關注思想方法，優化課堂教學：新課標視野下的信息技術學科教學實踐與探索（簡體書）

本書基於對《新課標》的理解和認識，在教學實踐的基礎上，提出了優化課堂教學、落實核心素養的一些做法。第一章基於實際教學對學科核心素養的理解與實踐，從一線教師的視角分析了學科四大核心素養的內涵和意義；第二章提出了學科課程在計算思維教育的一個視角：學科思想方法，並梳理了信息科技學科的部分思想方法，明晰了具有本學科特色的思想方法，凸顯了計算思維在信息科技學科中的重要特徵；第三章從教學實踐經驗出發，探討了基於信息技術的合理應用，優化課堂教學的一些具體做法與實踐研究；第四章從《新課標》與網絡在線學習的視角，提出了“二次學習”微視頻的概念，並闡釋了具體做法和使用策略等；第五章從“空中課堂”的設計與實踐出發，並在教師應用和對學生調研的基礎上，設計了拓展“空中課堂”效能的課題研究計劃，展望了數字化環境下的未來教學。

周世傑，中共黨員，河南郾城縣人。2000年畢業于東北師範大學計算機科學技術系，同年7月在上海市青浦區任教高中信息科技學科。現為上海市教委教研室高中信息科技學科中心組成員，中學信息科技高級教師，青浦區信息科技學科帶頭人。

本書在教學實踐的基礎上，從一線教師的視角闡述了學科四大核心素養的內涵及教學策略；從培養計算思維的角度出發梳理了信息科技學科的思想方法；從實踐經驗出發探討了優化課堂教學的做法；從網絡學習的視角提出了“二次學習”的概念，並闡釋了具體做法和使用策略，有較強的啟發性和借鑒意義。

序 一

我國的中小學信息技術學科教育事業開始於1982年（當時稱為計算機教育），起初是作為一門只在少數學校進行的探索實驗性新學科。仿佛預見80年代後出生的人將會面臨信息時代，1984年，鄧小平同志在視察中國福利會少年宮兒童計算機活動時指出：“計算機的普及要從娃娃抓起。”隨後，我國中小學計算機教育得到各方面的關注，並迅速在許多省市開始了比較廣泛的實驗，從開始數量為5所，到1999年年底據不完全統計，全國開展計算機教育的中小學達到58449所（占10%左右），每年接受課程的學生大約2920萬人（占10%左右），雖然發展迅速，但是與許多國家相比，差距不小。在20世紀90年代，由於互聯網和多媒體技術的迅速發展和廣泛應用，世界也在迎接一個社會轉型的時代——由工業社會進入信息社會。我國為了迎接信息社會的到來，在2000年頒佈了一系列文件，明確了中小學教育的重要任務之一是提升學生的信息素養，要求在新世紀的第一個10年內全面普及中小學信息技術教育，並且把學科設置為必修課，名稱規定為“信息技術”（上海為“信息科技”），並且規定了信息技術教育基礎設施的建設規劃。
作為一門全新的學科，其課程建設經歷了十分艱巨的過程。一開始，大家都不知道信息技術（計算機）學科的任務、目標、內容等是什麼，也不知道中小學學生在一節課中能夠學習多少，和如何學習才能夠取得比較完美的結果。因此，有一批專家根據他們的經驗並且參考其他國家的資料，制定了教學大綱這樣一種相當剛性的代表國家意志的課程文件；後來經過一個階段的實驗，又鼓勵各個地區和學校根據自己的情況進行探索實驗。因此，通過採用國家頒佈指導綱要的方式，各個地區和學校可以相當靈活地處理課程的內容和程度等。而我國在千禧年前後開始的課程改革中，按照必修課的要求，採用了課程標準的方式，來表達國家對於這門課程在如何提升學生信息素養方面的總要求，以及如何通過模塊設置、目標與內容的分解、教材編寫、教學與評價建議等來實現總目標的一系列規定與指導意見。2003年，教育部頒佈了我國第一個普通高中信息技術課程標準。畢竟當時只有不到10%的初中學生受到過系統的信息技術教育，他們也不是在信息技術應用非常廣泛的環境中成長起來的，只能算是信息社會的“移民”，所以2003年版高中課程標準有幾個特點： 零起點和最新技術（人工智能）共存,能力方面比較強調實踐與應用能力。新世紀以後，我國迅速進入信息社會，更多人關注中小學信息技術教育問題，而且開始關注信息社會的人們有沒有一種以前社會所沒有的獨特的思維邏輯，特別是在大數據得到廣泛認同以後： 如果有，該怎麼培養？而現在的中小學學生已經是在信息技術得到廣泛應用的環境中成長起來的，可以說他們是信息社會的“原住民”，應該如何激發他們的學習動力？經過課程標準組專家們三年的研究，這些問題的解決方案體現在2018年1月正式頒佈的新修訂的《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》中。當然，信息社會現在還處於初始階段,即數字時代，可以預見的是其進一步發展的時代——智能時代；而到那個時代，信息技術這門學科的教育教學一定會發生變化。因此作為信息技術教育工作者，一方面要認真踐行新的課程標準，同時還需要不斷學習、思考與探索。
我和周世傑老師相識于2018年。當時，基於新課標的信息科技新教材編寫組在深圳召開研討會。在回程等飛機時，我和周老師在機場有過一次交流，他向我介紹了他的教學實踐以及正在研究的課題。隨後，又有了幾次有關他或者其他人課題的共同研討，我倆也就熟悉了。這次，有幸應邀為他的這本書寫序，我十分高興。從書中可以看出，周老師作為一位一線教師，對於信息技術學科教育的研究與實踐是如何做到很好結合的，也可以看出課程標準是經歷怎樣的過程才落實到學生的學習中去的。本書一開始，就反映了周老師在學習課程標準的時候不僅全面理解課程所強調的核心素養的四個維度的實質，而且能夠抓住新課程標準與原來標準的關鍵差距——計算思維，並且能夠根據他自己對信息科技學科的理解，提出計算思維教育的一個視角： 學科思想方法，也提供了一些實際的教學案例。其次，周老師梳理了信息科技學科的思想方法，並從一線教學實踐經驗出發，探討了基於信息技術的合理應用，優化課堂教學的具體做法，其中包括從網絡在線學習的視角，提出了“二次學習”微視頻的概念；特別是在新冠肺炎疫情期間，更是教學不忘研究，從“空中課堂”的設計與實踐出發，對於教師應用和學生學習進行了調研，提出數字化環境下對未來教學的一些展望。全書基於作者的教學實踐和理性思考，立足“新課標”的落實，有一定的理論探討。這本書既可作為信息技術教育專業研究人員的實證素材，也可作為有志於從事中小學信息科技教育的大學生的學習參考書籍，同時對於從事基礎教育信息科技教學的一線教師也具有一定的借鑒意義。
信息技術學科是一門在信息社會中剛剛出現並發展起來的嶄新學科，我希望學科的一線教師能夠像周老師那樣，保持學習的動力、研究的熱情，積極思考與研究，與自己的教學實踐緊密結合，並且總結、梳理更多的成果，為我國中小學信息科技課程的發展作出自己的貢獻。
是為序！
王吉慶
2020年12月


