勝任力視角下提升信息科技教師教學能力的實踐探究

【摘 要】本文在明晰義務教育信息科技課程內涵和教師培訓要求的基礎上，通過有組織地促進教師有效學習與專業發展，追尋學科邏輯，構建項目化主題培訓課程，引導教師進行沉浸式學習，掌握學科教學知識；以資源案例驅動教師“轉識成智”，有依據地進行課堂教學實踐重構，切實提升信息科技教師的新課程教學勝任力。

【關鍵詞】信息科技；教學能力；教學勝任力

【中圖分類號】G43" "【文獻標識碼】A

【論文編號】1671-7384（2024）04-014-03

信息科技新課程的創新突破

1.與時俱進，數字時代的新課程

隨著以人工智能、大模型為代表的智能技術的飛速發展，世界經濟數字化轉型已是大勢所趨。提升全民數字素養與技能，是建設網絡強國、數字中國的一項基礎性、戰略性和先導性工作。2022年4月，教育部頒布了《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》，明確將信息科技列入國家課程，目的在于通過信息意識、計算思維、數字化學習與創新和信息社會責任等核心素養的培養，促進學生數字素養與技能的提升。新課程突出基礎性、實踐性和綜合性，不僅為高中階段信息技術課程的學習奠定基礎，也契合國家對于創新人才培養的要求。

2.邏輯主線，落實素養培養的關鍵抓手

新課程聚焦數據、算法、網絡、信息處理、信息安全和人工智能六條邏輯主線，圍繞學生認知特征和學科邏輯實現縱向組織與橫向關聯，系統構建了義務教育各階段的學習內容框架，是教師辨識與實施課堂教學組織的重要依據，也是有序推進素養培養的重要支持。[1]

我們以“物聯網實踐與探索”模塊（簡稱“物聯網”模塊）為例進行具體分析。物聯網的基本含義是“萬物互聯”，數據處理是其核心要點，控制和反饋是其目的。該模塊包括從互聯網到物聯網、物聯網基本原理與功能、物聯網創新應用和物聯網安全四部分內容。內容要求凸顯數據、網絡等邏輯主線，旨在通過科技生活實例分析和開源硬件的實驗搭建，讓學生理解物聯網是互聯網的延伸，探究物聯網中數據處理的過程，理解物聯網實現萬物互聯的基本原理，提升問題解決能力，培養核心素養。

新課標提倡的教學實施有效途徑

新課標中明確指出，教學要從信息科技實踐應用出發，體現“科”與“技”并重。這里的“科”強調對科學原理、學科思維等的重視，“技”則是立足處理過程和工程實現。通過學習科學原理和實踐應用并重的課程內容，提高解決實際問題的知識運用與遷移能力，是教師落地教學的有效途徑。這需要教師不斷探索和實踐與新理念、新內容相匹配的教學方式，才能夠真正落實信息科技新課程所倡導的嶄新理念。[2]

1.深入挖掘，厘清模塊中的“技”與“科”

在課標中，“物聯網”模塊給出了實踐與原理并重的內容要求，但并未細化“科”與“技”的具體內容。這就需要教師以課標為基本依據，對教學內容進行理解和細化。例如，傳感器是很重要的內容，其中傳感器的基本原理屬于“科”，利用傳感器等設備搭建實驗環境、進行數據采集和處理、開展主題應用實踐，則屬于“技”。對于教師而言，往往知道這些基本的教學內容還不夠，教學時還需要引導學生了解到傳感器采集和應用數據的過程要符合“過程與控制”模塊的“輸入-計算-輸出”的邏輯，了解傳感器的基本原理是將感應到的數據通過計算轉換為電信號輸出。教師還需要掌握傳感器的內部工作原理，也就是“計算”是通過敏感元件和轉換元件完成的。

2.聯系生活，設計主題項目融合“技”與“科”

