为衔接高中的初中信息技术教材设计与实践

2020-02-10 04:02:35 中国信息技术教育 2020年1期

孙波 王爱胜

信息技术新课程、新教材、新教法已经在高中新课标的指引下快速发展,构建小、初、高一体化课程体系已经成为一个急需研究的课题,本次解码推出来自新课程实验区的一些实践与调查,供一线教师和课程决策、架构者们参考,共同推进新课程的发展。

高中信息技术新教材在2019年全面推行,带来了信息技术课程生态的重大发展,各地的初中、小学课程也开始瞩目于它。作为一名一线教师, 我先后参与过高中、初中教材的设计,体会到了本项工作的艰难与责任的重大,因此在此分享一下我们在初中与高中一体化设计中的一些做法,供广大初中教师、研究者们参考与指正。

为衔接高中的初中教材设计的依据

第一,以立德树人为课程设计的根本指导思想,为国家培养新时代的创新人才。

第二,围绕学科核心素养的课程总目标设计课程的基本结构,培养全体公民良好的信息科学、技术的素养与技能。

第三,参照国家在编程教育、人工智能、创客教育、综合实践活动等领域的指导文件,通过课程实施具体落实国家教育发展的战略。

第四,依据信息技术课程的发展,结合课程现状,稳步推进基础课程,跨越式发展提高课程。

第五,依据山东省“新旧动能转换”重大工程实施的主旨提升课程境界,发展创新人才培养教育,在尊重各地发展不均衡的实际情况兼顾课程的差异的情况下,大力进行编程教育、人工智能教育、创客教育等技术创新课程的建设。

为衔接高中的初中教材课程内容设计

初中信息技术课程包括基础(必学)、提高(选学)两大类内容,相互有所交叉。基础类包括“图文信息加工与作品设计”“多媒体信息加工与作品创作”“数据计算与程序设计”“数字化生活、学习与创意设计”4个技术领域,提高类包括“算法与程序设计”“图形化编程与创新设计”2个技术领域。

1.基础课程是大众最需之素养

技术领域1:图文信息加工与作品设计

应用文字处理、图像加工进行信息的表达与作品设计,培养学生的技术应用能力与学科核心素养。

内容要求:①能够通过编辑、排版等基本的文字处理技术,掌握数字化的文字编辑及作品的加工、设计等技术,学会利用文字处理技术进行规范及个性化的信息表达;②能够通过拍摄、绘制、处理图像,掌握数字化的图像获取、加工、设计等技术,学会利用图像技术进行艺术化的信息表达;③能够通过利用图像、文字相结合,掌握图像、文字媒体的搭配方法,学会利用图文技术设计作品;④能够在利用文字、图像设计作品进行信息表达中,增强文化内涵,提高道德素养,关爱社会。

技术领域2:多媒体信息加工与作品设计

应用音频、视频、动画技术及多媒体集成技术设计作品进行信息创意与表达,培养学生的技术创新能力与学科核心素养。

内容要求:①能够通过录制、编辑、合成等技术制作音频作品,掌握数字化的音频获取、加工技术,学会利用音频技术进行信息创意与表达;②能够通过拍摄、剪辑、合成等技术创作视频作品,掌握数字化的视频获取、加工技术,学会利用视频技术进行信息创意与表达;③能够通过补间动画、交互代码等技术设计动漫作品,掌握数字化的动画设计技术,学会利用动画技术进行信息创意与表达;④能够通过综合利用文字、图像、音频、视频、动画等多媒体技术设计作品,掌握多媒体的加工与集成技术,学会利用多媒体技术进行信息创意与表达;⑤能够在利用多种媒体设计作品进行信息表达中,增强文化内涵,提高道德素养,关爱社会。

技術领域3:数据计算与程序设计

应用软件、程序进行数据的高效采集、自动化计算分析与结论输出,培养学生的计算思维。

内容要求:①能够利用应用软件进行数据的采集、编辑、计算等技术操作,学会利用数据处理技术分析数据、解决问题;②能够利用基本程序代码进行数据的输入、计算、选择和自动化加工,理解用计算机程序解决问题的基本过程,学会设计基本的顺序、选择、循环结构程序解决问题;③能够利用输入、输出、赋值语句设计程序,掌握不同类型的数据与变量的应用方法,学会利用顺序结构程序进行基本的数据计算过程体验;④能够利用if、else等选择语句和and、or等逻辑关系分析问题、设计程序,掌握不同条件、不同情况下的数据处理方法,学会利用选择结构程序进行基本的情况判断与逻辑推理;⑤能够利用for、while等基础的循环语句用循环嵌套设计程序,体验自动化数据处理的原理,学会利用循环结构程序进行基本的数据加工与统计;⑥能够在程序设计中,提高逻辑推理能力,发展计算思维,关心时代发展,培育信息科学、技术与人文素养。

