信息科技實(shí)驗(yàn)教學(xué)探析與實(shí)施方略

摘要： 信息科技實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為中小學(xué)科學(xué)教育的重要組成部分，旨在通過(guò)“科”“技”并重的課程理念，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維和問(wèn)題解決能力。針對(duì)當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨的實(shí)驗(yàn)資源不足、教學(xué)方法單一、評(píng)價(jià)機(jī)制不完善等問(wèn)題，提出了基于“過(guò)程與控制”模塊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施策略，強(qiáng)調(diào)通過(guò)系統(tǒng)化分析、分層教學(xué)設(shè)計(jì)和數(shù)字化資源整合，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與方法。研究結(jié)果表明，該策略能有效提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰秃诵乃仞B(yǎng)，為信息科技實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高質(zhì)量發(fā)展提供實(shí)踐路徑，助力培養(yǎng)適應(yīng)未來(lái)社會(huì)的創(chuàng)新型人才。

關(guān)鍵詞：信息科技；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)施方略；過(guò)程與控制

2019年，教育部印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見(jiàn)》明確指出“實(shí)驗(yàn)教學(xué)是國(guó)家課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的重要教學(xué)內(nèi)容，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑”。2023年，教育部等十八部門(mén)聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見(jiàn)》，提出“強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)”“提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)，培育具備科學(xué)家潛質(zhì)、愿意獻(xiàn)身科學(xué)研究事業(yè)的青少年群體”。作為中小學(xué)科學(xué)教育的重要組成部分，信息科技課程在培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)、發(fā)展計(jì)算思維、提升數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力、踐行信息社會(huì)責(zé)任等方面具有不可替代的作用。高質(zhì)量的信息科技實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅有助于學(xué)生理解基本概念和基本原理，還能促進(jìn)學(xué)生形成學(xué)科思維，提高綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。本文以“過(guò)程與控制”模塊為例，探討信息科技實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本遵循，分析當(dāng)前存在的主要問(wèn)題，并提出相應(yīng)的策略，以期為提升教學(xué)質(zhì)量提供參考。

一、信息科技實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本遵循

《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見(jiàn)》明確要求：要努力構(gòu)建與德智體美勞全面培養(yǎng)的教育體系相適應(yīng)、與課程標(biāo)準(zhǔn)要求相統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。作為信息科技課程體系的有機(jī)組成部分，實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)注重體現(xiàn)課程性質(zhì)，反映課程理念，契合課程目標(biāo)，全面落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，信息科技實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)遵循以下原則。

（一）體現(xiàn)基礎(chǔ)性

體現(xiàn)基礎(chǔ)性是指實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)圍繞課程的基本概念和基本原理展開(kāi)探究。在這個(gè)過(guò)程中，教師需關(guān)注學(xué)生的已有知識(shí)基礎(chǔ)和生活經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)他們?cè)谌粘Ｉ钪邪l(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，設(shè)計(jì)解決方案，驗(yàn)證方案并解決問(wèn)題。例如，“過(guò)程與控制”模塊的基本概念有系統(tǒng)、子系統(tǒng)、模塊等，基本原理包括開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制的工作過(guò)程、邏輯與運(yùn)算對(duì)實(shí)現(xiàn)控制的作用。在教學(xué)中，教師可通過(guò)實(shí)施“智能種植系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”項(xiàng)目式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或植物養(yǎng)護(hù)，在設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)小型智能種植系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)探究中，對(duì)涉及的基本概念以及閉環(huán)控制基本原理建立起結(jié)構(gòu)化的整體認(rèn)知。