序 二

隨著時代的發展，信息科技課程與教學也在不斷發展。2018年1月，新修訂的《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》（以下簡稱《新課標》）正式頒佈。《新課標》以核心素養培養為主線，在育人目標、學科本質與育人價值、課程結構、內容組織、學業質量標準、學習方式和教學模式、考試評價等一系列環節均有實質性、突破性的構建和改進。基於核心素養的信息科技課程，對貫徹落實立德樹人的根本任務，進一步推進信息科技課程的改革，轉變學生學習方式和教師教學方式，培養創新型人才，具有重大的歷史意義和深遠的現實價值。
中小學信息科技課程的發展，始終與信息技術的快速發展、信息社會的創新變革、學生培養需求的發展、學科課程要求的不斷提高、學科教師面臨的新挑戰緊密相連。面對《新課標》提出的新任務、新要求、新挑戰，普通高中一線教師怎麼教、學生怎麼學的問題必須要有深入思考、實踐探索和理性的解答。周世傑老師撰寫的這本書，就是一種思考與嘗試。
該書基於對《新課標》的理解和認識，在教學實踐的基礎上，提出了優化課堂教學、落實核心素養的一些做法。書的第一章，周老師在學習的基礎上，基於實際教學對學科核心素養的理解與實踐，從一線教師的視角分析了學科四大核心素養的內涵和意義；第二章，提出了學科課程在計算思維教育的一個視角： 學科思想方法，並梳理了信息科技學科的部分思想方法，明晰了具有本學科特色的思想方法，凸顯了計算思維在信息科技學科中的重要特徵；第三章，從教學實踐經驗出發，探討了基於信息技術的合理應用，優化課堂教學的一些具體做法與實踐研究；第四章，從《新課標》與網絡在線學習的視角，提出了“二次學習”微視頻的概念，並闡釋了具體做法和使用策略等；第五章，周老師作為疫情期間“空中課堂”的優秀教師之一，基於其專業教師的思考，從“空中課堂”的設計與實踐出發，並在教師應用和對學生調研的基礎上，設計了拓展“空中課堂”效能的課題研究計劃，展望了數字化環境下的未來教學。
教育家帕克·帕爾默（Parker J. Palmer）曾經說過，在我們生活的現代社會中，在高速的生活節奏和喧囂中，心靈的力量很重要，教學無論如何都要發自內心世界。教育者有必要站對、站好內心世界這一起點，要不然，從此出發的教學行為必定謬之千里。周老師有著較高的才情，對教育教學的實踐與研究有很高的熱情。我與周老師相識以來，看到他一直在信息科技教育領域潛心學習，辛勤耕耘，深入思考，積極探索，把平日裡的教學思考、教學方法、教學策略等教學思想、教學研究成果彙聚成冊，以饗讀者，這值得慶賀！
翻開散發著墨香的書稿，我看到了一位對教育的理想與信念孜孜以求的教師，看到了一位將教育的理念和方法用心書寫的表達者。
希望周老師保持激情、繼續努力，求實創新、不斷超越，為信息科技學科建設和學科教育發展貢獻更大的力量！
余安敏
特級教師、特級校長、正高級教師
2021年3月


