义教“信息科技”课程理解 | 强化科学原理注重实践应用|教学

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自《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》颁布后，科学原理与实践应用被提到同样重要的位置，本文阐述了课程内容中科学原理的必要性、实践应用的经验积累，以及如何强化科学原理注重实践应用，以期为“科”与“技”并重的课程理念理解提供思路。

规律是理论的内核，理论是实践对规律的总结。科学原理与实践应用并重是信息科技课程的重要理念之一，也是教师在进行备、教、学、评一体化设计时需要遵循的基本原则。

那么，在《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）改革背景下，信息科技学科教师应如何践行“遴选科学原理和实践应用并重的课程内容”的课程理念呢？

下面，笔者从课程内容中科学原理的必要性、实践应用的经验积累、如何强化科学原理注重实践应用三个方面进行具体阐述。

课程内容中科学原理的必要性

信息科技迅猛发展，技术工具层出不穷，因此，信息科技课堂教学中遴选的课程内容的时效性和丰富性受社会环境和时空制约，所选内容不仅要满足当前需要，还要作为未来信息科技发展的基础以及解决问题的素养积累。

基于此，在选择教学内容时，所要遵循的一个基本的原则就是始终以学生的发展需要为出发点，辩证地看待科学原理，体系化选择教学内容。

1.辩证看待科学原理的客观性

科学原理的本质属性具有客观性，它是在科学研究中总结出来的规律和原则，科学原理使得科学研究按照一定的规律进行，并且能够对自然和社会现象进行系统的解释和预测。

但是，从另一个角度看，科学原理同样具有主观性的特点。例如，一个问题的解决有多种方法，而方法建立在人的实践经验的基础上，其中的算法构造、模型建立、协议规定、效率视角等都具有主观性。又如，不具有价值观但却能有所倾向的数据训练集，识别倾向性的大规模语言模型背后的价值观、主观性都带有个人主观性。因此，教师在遴选注重科学原理的课程内容时，应在当前条件下尽可能客观。

信息科技课程承载着培养适应数字时代的人才的信息社会责任，信息、数据、系统、网络、人工智能等课程内容有时效性、局限性、地域性和人的主观性。因此，课程内容的选择应充分考虑学生逻辑体系和螺旋上升的发展需求，以对抗时间和空间引发的工具性变革，确保学生对技术的适应力和对个体责任的胜任力。

2.科学原理的学习有利于透过现象看本质

（1）知其然并知其所以然，弥补学生数字生活经验不足

中小学阶段是学生价值观、判断力、社会责任感形成的关键期，《道德经》里有“有道无术，术尚可求也；有术无道，止于术”一句，意思是术是基础，道是发展。科学原理就是知识与技能的“道”，能激发学生创新创造兴趣，引导学生花费时间和精力深入学习课程内容，满足学生对科学的精神需求。

（2）具象化科学原理，避免被误导

学生如果没有经过系统学习，对科技的深层认识经验会相对缺乏，不了解科技发展的科学基础，可能会出现完全依赖电子产品，甚至将重大决定交给“机器”的现象，长此以往容易引发偏见和伦理上的问题。因此，教师应给予学生正向引导，引导学生透过现象看本质，以实践应用为载体，具象化科学原理，避免被误导。

3.以科学原理为支点，体系化链接课程内容

信息科技课程的学习对象是将要生活在未来的学生，当前课程无法精准预测他们需要什么样的知识与技能，但未来科技的发展和创新一定不是创造全新的东西，而是在原有科技的基础之上，解决某一痛点的创新，更新某种理念的创新。

同时，受现有经验和需求驱动的影响，体系化链接课程内容应以开放包容的心态，以科学原理为支点，将数据、算法、网络、人工智能、信息社会责任等课程内容串联起来，建立从基础到进阶、从进阶到拔高的中小学信息科技课程内容体系，让不同年级的学科知识体系在继承和发展上能螺旋上升。

在新课标旧教材的过渡期内，以学生核心素养发展为目标或以工具强化应用为目标统摄课程内容，会使课程内容的支点有所不同。例如，以“网络交流”为例，当将“网络交流”内容定位为在线交流的工具应用时，在演示观摩和训练过程中强化的是工具应用本身的程序性知识，不利于学生进行迁移应用；而当以学生核心素养发展为目标时，则重点是剖析应用工具的某一应用功能背后的逻辑原理及如何解决技术开发难点等问题，学生开始思考工具的使用逻辑和功能开发的思维方式。当技术应用熟练到一定程度时其工具属性会被忽略，转而关注技术工具所承载的内容。

