面：繼承任務驅動，創新項目學習

1.任務驅動項目化

Python是一種面向對象解釋式計算機程序語言，教師要幫助學生具備項目式學習思維，能自主地進行學習規劃，明確學習任務，及時按照要求，進行自我學習規劃。

例如，在Python中枚舉是一種類（Enum，IntEnum），存放在enum模塊中。枚舉類型可以給一組標簽賦予一組特定的值，要求學生通過項目學習掌握枚舉算法思想，如定義一個枚舉類，如下頁圖3所示。

完成這一項目可以有很多方法，讓學生自主探究可以解決此項目的方案。例如，獲取在枚舉類中定義的枚舉成員（如下頁圖4）。

2.線上線下混合學習完成項目

項目學習需要數字化學習與創新，目前線上學習平臺技術還不夠成熟，更多的是某種應急舉措。部分教師在利用在線平臺實施課程教學時會出現一些困惑，如將線下課程原封不動地搬到線上，未能及時更新教學模式和手段。此外，部分教師沒有足夠的信心組織好線上課堂，單純靠加大作業量來彌補，從而導致線上教學質量與面授存在實質差距。

項目學習采用線上線下混合模式來進行，能夠起到有益的補充，以便實現更科學的教學模式和更有效的教學手段。

3.核心素養是項目化學習的目標

新教材編寫意圖是讓學生通過項目學習提升信息意識、訓練計算思維、養成數字化學習與創新的習慣、信守信息社會的道德與倫理準則。教師在Python學習項目構建中，對教學模式應用實踐應做出科學分析，使學生感受到Python學習模式構建的特色，從而提升學習興趣。筆者將新課標教育背景下Python項目學習模式實施流程歸納為教學主題確定、教學方案設計、教學實施準備、教學過程落實和教學評價反饋五點。而針對相應教學模式應用對策調整則匯總為主題確定要及時、內容設計要充實、過程實施要科學和教學反饋要及時四點。

● 結語

新課標強調學科大概念，要求高中信息技術教師從內容、目標和教學三個維度去思考如何教學。從內容層面看，新教材將全方位考察學生的核心素養，及其在信息技術知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀的綜合表現，因此，對新教材中保留的老內容，需要繼承數據與信息，創新情境與案例。從目標層面看，雖然新教材中增加了不少新興技術，但其與舊教材中的算法本質是一樣的，因此，教師只需傳承語言的共性和算法的思想，創新算法的應用即可。從教學層面看，新教材以培養學生的核心素養為目標，鼓勵教師采用項目式教學的方法，同時兼顧傳統的任務驅動式教學，可根據實際情況采取線上線下混合學習模式。