基于核心素养的信息科技作业设计和实践

基于核心素养的信息科技作业设计和实践摘要：信息科技作业是完成课程目标的重要组成部分，通过作业来巩固和加深学生对知识、技能的掌握，有利于自主探究解决问题能力的养成以及核心素养的发展。因此，本文从作业设计原则、作业形态和作业类型三个方面探讨基于核心素养的信息科技作业设计，并分享了不同作业类型的实践案例及设计思路。中图分类号：G434文献标识码：A论文编号：1674-2117（2024）19-0019-03作业是学校学科教学中的一个重要环节，不可或缺。而作业的内容、次序、强度等只有具有相应的理论支撑并通过科学论证、实践验证，才有助于教学效果的提升。所以，在“减负提质增效”的背景下，作业设计要以“促进学生核心素养发展为出发点和落脚点”，这就要求教师要不断提高专业能力、职业素养和教学基本功。信息科技作业设计的原则1.目标性原则围绕教学目标设计作业，关注必备知识基础的夯实，关键能力的培养，聚焦核心素养，落实立德树人的根本任务。2.评价性原则信息科技课程的四个核心素养评价，一般需要分级水平的划分，这是信息科技作业设计的主要依据和遵循。3.开放性原则本原则要求评判标准不唯一，主要原因是完成作品的操作过程方法多样化，或者是解决问题的算法设计因人而异，或者是最终呈现的答案不确定。学生个体的差异性是随着学习阶段的提高而加大的，而开放性最能激发他们各自的学习潜能，让他们都有学习的获得感。4.层次性原则本原则要求将一个作业分解成若干个相互关联的小任务，不同步骤的难度要求呈现一定的梯度上升，可以通过设置必做题和选做题的方式，让不同层次的学生都能从作业中有所获益，实现差异性发展。另外，作业设计还要遵循科学性原则、创新性原则、趣味性原则、适量性原则、针对性原则等。信息科技作业设计的形态信息科技作业形态总体可分为三种，即阅读作业、习题作业和写作作业。阅读作业：课前、课中、课后阅读教科书；阅读课外科技类读物，如技术简史、编程语言开发应用专著、人物传记等；观看专题纪录片、短视频等。习题作业：对概念、公式、原理、规则理解和简单应用，通过动手实验去发现或验证科学结论，对现实社会生活中的一些现象做调查研究等。写作作业：记录学习日记，可以是思维导图形式；撰写项目学习的计划总结报告，撰写实验研究报告或调查报告、信息科技小论文。信息科技作业设计的类型1.基础型作业基础型作业是指教师基于学科课程标准，体现核心素养导向，有学情分析支撑，针对全体学生的共性而设计的作业类型。基础型作业有助于学生巩固所学概念、公式等理论知识，促进学生对算法、原理、技术等的理解和内化。教科书每个章节后面的习题，大多数都属于基础型作业。2.综合型作业综合型作业是指以训练学生解决综合性问题的能力为目标的作业类型。综合型作业要特别注意以下三点：一是知识的迁移应用；二是知识的综合应用；三是知识的关联逻辑。例如，针对《密码强度检查器》一课，教师可以设计如下作业：请用Python语言设计编写一个简单的密码验证程序，该程序应满足以下要求：①密码长度至少为8个字符；②密码必须包含数字、字母和特殊字符；③若输入的密码满足上述要求，则显示成功；否则，程序提示用户重新输入。该作业考查学生对信息系统的理解。账号密码是计算机网络中用户身份认证的一种重要手段，是进入信息系统的一把钥匙，通常要求使用强密码。强密码的主要指标是：长度至少有8个字符；必需包含大小写字母、数字和特殊字符；不能有连续的数字或字母等。这里还可以设计“用户登录”“密码生成器”等系列作业或者单元作业，系统提高学生对编程技术和信息系统开发技术的认知。3.探究型作业探究型作业是指以训练学生利用信息科技解决实际问题的意识和能力为目标的作业类型。它是学生个人或小组以探究方式，经历提出问题、分析问题、信息收集、实践观察、解决问题等一系列过程完成的学习任务。