（二）突出探究性

實(shí)踐性是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本屬性，探究性是其價(jià)值屬性。信息科技課程的理念之一就是“倡導(dǎo)真實(shí)性學(xué)習(xí)”^[1]，這就要求信息科技實(shí)驗(yàn)教學(xué)要引導(dǎo)學(xué)生聚焦真實(shí)問(wèn)題，經(jīng)歷原理運(yùn)用、計(jì)算思維和數(shù)字化工具應(yīng)用過(guò)程，凸顯學(xué)生的主體性。例如，探究連續(xù)量如何通過(guò)閾值轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)量，教師可以讓學(xué)生利用水銀溫度計(jì)觀測(cè)手心或熱水溫度的連續(xù)變化過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生思考為什么夏季空調(diào)一般設(shè)定在 26 ℃，當(dāng)室溫高于或不高于26 ℃時(shí)，空調(diào)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是否有變化，然后組織學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備和算法知識(shí)編寫(xiě)（完善）并測(cè)試程序模擬實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的制冷（吹風(fēng)）功能。學(xué)生在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)歷了動(dòng)腦思考、動(dòng)手實(shí)踐、觀察現(xiàn)象、分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論的過(guò)程，在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中建構(gòu)知識(shí)體系、形成綜合能力，充分體現(xiàn)了“做中學(xué)”“用中學(xué)”“創(chuàng)中學(xué)”的課程實(shí)施理念。

（三）強(qiáng)化綜合性

信息科技實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綜合性體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是“科”與“技”并重，不僅要讓學(xué)生掌握技術(shù)層面的操作實(shí)踐，還要促進(jìn)學(xué)生在深入理解基本概念和基本原理的基礎(chǔ)上運(yùn)用與創(chuàng)新；二是信息科技和其他學(xué)科融合，共同支撐實(shí)驗(yàn)教學(xué)。以“智能種植有方法”單元為例，學(xué)生為了完成智能種植系統(tǒng)功能，不僅要運(yùn)用信息科技學(xué)科知識(shí)，還要整合科學(xué)、勞動(dòng)、數(shù)學(xué)等學(xué)科的知識(shí)，如分析環(huán)境對(duì)植物生長(zhǎng)的影響、智能種植模擬環(huán)境的結(jié)構(gòu)及美學(xué)設(shè)計(jì)、應(yīng)用相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)確定閾值等。由此可見(jiàn)，融合多學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)既有助于學(xué)生把握信息科技的本質(zhì)，又能拓寬他們的視野，增強(qiáng)其解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。

（四）注重創(chuàng)新性

人才是國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的核心要素之一。在數(shù)字技術(shù)深刻改變?nèi)祟愃季S、生活、生產(chǎn)和學(xué)習(xí)等方式的時(shí)代背景下，培養(yǎng)面向未來(lái)的創(chuàng)新人才是教育的職責(zé)和擔(dān)當(dāng)。信息科技實(shí)驗(yàn)教學(xué)重點(diǎn)是引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注技術(shù)和社會(huì)發(fā)展，學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的問(wèn)題，并針對(duì)問(wèn)題提出假設(shè)、設(shè)計(jì)解決方案，鼓勵(lì)學(xué)生勇于試錯(cuò)，在不斷探索中解決問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)生形成批判性思維和創(chuàng)造性思維。例如教學(xué)“反饋與優(yōu)化”時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)思考：洗衣機(jī)洗衣服的過(guò)程是開(kāi)環(huán)控制還是閉環(huán)控制？在使用過(guò)程中是否遇到過(guò)不滿意的情況？有的學(xué)生認(rèn)為洗衣機(jī)加水的過(guò)程屬于閉環(huán)控制，因?yàn)樗枰獧z測(cè)水位；有的認(rèn)為設(shè)定洗滌時(shí)長(zhǎng)的洗衣過(guò)程是開(kāi)環(huán)控制；有的反映洗完的衣服晾干后仍有污漬；有的提到洗衣液加多時(shí)，泡沫會(huì)從投放口溢出……針對(duì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，教師追問(wèn)是否有改進(jìn)方案。學(xué)生可能會(huì)提出增加傳感器來(lái)檢測(cè)衣物的清潔度，或者根據(jù)衣物重量和污漬程度自動(dòng)調(diào)整洗衣液用量，甚至在超過(guò)最大洗衣重量時(shí)發(fā)出提示音。如果條件允許，教師可以讓學(xué)生嘗試驗(yàn)證這些改進(jìn)措施。這類開(kāi)放性的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，能夠提升學(xué)生發(fā)散思維和解決新問(wèn)題的能力，從而為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