技术领域4:数字化生活、学习与创意设计

利用网络技术、数字化技术进行生活、学习,进行数字化的创意设计与表达,提高数字公民的信息意识与信息社会责任。

内容要求:①能够利用网络技术进行数字化生活、学习,学会利用网络课程进行优化生活、深度学习;②能够利用应用软件进行数字化学习,学会利用数字化技术进行学科虚拟实验,发展学科思维;③能够利用应用软件、网络平台等进行数字化创新,学会利用3D设计与创意,提高创新能力;④能够利用应用软件、网络平台进行数字化生活与学习,学会利用虚拟现实技术增强体验,提高认知能力;⑤能够在数字化生活与学习中,提高核心素养,遵守法律法规,遵守网络道德,积极建设良好的信息社会。

2.提高课程是创新人才之启蒙

技术领域5:算法与程序设计

以枚举、迭代、排序、递归、分治等高级算法的思想、过程、应用方法为主体,兼顾基于先进的计算机语言设计算法,培养学生的计算思维。

内容要求:①能够利用枚举算法分析问题,利用程序建立枚举范围与判定条件,学会利用枚举算法设计程序进行列举、筛选问题真解;②能够利用迭代算法分析问题,利用程序建立迭代关系与迭代过程,学会利用迭代算法设计程序进行问题推导;③能够利用冒泡排序算法分析问题,利用程序建立自动排序过程,学会利用排序算法设计程序进行数据整理、计算与分析;④能够利用自定义函数优化程序,利用递归算法解决问题,利用程序分析、模拟递归过程,学会利用递归算法设计程序进行案例探究;⑤能够利用分治算法提高查找效率,利用程序建立分治方案,分析分治逻辑,学会利用分治算法设计程序优化问题解决过程;⑥在算法与程序设计过程中,学会把握本质规律,利用数据跟踪体验过程,主动形成计算思维。

技术领域6:图形化编程与创新设计

以手机编程、开源硬件设计等方式开展图形化编程的创新课程,兼顾人工智能等先进创新技术的学习。

内容要求:①能够利用网络平台或开发软件体验移动应用设计,利用图形化编程设计APP简单的界面与交互操作,学会利用移动应用设计进行简单的功能设计;②能够利用开源硬件进行创新设计,利用材料、传感器、电机等设计个性化的电子产品,学会利用图形化编程与传感器进行创新设计;③能够在图形化编程与创新设计中,发展计算思维,提高创新能力,关心时代发展,培育科学精神、人文素养。

为衔接高中的初中教材设计创新与实践经验

1.教材内容与组织方式的设计创新

基础内容与提高内容分层设计:解决“必学依赖、选学不学”的现实困境,充分给各地的创新教育以本文内容依据和学习活动指导。

以微项目学习化解项目学习的瓶颈:对项目学习的内容、阶段进行有效划分,形成围绕项目主题的一个个微项目,适合了课堂学习又保持了项目学习的效益。

加强学科融合,培养综合素养:让技术与数学、物理、化学、文学、音乐、电影、摄影、动漫等学科相融合,深入开展数字化学习与创新,培养学生的核心素养。

2.编程以计算思维而不是以计算机语言知识为重点

基于计算思维的培育目标,以编程思维为主,弱化语言本身,尽量减少知识的难度。教学中不建议进行命令、语法的系统化学习。算法的学习,目的是侧重于学生的计算思维培养,重在训练解决问题的能力,提高抽象思维、逻辑推理的能力。

第1册基础编程内容,重点关注语言学习和计算机程序设计的基本规范,以及程序设计和计算机解决问题的基本流程。借鉴高中课标中关于“预备级”水平(初中毕业生的能力水平)的要求,并根據山东省学生整体信息技术学科实施水平略高于全国平均水平的实际情况,可以以“基本算法”的思路,进行基础教学。

第2册提高编程内容,以计算思维为主,不强调语言知识。教材中仅把编程实验可能涉及的基本语法进行简要介绍,保证学生能够看懂实验程序,编写简单的程序代码,得出实验结论,并理解程序设计的基本算法和逻辑关系,不强调系统学习Python的语法知识,不强调命令和语法的细化学习。对于有难度的“递归”“分治”等建议为提高内容,以了解和体验为主,不要做过高要求。

3.低年级人工智能以体验为主,适当了解人工智能设计策略

人工智能操作体验内容较少,一方面是人工智能设备缺乏,另一方面是相关设备和程序的算法设计较为深奥,的确不适合初中学生深入实践。人工智能部分,多数是学生可以体验的案例活动。对于人工智能设计策略部分,因为涉及专业知识,不便于学生体验,以学生了解相关事实为主,可以通过网络查询资料进行了解学习。这主要是考虑到学生和学校的实际情况,人工智能部分主要使用了软件模拟、演示,尽可能结合学生操作体验,如“与机器人聊天”“指纹实验”“听歌识曲”“猜画小歌”“微软小冰”“讯飞语记”“形色”等,这些只要有能够上网的电脑、手机、平板就可以实现。

如果有的学校确实硬件条件不足,学生可以使用家长手机在家体验,或者由教师在课堂上做演示。另外,还可以通过生动直观的游戏活动,激发学生的学习兴趣,让学生形成对人工智能优势的深刻印象。

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