“教-学-评”一致性视角下信息科技跨学科实验教学的 育人模式、实践路径及教学审视

摘要：本文设计了信息科技跨学科主题与实验教学双向互融育人模式，并基于“教-学-评”一致性视角设计了信息科技跨学科实验教学模式与实践路径，旨在重新审视课堂教学的育人核心——发展学生成长型思维。关键词：“教-学-评”一致性；信息科技；跨学科；实验教学；创新人才2021年11月，中央网络安全和信息化委员会印发《提升全民数字素养与技能行动纲要》，要求将“数字素养与技能培育纳入中小学教育教学活动，设立信息科技必修课程”。2022年4月，教育部印发的《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》（简称“新方案”和“新课标”），增强了“教-学-评”一致性在课程实施中的指导性，明确了“为什么教”“教什么”“教到什么程度”，强化了“怎么教”的具体指导，做到好用、管用，并且第一次将信息科技课程列入国家课程，独立设置跨学科主题学习。此次课程改革刻画了新时代党中央育人育才的目标要求及深化课程改革的实施路径，充分反映国家对信息科技课程的高度重视。2023年11月，教育部基础教育司委托教育部教育技术与资源发展中心组织研制并发布了《中小学实验教学基本目录（2023年版）》，以指导中小学科学及信息科技等学科实验教学开展，这是贯彻落实党的二十大精神、强化科学教育与实践教学、促进学科育人方式变革的又一举措。“教-学-评”一致性：信息科技课程落地的行动指南2024年秋季学期，是新课程标准落地后，新教学指南实施的关键之年。在“教-学-评”一致性视角下，信息科技跨学科实验教学应立足学科融合与学科实践，促进学生在实验探究中理解学科概念和科学原理，领悟创新精神、探索意识及科技伦理，发挥信息科技课程在中小学科学教育中培养创新人才的独特优势。1.“教-学-评”一致性一是宏观课程意义上的“教-学-评”一致性，是以课程标准为指引，顶层设计、系统规划基于课程标准的编写教材、课堂学习与考试评估的一致性（简称“大闭环”）；二是微观课堂意义上的“教-学-评”一致性，是从课程标准转化而来的，以学习目标为指引，创新构建、系统设计基于课堂学习变革层面上的教学、学习与评价的一致性（简称“小闭环”）。2.信息科技课标的五个特色与亮点《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（简称“信息科技课标”）的颁布实现了信息科技课程在义务教育阶段从“0”到“1”的质变。此次信息科技课标凸显五个特色与亮点：一是以“素养表现”细化培养目标，刻画信息科技课程核心素养的四个维度——信息意识、计算思维、数字化学习与创新及信息社会责任。二是抽取信息科技课程“六条逻辑主线”——数据、算法、网络、信息处理、信息安全及人工智能。三是按照“内容承载”素养目标与学科逻辑，实现“大概念”“主题式”“体验性”“综合化”等顶层设计。四是以“情境案例”直接服务于“内容承载”，让学生仿佛置身于信息科技和智慧社会，体验与感悟情境与案例的真实性和实践性，既符合素养目标培养，又符合学科逻辑。五是“学业质量”是对信息科技课程发展的整体教学效果评估，主要检测的是学生学习后的综合素养，皆在培养学生科学精神、科技伦理、探索实践及自主创新可控意识。育人模式：跨学科主题与实验教学双向互融机制构建2022年4月，教育部颁布新方案明确指出“强化课程综合性和实践性，推动学科育人方式变革，着力发展学生核心素养”。此轮新课程改革的核心是突出课程育人导向，指向学科育人：一是优化课程内容结构，实施跨学科主题学习，打破学科边界，实现学科间知识融合互通；二是强化学科实践教学，注重实验教学开展，搭建学科间知识与能力互通建构桥梁。