序 三

2018年1月教育部頒佈了《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》（以下簡稱《新課標》），《新課標》把計算思維列為四大核心素養之一。在《新課標》中，計算思維被定義為：“指個體運用計算機科學領域的思想方法，在形成問題解決方案中產生的一系列思維活動。”《新課標》修訂組成員熊璋和李鋒在《信息時代·信息素養》中提出了計算思維教育的三個建議： 其一，掌握信息技術學科領域的思想方法；其二，將信息技術學科領域的思想方法與其他領域相結合，創新解決問題的新模式；其三，依據學科領域的思想方法合理選用信息技術工具，利用信息技術工具解決問題，並能實現這種解決問題能力的遷移。基於《新課標》的定義和專家的建議，周世傑老師在本書中提出了計算思維教育的一個視角： 學科思想方法。信息科技學科的核心思想方法有哪些？如何梳理？如何從學科思想方法的視角開展計算思維教育？周世傑老師在書中提供了一些思路和實踐案例。當然，很多教學實踐的案例還在初步探索階段，但這也恰恰是本書的價值所在，可以為後繼研究提供參考和實證。周世傑老師是我主持的上海市第四批“雙名工程”信息技術學科“攻關計劃”基地成員，在近三年的活動中，周老師根據自己的實踐和研究主題多次進行了微報告，如“‘二次學習’微視頻的開發與應用”“疫情期間空中課堂的設計與思考”“學科思想方法： 計算思維教育的一個視角”等，在書中都有所體現。在這些活動和這本書所呈現的文本中我們可以看到周老師對信息科技教學的熱愛和孜孜不倦的追求。
本書中周世傑老師基於《新課標》，從一線教師教學實踐的角度出發，既有對學科四大核心素養的認識與分析，也有大量的以信息技術的角度優化教學的實踐案例，同時周老師作為疫情期間教學視頻課的錄製者之一，從自身實踐、問卷調研、後續思考等角度提出了後疫情時代混合式教學的思考以及未來數字化環境下的教育展望。這些內容既為廣大一線教師提供了可操作的直接經驗，也開闊了一線教師的視野，同時也可以作為專業研究人員今後開展研究的重要素材和案例。
謝忠新
特級教師、正高級教師
2021年3月

目 錄

第一章 基於一線教學的學科核心素養理解與實踐
第一節 核心素養是學科育人目標的升級
第二節 信息意識： 數字化生存的必備品格
第三節 計算思維： 數字化生存的普適能力
第四節 數字化學習與創新： 助力信息社會終身學習
第五節 信息社會責任： 信息時代的價值引導
第六節 探究性課堂： 培養核心素養的一種選擇
第二章 明晰思想方法，凸顯計算思維
第一節 計算思維與學科思想方法
第二節 信息科技學科思想方法概述與教學初探
第三節 學科思想方法之信息熵思想
第四節 學科思想方法之圖靈機理論
第五節 學科思想方法之標準化思想
第六節 從計算思維的視角辨析算法中的遞歸與迭代
第三章 適切技術應用，優化課堂教學
第一節 用信息技術優化課堂教學
第二節 教學微視頻創作思考與實踐
第三節 教學微視頻助力“新課堂”實踐
第四節 基於技術應用的針對性差異化教學實踐
第五節 上海市中學生網絡學習現狀調研與對策研究
第六節 基於數字化平臺，引導學生在線自主學習
第四章 新課標視野下的二次學習微視頻的設計與應用
第一節 二次學習微視頻概念的提出與界定
第二節 二次學習微視頻的設計流程與製作
第三節 二次學習微視頻的類型與設計
第四節 二次學習微視頻在落實新課標中的應用
第五節 二次學習微視頻應用成效與推廣
第六節 基於二次學習理念的混合式教學模式初探
第五章 “空中課堂”在線教學的實踐與教育展望
第一節 “空中課堂”在線視頻課的設計思考
第二節 “空中課堂”在線視頻課的教學設計案例
第三節 “空中課堂”學習認可度及效果調研與分析
第四節 “基於‘空中課堂’的‘線下教學-線上指導’混合教學模式實踐研究”課題設計
第五節 “互聯網+”背景下的未來教育展望
附錄一 中小學生“空中課堂”學習認可度調查問卷
附錄二 科創城市需要怎樣的“計算機課”（節選）
參考文獻