例如，《面对热辣滚烫AIGC的冷思考》一课可以设计如下探究作业：对人工智能的探索应用由来已久，人工智能既是个技术问题也是个社会问题，与每个人息息相关。探究1：为什么人工智能的发展经历了波折和起伏？探究2：与生成式AI“讯飞星火”进行回答互动，话题自拟，根据生成内容思考并完成下表。探究3：凡事有利必有弊，面对目前热辣滚烫的生成式人工智能，你有什么样的冷思考？教师引导学生从学科角度出发，透过现象看本质。探究1让学生了解人工智能不同阶段的标志性事件，厘清真正影响人工智能发展的底层逻辑，即数据、算力和算法三大技术基础。探究2是学生通过亲身体验，探究总结出生成式人工智能中语言大模型的主要特征。探究3学会用辩证法看待和分析问题，尽管生成式人工智能具有高效率、创造力、多样性、可扩展性等优势，以及获取的作品可以有效规避著作权和知识产权等，但同时也要理性思考：①作品结果合理、正确与否，还是需要用户自身具有专业的知识储备和决断能力，不能完全听从于认知大模型。②要能够冷静看待数字技术的发展，保持主体性的自觉，摆脱算法与流量的控制。③根据能量守恒定律，大模型的高算力往往意味着高能耗。4.实验型作业实验型作业是指以训练学生动手能力、手脑并用、综合实践能力为目标的作业类型。常见的实验型作业主题包括开源硬件、远程控制、智能系统等。例如，针对《网络搭子》一课，教师可以设计如下作业：实验主题：局域网互联及应用。实验物料：1个小型5口交换机、4台电脑、带水晶头双绞线若干等。实验支架：《实验操作指南》视频和纸质图文资料。实验组织：小组合作探究实验，共分成四个小组。任务1：使用带水晶头双绞线物理连接设备，将电脑连接到交换机。任务2：设置电脑的IP地址和子网掩码，默认网关和DNS为空。第1、2小组的IP地址分别为192.168.1.1和192.168.1.2，第3、4小组的IP地址分别为192.168.2.1和192.168.2.2，四个小组的子网掩码都是255.255.255.0。任务3：测试与其他小组电脑的连通性。①打开命令提示符窗口。按下快捷组合键Win+R，输入cmd命令即可打开。②使用ping命令，分别ping其他三组的IP地址，在实验报告中填写ping命令的执行结果（即是否连通成功）。③思考：为什么ping其他小组的IP地址，有的可以ping成功，有的则不可以？可能存在的原因是什么？任务4：更改子网掩码并重新测试与其他小组电脑的连通性。①所有小组将本组电脑的子网掩码都改为255.255.0.0。②分别重新ping其他三个小组的IP地址。任务5：在局域网中共享资源——获取其他三组的共享文件。将其他三组的共享文件复制粘贴到本组电脑指定的文件夹中。实验结果：填写完成《局域网互联及应用探究实验报告》。从单机到互联再到应用，这是一个极简的计算机网络应用闭环操作作业。两台主机要通信，首先要判断是否处于同一网段，同一网段内的两台主机可直接进行通信，不同网段内的两台主机需要通过网关转发才能互相通信，所以同一个网段的两台主机可互相ping成功，不同网段的两台主机在没有网关的情况下则ping不成功。因此，关于任务3中的③可能存在的原因有：一是不同网段；二是网络端口接触不良；三是对方电脑设置防火墙；四是对方电脑关机……任务4中的①通过修改子网掩码，逻辑上改变IP地址中的网络地址和主机地址，让4台主机都处于192.168.0.0这一网段。这样不仅巧妙地解决了连通性问题，而且加深了对子网掩码作用的理解。任务5计算机网络三大主要功能分别是数据通信、资源共享和分布处理，学生往往只停留在理论层面的机械记忆，通过在局域网中设置共享文件夹，实现资源共享，感受网络技术带给人们的极大便利。总之，作业设计要结合课程标准、教科书内容、学习目标和学生实际，力求设计出科学、合理、新颖的作业。教师要提高自主设计作业能力，确保设计的作业具有创新性、层