二、信息科技實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際問(wèn)題

信息科技實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)教師而言尚屬新興領(lǐng)域。許多教師常將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與傳統(tǒng)上機(jī)操作或簡(jiǎn)單的實(shí)踐操作混淆。目前，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在實(shí)施中還存在一些亟待解決的問(wèn)題。

（一）實(shí)驗(yàn)資源不足

實(shí)驗(yàn)資源不足主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是硬件資源匱乏，尤其是支撐實(shí)體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)備配備不足。例如，一些學(xué)校的信息科技實(shí)驗(yàn)室配置基本是傳統(tǒng)的機(jī)房和互聯(lián)網(wǎng)，缺少“過(guò)程與控制”模塊實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)所需的主控板、傳感器等必要設(shè)備^[2]。二是軟件資源問(wèn)題，如軟件或平臺(tái)授權(quán)許可問(wèn)題（注冊(cè)需手機(jī)驗(yàn)證碼與學(xué)生無(wú)手機(jī)之間存在矛盾）、版本兼容性問(wèn)題（現(xiàn)有硬件不支持軟件運(yùn)行）、功能需要付費(fèi)使用，以及部分平臺(tái)中充斥廣告等不可控干擾因素等問(wèn)題。對(duì)很多學(xué)校來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)資源不足是制約信息科技實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量提升的主要因素。

（二）重“技”輕“科”

信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)“科”與“技”并重。但在實(shí)際教學(xué)中，尤其在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，很多課堂出現(xiàn)重“技”輕“科”，甚至出現(xiàn)有“技”無(wú)“科”的現(xiàn)象。部分教師沿襲傳統(tǒng)教學(xué)觀念，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)簡(jiǎn)化為“完成實(shí)踐任務(wù)的操作步驟”，按部就班地推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。這種做法雖然保證了教學(xué)的條理性和可操作性，有利于達(dá)成操作結(jié)果，但減少了學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)深化理解基本概念和基本原理的機(jī)會(huì)，忽視了對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的全面培養(yǎng)以及創(chuàng)新潛能的深度挖掘。

（三）教學(xué)方法單一

面對(duì)信息科技實(shí)驗(yàn)教學(xué)豐富多樣的內(nèi)容和復(fù)雜多變的流程，許多教師在授課時(shí)，傾向采用自己駕輕就熟的講授法與演示法，以確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。然而，這種單一的教學(xué)方法缺乏靈活性與精準(zhǔn)性，無(wú)形中為學(xué)生設(shè)置了一個(gè)固定的問(wèn)題解決框架，限制了他們思維的拓展與深化。這不僅不利于學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)與技能的全面提升，也難以有效激發(fā)他們的創(chuàng)新思維。

（四）實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制不完善

信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)素養(yǎng)導(dǎo)向的多元評(píng)價(jià)。但是，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師往往難以全面、及時(shí)關(guān)注每位學(xué)生的具體表現(xiàn)、反思過(guò)程和個(gè)人發(fā)展，因此評(píng)價(jià)焦點(diǎn)往往集中在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完整性，而忽視了對(duì)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、探究能力和創(chuàng)新思維等素養(yǎng)的綜合評(píng)估。這種偏重于結(jié)果的評(píng)價(jià)方式常常導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中過(guò)于追求最終成果的呈現(xiàn)，忽視實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的學(xué)習(xí)與探索，未能充分發(fā)揮評(píng)價(jià)在促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)和幫助教師優(yōu)化教學(xué)中的作用^[3]。