在實現“科”“技”并重理念的諸多探索中，主題項目化學習恰好彌合了原理認識與實踐運用之間的溝壑，成為新課程實施的一種重要的教學方式。教師需要注重挖掘學生熟悉的應用場景，并對其進行理解和分析，轉化為“科”“技”并重的單元教學內容，形成適合本地教學的主題項目。值得注意的是，相比“互聯網”模塊，“物聯網”模塊的內容主要圍繞“感知-采集-傳輸-反饋-控制”這個最基本的“局部”功能來展開大部分技術性內容，因此，主題學習內容要做好功能聚焦。

3.實驗探究，以驅動問題引導“技”走進“科”

要實現“科”“技”并重，還需要加強探究實驗活動設計。通過核心問題及問題鏈引導學生在實踐活動中探究其中的過程、原理和方法。例如，讓學生把物聯設備連接后，問學生是否可以采集到數據，引出“計算”的必要性，然后再通過系列問題引導學生認識閾值觸發、算法設計，最后再驗證實現。通過問題鏈引導，學生動手實踐、層層思考、解決問題、理解原理，提升問題解決能力。

教師落地實施新課程存在的主要問題

新課程的有效落地需要高質量的教師。在教學指南和配套資源還沒有發布的實驗階段，教師要做到準確把握教學內容，推進素養導向的教學方式創新，還存在諸多問題。

1.技術鴻溝，教師的專業基礎能力差距較大

新課程的內容組織呈現進階性和高度相關性。教師缺乏成體系的專項培訓，即使是小學階段的教學需要，部分教師的知識儲備都有所欠缺，更何況“物聯網”模塊具有很強的統整性，又是對后續的“人工智能”模塊中大數據內容的前期鋪墊，需要在前三個階段學習內容的基礎上漸進式提升。加之物聯網領域的發展還不成熟，智能設備和服務云平臺種類繁多，質量參差不齊，這些都可能成為教師落地實施新課程的技術鴻溝[3]。

2.理念滯后，對新課程理念理解不夠深入

課程標準在課程理念與設計思路上做了較大的修訂。針對學生數字素養的培養，新課標要求教師具備更高的數字素養和技能，通過實踐探索、情景應用等方式支持學生對信息科技的理解。但是絕大部分教師仍然注重教技術，對新理論的學習和落地實踐仍停留在表面。另外，專業信息科技教師普遍占比不高，大部分教師對新課標缺乏深刻的專業理解，對邏輯主線、項目驅動等缺乏深入理解，甚至存在科學錯誤或者誤導性實踐結論，無法滿足新課程有效教學的需要。

3.示范不足，缺乏創新教學方式的典型案例

如何結構化設計教學內容？有效的教學是什么樣的？教師苦于缺少成體系的典型教學案例，難以整體把握模塊核心知識，明確教學中的關鍵問題。如何圍繞核心概念設計實踐活動，引導學生從實踐應用出發，更好地理解其中的基本原理？因此，教學案例資源不足就成為教師新課程教學中的一個瓶頸問題。

提升信息科技教師教學勝任力的實踐探索

如何提升教師“物聯網”模塊的教學勝任力？通過學習具身認知理論、深度學習理論、SOLO理論和新時代訴求，依據區域教師現狀和需求，我們組織骨干教師團隊，通過課題引領、培訓課程引導、多級聯動促進等多種方式開展實踐探究。

1.課程引導，探究主題項目單元的有效設計

新課標明確提出“以真實問題或項目驅動，引導學生經歷原理運用過程、計算思維過程和數字化工具應用過程，建構知識，提升問題解決能力”。為了促進教師深諳此道，我們以數據為核心，融合“場景分析—原理認知—應用遷移”的活動思路，通過主題項目學習課程（表1），引導教師開展沉浸式學習，掌握模塊相關的教學知識，體驗真實問題或項目驅動的學習方式，體會主題項目、核心內容和核心驅動問題之間的關聯，為新課程教學轉型打牢基礎。