因此，笔者通过学科实践与学科融合双向互融构建了信息科技学科育人模式（如图1）。跨学科主题与实验教学双向互融机制构建注重“科学”与“技术”并重，并结合学科主题学习，指导学生在理解科学原理概念和掌握科学思维方法的基础上，借助实验器材和数字化学习工具与资源，验证实验原理、探索科学方法、创新科学设计、模拟实验现象等，培养学生动手实践能力、分析问题能力、设计筹划能力、统筹综合能力等。实践路径：“教-学-评”一致性视角下信息科技跨学科实验教学模式1.实施流程笔者基于信息科技跨学科实验教学中学科融合与学科实践的学习目标，并结合开展教师教学、学生学习及课堂评价的方法，综合构建了“教-学-评”一致性视角下信息科技跨学科实验教学实施流程（如下页图2），其中包括实验流程、项目实施、融合与实践及师生活动四个维度。2.教学模式笔者根据信息科技课程学科融合与学科实践特征，将跨学科实验教学分为跨学科验证性实验、跨学科探究性实验、跨学科创新应用性实验及跨学科虚拟仿真实验等。跨学科验证性实验主要通过学科融合视角进行实践探索，验证科学原理或技术，获取关键数据或证据，验证科学原理或技术的正确性，重在验证信息科技课程中“科学”与“技术”是双向互融的，即理论与实践实现对接。跨学科验证性实验操作步骤为确定实验学习目标、设计实验方案、准备实验器材和设备、进行分析等。跨学科探究性实验是对某种学习现象的产生做出合理的假设，创新设计系列实验来验证假设的正确性。跨学科探究性实验探究步骤为基于现象提出问题、做出假设、设计验证、实践探索、评估正确性等。跨学科创新应用性实验是基于需求，创新设计符合要求的信息科技项目方案、系统或产品。跨学科创新应用性实验实践步骤为确定实验需求、创新设计实验方案、搭建实验设备和编写程序代码等。跨学科虚拟仿真实验是基于想象，还原真实情境，利用数字化软件对信息科技系统或产品进行模拟仿真，以达到实验效果。跨学科虚拟仿真实验操作步骤为确定实验情境、选择仿真软件、设定实验步骤、运行仿真软件、分析实验结果及优化设计。教学审视：课堂教学的育人核心是发展学生成长型思维“教-学-评”一致性视角下开展信息科技跨学科实验教学，强化“科学”与“技术”并重，培养创新人才。课堂教学的育人目标是落实立德树人，核心是发展学生成长型思维。1.学生思维进阶的四个层次——道、法、术、器“器”是信息科技课程用于提高效率和简化复杂问题的“科”与“技”的学习工具；“术”是信息科技课程中知行合一的具体操作和实践技能，是“科”与“技”学习方法与方式；“法”是信息科技课程中实现价值观的最根本的战略、方法和指导方针及思路，是“科”与“技”的算法与模型；“道”是指信息科技课程中人生成长正确价值观与思想决策模式，是“科”与“技”的科学规律和哲学原理。2.学生思维演变的三个阶段——学科思维、高阶思维、哲学思维计算思维是信息科技课程核心素养中的核心，它是指学生运用计算机科学领域的思想方法，在问题解决过程中涉及的抽象、分解、建模、算法设计等思维活动。在人工智能时代，随着生成式人工智能大模型的出现，信息科技学科更加需要培养学生融合创新解决实际问题的思维方式，即高阶思维，它是发生在学生较高认知层次上的心智活动。其主要包括创新能力、问题求解能力、决策力和批判性能力等，重在体现信息科技时代对创新人才培养的新要求。哲学思维是指人们认识、改造客观世界所运用的具有哲学特征的思维方法，主要包括辩证性思维、批判性思维、实践探索思维及超经验思维。结束语信息科技跨学科实验教学注重在实践探索中体验与感受、理解与领悟信息科技课程底层逻辑的哲学原理——生活即学习、生活即技术、生活即思考。所以，教师应通过