高中信息技术新教材必修模块的传承与创新

    廖丽鸳

    

    

    

    依据《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》（以下简称新课标）编写的新教材已正式出版，相比于老教材，新教材在内容、技术与方法三重维度上都有所提升，增加了大量的新技术，如云计算、大数据、人工智能等，课程实施的外部条件和内部动力也发生了巨大改变。因此，一线教师要尽快深入解读新课标与教材的关系，转变教学方式，思考教什么、如何教、怎样教。本文将以《必修1》为例进行分析。

    ● 内容层面：继承学科本真，创新情境与案例

    新课标中规定高中信息技术学科核心素养由信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个核心要素组成。相比于旧教材，新教材更注重学生在信息技术知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的综合表现，这就要求教师将新思想融入老内容中。

    《必修1》包括“数据与信息”“数据处理与应用”“算法与程序实现”“人工智能”四部分内容。从内容上看，《必修1》第一章“数据与信息”继承了老教材的内容，增加了数据与大数据的概念。

    1.创新教学情境

    数、数字、数据、信息、知识、智能、智慧，这些常见的名词之间是怎样联系的？它们与技术的发展又有怎样的关系？教师可以选择合适的案例与情境，增强情感体验，引导学生顺利实现知识迁移和应用。

    情境1：为了孩子，它们连命都不要了。

    三只猎豹追捕一只母鹿和两只小鹿，母鹿为了让两只小鹿安全逃跑，无畏地站着，甘愿承受猎豹的撕咬，以换取孩子逃跑的时间。即使被撕碎，母鹿仍纹丝不动，眺望着远方逃离的小鹿，直至它们安全离开……

    情境2：现场拍摄这张照片的摄影师道出实情。

    这个故事在网络上疯狂传播，摄影师艾莉森·巴蒂吉格道出了事情的真相，其实这个故事是被捏造出来的。猎豹突袭，母鹿只是被猎豹的攻击吓呆了。

    2.情境与案例解读

    情境1中故事和图片都来源于网络，一个感人的故事配以煽情的文字和震撼的图片，每个人都会被感染。情境2中摄影师告诉我们这是假的。

    学生通过对情境1、情境2的交流、讨论、对比分析，不再轻易相信获取的信息，而是学会使用合适的方法甄别信息的可靠性和导向性。让学生学会感知、辨别、描述、理解数据与信息，并认识到信息技术对人们生活的影响。

    3.核心素养指向

    指向1：在运用数字化工具的学习活动中，理解数据、信息与知识的相互关系，认识数据对人们日常生活的影响。

    指向2：针对具体学习任务，体验数字化学习过程，感受利用数字化工具和资源的优势。

    指向3：根据任务需求，选用恰当的软件工具或平台处理数据，完成分析报告，理解对数据进行保护的意义。

    基于互联网的核心素养教学，以图像、文字、视频等多种媒体方式呈现案例与情境，鼓励学生积极搜索，自主求证信息的真伪性与全面性，提升分析问题解决问题的能力，从而形成内化的学科核心素养。

    ● 目标层面：传承算法与编程，创新算法应用

    1.传承语言共性

    VB和Python都是程序设计语言，它们有自己的语法规则，也需要阅读理解，语言之间是有共性的，这就是语言的传承。

    写代码和写作一样都要遵循一定的规则和规律，需要掌握：①逻辑。没有逻辑的文章会让人觉得不知所云，同理，没有逻辑的代码，会漏洞百出，甚至会造成系统的严重缺陷。②语法。写作需要遵守语法，包括标点、断句等，同理，代码也需要遵守其编程语言的语法，否则无法编译通过。③模块与规划。写作时需要对文章的段落和词句进行规划，做到中心明确、层次清晰、突出重点，同理，软件需要多模块组成，模块又包含多个代码段。

    2.传承算法思想

    新教材改用Python语言，但是算法的科学本真不变，三种基本结构顺序、分支、循环不变，枚举、排序、查找、递归等算法的基本思想不变，用计算机解决问题的一般过程，即抽象与建模—设计算法—编写程序—调试运行程序这一过程不变。

    例如，绘制一个正多边形。

    第一步，抽象与建模。核心要素：边数n和边长a;计算模型：画边长为a的边，旋转一定角度（180-d）（[d=（n-2）×180÷n]）。

    第二步，设计算法。①输入要绘制的正多边形的边数n和边长a;②计算正多边形的每个内角度数d，其中d=（n-2）×180÷n;③将以下过程重复执行n遍：画一条长度为a的线段，再将画笔方向向左（逆时针）旋转（180-d）度。

    第三步，编写程序（如图1）。

    第四步，调试运行程序。

    新教材中包含了大数据处理和人工智能应用，大数据分析一般可以按“数据获取—数据存储与提取—数据预处理—数据建模与分析—数据可视化”的步骤来实施，各部分知识点如下页图2所示。

    现实生活中的数据往往有重复、缺失等，这时候就需要对数据进行预处理，学会Pandas （Python包）的用法，便能简单应对一般的数据清洗。

    ● 教学层面：继承任务驱动，创新项目学习

    1.任务驱动项目化

    Python是一种面向对象解释式计算机程序语言，教师要帮助学生具备项目式学习思维，能自主地进行学习规划，明确学习任务，及时按照要求，进行自我学习规划。

    例如，在Python中枚举是一种类（Enum，IntEnum），存放在enum模块中。枚举类型可以给一组标签赋予一组特定的值，要求学生通过项目学习掌握枚举算法思想，如定义一个枚举类，如下页图3所示。

    完成这一项目可以有很多方法，让学生自主探究可以解决此项目的方案。例如，获取在枚举类中定义的枚举成员（如下页图4）。

    2.线上线下混合学习完成项目

    项目学习需要数字化学习与創新，目前线上学习平台技术还不够成熟，更多的是某种应急举措。部分教师在利用在线平台实施课程教学时会出现一些困惑，如将线下课程原封不动地搬到线上，未能及时更新教学模式和手段。此外，部分教师没有足够的信心组织好线上课堂，单纯靠加大作业量来弥补，从而导致线上教学质量与面授存在实质差距。

    项目学习采用线上线下混合模式来进行，能够起到有益的补充，以便实现更科学的教学模式和更有效的教学手段。

    3.核心素养是项目化学习的目标

    新教材编写意图是让学生通过项目学习提升信息意识、训练计算思维、养成数字化学习与创新的习惯、信守信息社会的道德与伦理准则。教师在Python学习项目构建中，对教学模式应用实践应做出科学分析，使学生感受到Python学习模式构建的特色，从而提升学习兴趣。笔者将新课标教育背景下Python项目学习模式实施流程归纳为教学主题确定、教学方案设计、教学实施准备、教学过程落实和教学评价反馈五点。而针对相应教学模式应用对策调整则汇总为主题确定要及时、内容设计要充实、过程实施要科学和教学反馈要及时四点。

    ● 结语

    新课标强调学科大概念，要求高中信息技术教师从内容、目标和教学三个维度去思考如何教学。从内容层面看，新教材将全方位考察学生的核心素养，及其在信息技术知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的综合表现，因此，对新教材中保留的老内容，需要继承数据与信息，创新情境与案例。从目标层面看，虽然新教材中增加了不少新兴技术，但其与旧教材中的算法本质是一样的，因此，教师只需传承语言的共性和算法的思想，创新算法的应用即可。从教学层面看，新教材以培养学生的核心素养为目标，鼓励教师采用项目式教学的方法，同时兼顾传统的任务驱动式教学，可根据实际情况采取线上线下混合学习模式。