课程内容中实践应用的经验积累

新课标属于顶层设计文本，在将课程内容转化为具体教材内容时，存在教材编写组和资源选择的主观性，同样，教师对新课标的解读及对教材内容的提取以及资源整合、表达能力，也会影响课程内容的解释效果。

因此，教师在教学中应引导学生把握科学原理，自主将信息科技应用与生活经验结合起来，在具体的实践应用中探寻真实情境蕴含的规律，更好地理解课程内容。

1.以学生经验为切入点，深入真实生活寻找答案

教师通过与学生的深入交流筛选若干有代表性的内容或主题让学生选择，引导学生融入自身经验或者让学生成为实践应用主体部分参与其中，让课堂内容活起来，以激发学生的探索欲，使其在实践应用过程中形成数字素养与技能。

例如，网络通信工具的原理是抽象的，但教师可以通过微信具象化移动智能技术，而智能手机、移动网络、微信等都是学生具备的经验，在将这一工具使用预设为学生的基本生活技能时，教学关注点便转向了具体的文字、图片、视频等载体所蕴含的信息，进而引导学生发现问题、提出问题、解决问题。

2.以学生为主体，在实践中积累经验通达科学原理

在信息科技课堂教学中应以学生为主体，引导学生通过实践经验的积累深入了解科学原理。通过对科学原理的实践探索，学生可以深入了解科学方法和思维方式，同时可以培养科学实践能力、对科学的理解和应用能力。为了达到这一目标，教师可以提供必要的教学支架，设计有趣的实验项目，还可以鼓励学生自主设计实验。

例如，在“过程与控制”模块的教学中，教师以“智能化的家”创设生活情境，在适当时机补充人机交互控制策略，使学生在实践应用中通达科学原理。

3.以社会责任为准则，从实践中增强学科思维和思辨能力

教师在选择课程内容时要充分考虑科技利弊、学科责任、道德规范和科技伦理等。例如，生活中常常会出现微信盗号、伪基站、呼叫转移、声音模拟、人工智能等科技诈骗现象。为避免诈骗发生，学生可以在实践应用中渗透经验，通过可信任的第三方核实情况，增强自己的辨识意识。同时，学生可以增强对科学研究中基本规律和原则的理解，运用学科思维应对“无孔不入”的诈骗等问题。

课程内容中的科学原理与实践应用并重

信息科技兼顾科学与技术维度，注重抽象的科学原理、思维方法、过程控制和工程的实现。因此，信息科技课程在具体实施时，应透过现象看本质，思考如何强化科学原理，如何进行实践应用。

1.科学精神与创新意识的培养要务实

培养学生科学精神与创新意识，要回归到基础知识与技能的学习上来，应引导学生理解学习基础知识的目的和意义。此外，无论是观摩类实践、实体类实践还是软件类实践都是在构建学生的经验，提升其对真实社会和新技术的适应能力。

例如，数据编码是保持信息社会组织与秩序的科学基础，学生可以从生活经验中寻找数据编码的身影，也可以在观摩课中思考编码的意义，还可以深入到智能编码的算法学习中理解过程与控制的本质。

2.在跨学科重组解决真实问题的过程中淡化分科

将课程内容转化为课堂教学内容，面临“需要怎样经验化改造与拆解”“处于学生的最近发展区内吗”“用什么样的形式”“什么时间”“教学模式是独立的还是交互的”等问题。笔者认为，教师可以综合运用跨学科知识解决上述问题。

以“信息编码”一课为例，首先，教师以“信息”知识为基础，引导学生理解为什么要编码（真实问题）、怎样进行信息编码（数学、物理、信息科技等跨学科重组实践体验）；其次，引导学生理解问题解决的科学原理和新颖见解（背后的科学原理）；再次，引导学生寻找信息编码服务于生产生活的案例（迁移应用）；最后，借助凑数游戏引导学生理解计算机选择二进制进行编码的理由（物理实现），归纳出信息编码的全覆盖与唯一性（规律总结）。通过“信息编码”课程内容的学习，学生可初步建立应用编码方法处理信息的意识，利用编码鉴别信息的有效性，发展数字化学习与创新能力。

3.立足国情，高瞻远瞩建立学科文化

信息科技是现代科学技术领域的重要部分，对全球经济、社会和文化发展起着越来越重要的作用，遴选“科”与“技”并重的课程内容是数字时代经济、社会和文化发展的要求。在教学中，教师应及时分享国内外信息科技的前沿成果，注重以科学原理指导实践应用，从信息科技实践应用出发，探索“场景分析—原理认知—应用迁移”的教学，提升学生知识迁移能力和学科思维水平。