李維明

教育部頒布的《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》（簡稱《標準》）必修模塊有兩個：“必修模塊1：數據與計算”“必修模塊2：信息系統(tǒng)與社會”。這兩個模塊是整個高中信息技術課程學習的基礎，是每個高中學生必須學習的內容。與2003版本的標準相比，此版《標準》理順了貫穿始終的學科大概念，提出了關乎發(fā)展的學科核心素養(yǎng)，構建了評價檢測的學業(yè)質量標準，劃分了內涵豐富的核心素養(yǎng)水平。同時，在具體的內容上增加了必修模塊的容量，修習的要求上加大了必修課程的難度。所以，在學科教學時必須厘清每個模塊的基本脈絡，明白模塊標準的內涵外延，注重項目式等教學方法的理解與實施，創(chuàng)新檢測評價方式，以求取得預期的教學效果。

● 內容基本脈絡

《標準》“必修模塊1：數據與計算”包括“數據與信息”“數據處理與應用”及“算法與程序實現”三部分內容。其內容結構如左圖所示。

本模塊是整個高中信息技術課程學習的開端，其基本意圖是“通過本模塊的學習，學生能認識到數據在信息社會中的重要價值，合理處理與應用數據，掌握算法與程序設計的基本知識，根據需要運用數字化工具解決生活與學習中的問題，認識到人工智能在信息社會中越來越重要的促進作用，逐步成為信息社會的積極參與者”。

其中“數據”是本模塊中最為重要的基本概念，更是貫穿信息技術學科的“大概念”之一。什么是數據呢？一般來說數據是描述事物的符號記錄，是信息的載體，是計算工具識別、存儲、加工的對象。數據經過處理并賦予一定的意義后便成為信息。在計算機科學中“數據”是能輸入到計算機中并被計算機程序處理的符號的總稱，包括了文本、聲音、圖形、圖片、視頻等非數值型數據。近年來，移動通信和云計算等技術的應用，產生了海量的“大數據”，而豐富的大數據又促進了人工智能等領域的技術發(fā)展。因此“數據”也不僅僅是計算工具所處理的對象或信息的載體，更成為人們獲得信息、推動信息社會發(fā)展的一項動力來源。

在本模塊中，數據概念貫穿整個內容，是學習理解模塊內容的基本脈絡。模塊第一部分“數據與信息”是通過對周圍世界信息技術應用的體驗，“感知”數據，“理解”數據與信息、知識的相互關系，從而“認識”到數據對人們生活、學習的影響，“感受”到人們利用數字化工具和數字化資源的優(yōu)勢。第二部分“數據處理與應用”是通過應用實例，“了解”數據采集、分析、可視化的方法，在此基礎上選擇工具“處理”數據，“分析”數據，“保護”數據。這兩部分內容的脈絡很清晰，無論是“感知”還是“了解”，無論是“采集”還是“分析”“處理”，其操作的對象都是“數據”。所以此間脈絡，不言而喻。

在“數據與計算”模塊的第三部分“算法與程序實現”則是從實例出發(fā)，“概述”算法概念、特征，并通過恰當方式“表示”簡單算法。這里提到了本模塊第二個重要的基本概念——算法，這也是本學科的“大概念”之一。那么，什么是算法呢？專家認為，算法就是一個有窮規(guī)則的集合，其中規(guī)定了一個解決某一特定類型問題的運算序列。分析算法定義，可以把算法理解為若干基本操作及其規(guī)則作為元素的集合。在計算機科學中，為保證計算機有序執(zhí)行指令，算法應具有指定輸入、指定輸出、確定性、有效性和有限性五個基本屬性。

當然，要“實現”算法，就需要“掌握”一種程序設計語言，并通過解決實際問題“體驗”程序設計的基本流程，“感受”算法效率，掌握運行調試的方法。從程序結構來看，通過順序執(zhí)行、條件分支和循環(huán)三種結構方式可基本完成算法的流程，實現復雜問題條理化和簡單化。在這里，實現算法的手段是編程，而算法作用的對象卻是數據。對于人工智能來說，算法是人工智能的核心，數據是人工智能的基礎。大數據使人工智能的很多應用變?yōu)榭赡埽ㄕZ音識別、機器翻譯、計算機視覺，以及現在的下棋等，不管是理論還是應用，都離不開數據。

縱觀本模塊的各個部分，數據脈絡無不貫穿其中。厘清了這條線，才能做到心中有“數”，在教學中才不至于迷失方向。

● 模塊教學方法

厘清了模塊“數據”脈絡之后，使用什么樣的方法才能抓住這條線有效地開展教學，實現學業(yè)質量目標，體現學科核心素養(yǎng)培育的方向？《標準》特別地在每個模塊內容之后，設置了“教學提示”相關內容，以表達對教學的建議及導向，從中可以得到啟發(fā)。

“在本模塊教學中，教師可通過項目活動創(chuàng)設問題情境，引導學生在解決問題的過程中感受信息技術對人們日常生活的影響，幫助他們探究數據與計算的知識，提高利用信息技術解決問題的能力，發(fā)展計算思維?！薄稑藴省分械倪@段話，就表達了本模塊教學的方法和途徑，即通過“項目活動”式教學的方法，引導學生“探究”知識，“提高”能力，“發(fā)展”思維。

這里提到了項目活動式教學方法，這是指在學生的學習活動中采用項目式教學（學習）來完成學習活動的一種教學形式，其對應的具體教學法為項目教學法。項目教學法是以建構主義為指導，以相對獨立的項目為對象，在教師的指導下，將項目交由學生分組討論，然后通過制訂計劃、分工合作來開展學習活動，并通過對項目完成情況的評估來評價學生具體的學習情況的教學方法。這個教學方法在操作層面，就是要“創(chuàng)設問題情境”，讓學生在真實的問題情境中去解決問題，發(fā)展思維。目前通過教育部審定、即將出版的《普通高中信息技術》教材中，有部分教材就十分鮮明地采用了項目活動的形式，設計了問題活動的情境，為教學中開展項目活動提供了藍本。

方法只是手段，“提高能力、發(fā)展思維”才是目的。有了項目活動式教學這件利器，抓住“數據”這條線索，認真分析教材相關內容，合理設置項目活動情境，放手開展項目活動，方能實現教學目的。比如，數據編碼的內容，學生缺乏實際感受。教學過程中，教師可創(chuàng)設“使用燈語交流”信息的活動情境，通過使用“數字編碼實驗儀”分組實驗，經歷用莫爾斯碼編碼、發(fā)送、接收、譯碼等全過程，讓學生真正體驗數據編碼在信息交流活動中的應用，從而深刻了解數據編碼的內涵及外延。