三、信息科技實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施策略

為體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本遵循，解決現(xiàn)存問(wèn)題并提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，我們?cè)趯?shí)踐研究基礎(chǔ)上提出實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施策略：采用系統(tǒng)化方法，全面分析模塊在整個(gè)學(xué)段中的地位和內(nèi)容結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基于“科”“技”并重課程實(shí)施理念，聚焦實(shí)驗(yàn)涉及的基本概念和基本原理，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，整合實(shí)驗(yàn)資源以確定實(shí)驗(yàn)類型和實(shí)驗(yàn)方法；同時(shí)，注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的反饋調(diào)整機(jī)制建設(shè)，以及時(shí)優(yōu)化和調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方法，確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)于教學(xué)目標(biāo)達(dá)成和學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展（如圖1）。

下面結(jié)合《義務(wù)教育信息科技教學(xué)指南》（以下簡(jiǎn)稱“教學(xué)指南”）“過(guò)程與控制”模塊對(duì)該實(shí)施策略進(jìn)行闡述。

（一）分析模塊地位

信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出課程內(nèi)容應(yīng)圍繞數(shù)據(jù)、算法、網(wǎng)絡(luò)、信息處理、信息安全和人工智能六條邏輯主線進(jìn)行構(gòu)建。“過(guò)程與控制”模塊在課程體系中起到了橋梁的作用，既是對(duì)小學(xué)前兩個(gè)學(xué)段知識(shí)技能的深化與提升，又為初中階段，特別是物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐與探索模塊的學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在該模塊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生能夠加深對(duì)如連續(xù)量、開(kāi)關(guān)量、閾值等數(shù)據(jù)的理解，并能將數(shù)據(jù)與輸入、計(jì)算、輸出等環(huán)節(jié)，算法與控制功能，信息處理、信息安全與過(guò)程控制的工作流程等建立聯(lián)系，以及利用網(wǎng)絡(luò)資源和生成式人工智能開(kāi)展學(xué)習(xí)。因此，在設(shè)計(jì)和實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師需要高度重視對(duì)六條邏輯主線的綜合處理與整合，體現(xiàn)各知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系，逐步引導(dǎo)學(xué)生深入理解并掌握該模塊的核心概念與技能，確保學(xué)生能夠在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中形成完整、系統(tǒng)的知識(shí)體系和問(wèn)題解決能力。

（二）把握模塊內(nèi)容組織架構(gòu)

教學(xué)指南的編寫(xiě)理念強(qiáng)調(diào)內(nèi)容的基準(zhǔn)性及廣泛的適切性，對(duì)具體的實(shí)施環(huán)節(jié)或過(guò)程采取了留白處理，為教師進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)提供了一定的空間。因此，教師需要準(zhǔn)確地把握模塊的內(nèi)容組織架構(gòu)，以利于系統(tǒng)地設(shè)計(jì)并實(shí)施相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。教學(xué)指南中“過(guò)程與控制”模塊的內(nèi)容架構(gòu)特點(diǎn)如下。

1.主題單元筑基礎(chǔ)

“過(guò)程與控制”模塊一共有8個(gè)單元，前4個(gè)單元側(cè)重于基本概念和基本原理的理解和簡(jiǎn)單運(yùn)用，體現(xiàn)了基于學(xué)科核心知識(shí)的主題教學(xué)理念，與之對(duì)應(yīng)的主要是驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)教學(xué)^[4]。第1—4單元主要內(nèi)容梳理見(jiàn)表1。

在實(shí)際教學(xué)中，教師可以遵循主題學(xué)習(xí)特點(diǎn)對(duì)單元主題做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，如可將四個(gè)單元主題對(duì)應(yīng)調(diào)整為生活中的過(guò)程與控制、控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)與運(yùn)算、控制系統(tǒng)的類型、控制系統(tǒng)的分解與集成。

2.項(xiàng)目單元強(qiáng)能力

“過(guò)程與控制”模塊中的第5—7單元側(cè)重于綜合實(shí)踐，體現(xiàn)了項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的理念，旨在讓學(xué)生基于場(chǎng)景提出問(wèn)題，設(shè)計(jì)問(wèn)題解決方案，并進(jìn)行驗(yàn)證與優(yōu)化，以形成學(xué)科思維和方法，提升綜合運(yùn)用學(xué)科知識(shí)解決較復(fù)雜問(wèn)題的能力，與此相匹配的是探究型或創(chuàng)新應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)教學(xué)（見(jiàn)表2）。