2.轉智成識，通過研課和主題交流助力教學方式轉型

生活中的物聯網應用來源于多個不同領域，有著大場景的特點，目前尚無統一的物聯設備規范與物聯協議體系。教師需要考慮到學生的實際情況和模塊教學需求，選擇典型且富有鮮明邏輯層次的小應用項目主題，這是“物聯網”模塊真正落地實施的重要保證。

對參訓教師而言，學習的真正目的是使個人能夠經由知識技能的掌握而達到自身教學能力的提升，即“轉識成智”。以案例資源作為學習成果輸出，蘊涵著“轉識成智”的實現路徑，也是解決瓶頸問題的重要手段。

參訓教師以小組的形式，通過分析生活中的智能家居、智能農業、智慧交通等物聯場景，形成了RFID門鎖功能實現、模擬搭建停車收費簡易系統、設計實現智能花盆物聯系統等系列主題案例資源，在主題交流中反思總結，并在教學中進行應用迭代，形成一批可復制可推廣的特色案例資源。期望通過以數據為核心的主題統攝，有機整合單元教學內容，為新課程落實提供一種教學新思路。

4.實踐和實驗，探索解決教學面臨的關鍵問題

課標“物聯網”模塊在內容要求中明確指出，要自覺遵守物聯網實驗的操作規程，會使用實驗設備搭建物聯系統原型和簡易物聯系統，并通過實驗平臺讀取、發送、接收、匯集和使用數據。可以看出，實驗是推動開展“科”“技”并重的“物聯網”模塊教學的重要途徑。

目前的實驗教學大多應用在物理、化學、科學等學科，較少應用在信息科技學科。因此，如何在“物聯網”模塊中開展落實實驗教學，將“科”與“技”并重的課程特點真正發揮出來，對信息科技教師都是全新的挑戰[4]。

以探究簡易物聯系統設計和搭建為例來分析。生活中的物聯系統大多由終端設備、傳感器和應用程序組成。因此，搭建一個簡易物聯系統，教師需要經過選擇物聯網服務平臺、智能終端和編程語言等三個流程。我們常把實驗設備稱為可編程的智能終端，國內流行的大多數面向教育的開源硬件包括 SBC（單板計算機）、控制板及傳感器等，都提供了相應的圖形化環境或標準Python環境下的編程驅動模塊，可以滿足我們的實驗教學需要，教師需要根據自身知識儲備和學校辦學條件合理選擇。再比如，我們是選擇使用網上常見的物聯網服務平臺，如One Net等，還是在本地自建MQTT服務器，這需要依據主題項目教學的需要來確定。

2023年11月，教育部發布的《中小學實驗教學基本目錄》中提煉了8個實驗活動[5]，既有系統方案設計可行性的驗證性實驗，也有探究物聯網的基本原理、自主可控等內容的探究性實驗。但目前沒有出臺對應的信息科技實驗室配置標準，關于“信息科技實驗”的價值定位、實驗教學方式以及實驗規程等問題，有待進一步深入探索。

參考文獻

李維明. 義務教育信息科技課程標準中“邏輯主線”的認識與理解[J]. 中國信息技術教育，2023（24）： 17-19.

周忠林. 聚焦“科技并重”信息科技研學課堂的樣態建構[J]. 中國信息技術教育，2023（21）： 24-27.

胡秋萍. 基于計算思維培養的物聯網教學框架和案例設計[J]. 中小學信息技術教育，2022（12）： 61-63.

魏雄鷹. 加強信息科技實驗教學發揮信息科技育人價值[J]. 教育與裝備研究，2024，40（2）： 12-15.

教育部. 2023年版中小學實驗教學基本目錄正式發布 [DB/OL].（2023-11-24）[2024-03-16].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/s5987/202311/t20231123_1091833.html.

編" "輯：盧秋紅