上述三個(gè)單元不僅促進(jìn)了學(xué)生對(duì)第1—4單元內(nèi)容深化理解和綜合運(yùn)用，還突出了數(shù)據(jù)檢測(cè)、模塊、計(jì)算機(jī)程序在控制系統(tǒng)中的重要作用。在實(shí)踐中，對(duì)于有硬件條件的學(xué)校，教師可以結(jié)合本校條件設(shè)計(jì)2—3個(gè)單元項(xiàng)目；而在缺乏硬件支撐的學(xué)校，教師可以利用人教信息科技數(shù)字資源平臺(tái)提供的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)展開(kāi)教學(xué)。此外，如果學(xué)生編程能力一般，可以適當(dāng)降低編程難度，側(cè)重于通過(guò)對(duì)照功能閱讀程序或適當(dāng)改寫(xiě)程序來(lái)觀察系統(tǒng)控制效果，以此促進(jìn)學(xué)生理解計(jì)算機(jī)程序在控制系統(tǒng)中的作用。如果學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)比較好，教師可以從增加和優(yōu)化系統(tǒng)功能的角度擴(kuò)展學(xué)習(xí)內(nèi)容，體現(xiàn)項(xiàng)目的開(kāi)放性，以此培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

3.綜合育人價(jià)值

促進(jìn)學(xué)生形成信息意識(shí)、發(fā)展計(jì)算思維、提高數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力、踐行信息社會(huì)責(zé)任是信息科技課程育人價(jià)值的集中體現(xiàn)。學(xué)生核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展需要持之以恒的培育過(guò)程。綜觀每一課中的案例情境、6條邏輯主線的融會(huì)貫通以及第8單元“自主可控與安全”這一主題教學(xué)，無(wú)不滲透著課程的育人導(dǎo)向。因此，教師在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，可以與時(shí)俱進(jìn)、因地制宜、立足學(xué)情深挖實(shí)驗(yàn)教學(xué)載體或內(nèi)容素材，滲透國(guó)家和民族基本價(jià)值觀，立體化塑造課程育人價(jià)值。例如，在教學(xué)第5單元“智能種植有方法”時(shí)，教師可以從糧食安全問(wèn)題切入，引導(dǎo)學(xué)生思考“為什么我們國(guó)家要設(shè)定18億畝耕地紅線”“寒冷的北方在冬天如何生產(chǎn)糧食和經(jīng)濟(jì)作物”“怎樣設(shè)計(jì)智能大棚的系統(tǒng)及子系統(tǒng)”“如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)和子系統(tǒng)的功能”等問(wèn)題。通過(guò)這一系列的問(wèn)題鏈，將單元實(shí)驗(yàn)完整串聯(lián)，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的育人功能。再如，在第7單元“汽車(chē)?yán)锏男W秘”的教學(xué)中，教師可以將我國(guó)新能源汽車(chē)飛速發(fā)展的背景有機(jī)融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，突顯我國(guó)工業(yè)的自主研發(fā)和創(chuàng)新精神，激發(fā)學(xué)生“強(qiáng)國(guó)有我”的責(zé)任感和使命感。

（三）整合實(shí)驗(yàn)資源

堅(jiān)持實(shí)體硬件實(shí)驗(yàn)與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合原則，充分挖掘數(shù)字資源，可以解決硬件實(shí)體實(shí)驗(yàn)資源不足、教學(xué)評(píng)價(jià)低效等問(wèn)題。以下以“過(guò)程與控制”模塊第5單元“智能種植有方法”為例，闡述借助人教信息科技數(shù)字資源平臺(tái)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)取得的成效。

1.實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建方便

人教信息科技數(shù)字資源平臺(tái)提供的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)支持在線和本地運(yùn)行兩種方式。在線方式注冊(cè)成功后憑賬戶、密碼即可登錄平臺(tái)免費(fèi)使用；本地方式的資源下載、安裝、運(yùn)行簡(jiǎn)便易行。

2.有利于強(qiáng)化基本概念和基本原理理解

在“土壤濕度控制好”和“光照溫度要適宜”兩課的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以通過(guò)拖動(dòng)鼠標(biāo)設(shè)置濕度傳感器和光敏傳感器閾值，點(diǎn)擊“+”“-”可以改變土壤濕度和環(huán)境光照度。通過(guò)這種互動(dòng)方式，學(xué)生能夠觀察并理解澆水與否或燈光（光照）狀態(tài)變化的過(guò)程，進(jìn)而通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)比分析程序，深入理解閉環(huán)控制過(guò)程及閾值在控制中的作用。有硬件實(shí)驗(yàn)條件的教師也會(huì)在教學(xué)中利用這些虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，并認(rèn)為它們不僅有利于學(xué)生理解基本概念和基本原理，還能有效提升學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題解決能力和實(shí)驗(yàn)效率。

3.有利于提高教學(xué)評(píng)價(jià)實(shí)效

信息科技實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)科特色和優(yōu)勢(shì)，利用數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)開(kāi)展評(píng)價(jià)。人教信息科技數(shù)字資源平臺(tái)在教師端集成了教學(xué)中心，為教師提供了備課授課、管理班級(jí)、查看教學(xué)數(shù)據(jù)等功能。除平臺(tái)預(yù)置資源外，教師還可以通過(guò)創(chuàng)建或上傳的方式添加實(shí)驗(yàn)任務(wù)單、練習(xí)和試題，以供課堂教學(xué)時(shí)調(diào)用。教學(xué)過(guò)程中，教師可通過(guò)平臺(tái)與學(xué)生實(shí)時(shí)互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)問(wèn)答、搶答、練習(xí)推送、仿真實(shí)驗(yàn)、批改講評(píng)和獎(jiǎng)勵(lì)等功能。平臺(tái)能夠動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，通過(guò)多種指標(biāo)全程記錄學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，描摹學(xué)習(xí)畫(huà)像，形成可視化的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，全面評(píng)價(jià)學(xué)生知識(shí)、原理以及技能掌握情況，以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)。此外，平臺(tái)的“數(shù)據(jù)中心”功能允許教師從多個(gè)維度統(tǒng)計(jì)和查看不同年級(jí)、班級(jí)和課堂的學(xué)習(xí)進(jìn)度、授課情況和隨堂練習(xí)數(shù)據(jù)，為教師評(píng)估學(xué)生表現(xiàn)、及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)和優(yōu)化教學(xué)方案提供數(shù)據(jù)支持。

四、結(jié)語(yǔ)

信息科技實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)現(xiàn)課程育人價(jià)值的重要途徑。信息科技教師需深入理解實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深層含義與精髓，緊扣教學(xué)指南的脈絡(luò)，精準(zhǔn)錨定實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，以“科”“技”并重理念引領(lǐng)，不斷豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式和方法，從而提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)。唯有如此，信息科技實(shí)驗(yàn)教學(xué)才能真正成為落實(shí)育人理念、培育時(shí)代新人的堅(jiān)實(shí)陣地，為學(xué)生全面發(fā)展注入強(qiáng)勁的數(shù)字動(dòng)力，推動(dòng)信息科技教育走向成熟與卓越。

注：本文系人教數(shù)字教育研究院2023年度重點(diǎn)課題“信息科技課程數(shù)字教材建設(shè)實(shí)踐研究”（課題編號(hào)：RJA0323002）、遼寧省教育學(xué)會(huì)2024年度課題“基于信息科技學(xué)科發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的過(guò)程性增值評(píng)價(jià)研究（課題編號(hào)：XH2024866）的階段性研究成果。

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（作者趙春芝系遼寧教育學(xué)院教研員；陳東升系遼寧省沈陽(yáng)市東北育才學(xué)校教師）

責(zé)任編輯：李媛