论文部分内容阅读
教育部颁布的《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》（简称《标准》）必修模块有两个：“必修模块1：数据与计算”“必修模块2：信息系统与社会”。这两个模块是整个高中信息技术课程学习的基础，是每个高中学生必须学习的内容。与2003版本的标准相比，此版《标准》理顺了贯穿始终的学科大概念，提出了关乎发展的学科核心素养，构建了评价检测的学业质量标准，划分了内涵丰富的核心素养水平。同时，在具体的内容上增加了必修模块的容量，修习的要求上加大了必修课程的难度。所以，在学科教学时必须厘清每个模块的基本脉络，明白模块标准的内涵外延，注重项目式等教学方法的理解与实施，创新检测评价方式，以求取得预期的教学效果。
《标准》“必修模块1：数据与计算”包括“数据与信息”“数据处理与应用”及“算法与程序实现”三部分内容。其内容结构如左图所示。
本模块是整个高中信息技术课程学习的开端，其基本意图是“通过本模块的学习，学生能认识到数据在信息社会中的重要价值，合理处理与应用数据，掌握算法与程序设计的基本知识，根据需要运用数字化工具解决生活与学习中的问题，认识到人工智能在信息社会中越来越重要的促进作用，逐步成为信息社会的积极参与者”。
其中“数据”是本模块中最为重要的基本概念，更是貫穿信息技术学科的“大概念”之一。什么是数据呢？一般来说数据是描述事物的符号记录，是信息的载体，是计算工具识别、存储、加工的对象。数据经过处理并赋予一定的意义后便成为信息。在计算机科学中“数据”是能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称，包括了文本、声音、图形、图片、视频等非数值型数据。近年来，移动通信和云计算等技术的应用，产生了海量的“大数据”，而丰富的大数据又促进了人工智能等领域的技术发展。因此“数据”也不仅仅是计算工具所处理的对象或信息的载体，更成为人们获得信息、推动信息社会发展的一项动力来源。
在本模块中，数据概念贯穿整个内容，是学习理解模块内容的基本脉络。模块第一部分“数据与信息”是通过对周围世界信息技术应用的体验，“感知”数据，“理解”数据与信息、知识的相互关系，从而“认识”到数据对人们生活、学习的影响，“感受”到人们利用数字化工具和数字化资源的优势。第二部分“数据处理与应用”是通过应用实例，“了解”数据采集、分析、可视化的方法，在此基础上选择工具“处理”数据，“分析”数据，“保护”数据。这两部分内容的脉络很清晰，无论是“感知”还是“了解”，无论是“采集”还是“分析”“处理”，其操作的对象都是“数据”。所以此间脉络，不言而喻。
在“数据与计算”模块的第三部分“算法与程序实现”则是从实例出发，“概述”算法概念、特征，并通过恰当方式“表示”简单算法。这里提到了本模块第二个重要的基本概念——算法，这也是本学科的“大概念”之一。那么，什么是算法呢？专家认为，算法就是一个有穷规则的集合，其中规定了一个解决某一特定类型问题的运算序列。分析算法定义，可以把算法理解为若干基本操作及其规则作为元素的集合。在计算机科学中，为保证计算机有序执行指令，算法应具有指定输入、指定输出、确定性、有效性和有限性五个基本属性。
当然，要“实现”算法，就需要“掌握”一种程序设计语言，并通过解决实际问题“体验”程序设计的基本流程，“感受”算法效率，掌握运行调试的方法。从程序结构来看，通过顺序执行、条件分支和循环三种结构方式可基本完成算法的流程，实现复杂问题条理化和简单化。在这里，实现算法的手段是编程，而算法作用的对象却是数据。对于人工智能来说，算法是人工智能的核心，数据是人工智能的基础。大数据使人工智能的很多应用变为可能，包括语音识别、机器翻译、计算机视觉，以及现在的下棋等，不管是理论还是应用，都离不开数据。
纵观本模块的各个部分，数据脉络无不贯穿其中。厘清了这条线，才能做到心中有“数”，在教学中才不至于迷失方向。
厘清了模块“数据”脉络之后，使用什么样的方法才能抓住这条线有效地开展教学，实现学业质量目标，体现学科核心素养培育的方向？《标准》特别地在每个模块内容之后，设置了“教学提示”相关内容，以表达对教学的建议及导向，从中可以得到启发。
“在本模块教学中，教师可通过项目活动创设问题情境，引导学生在解决问题的过程中感受信息技术对人们日常生活的影响，帮助他们探究数据与计算的知识，提高利用信息技术解决问题的能力，发展计算思维。”《标准》中的这段话，就表达了本模块教学的方法和途径，即通过“项目活动”式教学的方法，引导学生“探究”知识，“提高”能力，“发展”思维。
这里提到了项目活动式教学方法，这是指在学生的学习活动中采用项目式教学（学习）来完成学习活动的一种教学形式，其对应的具体教学法为项目教学法。项目教学法是以建构主义为指导，以相对独立的项目为对象，在教师的指导下，将项目交由学生分组讨论，然后通过制订计划、分工合作来开展学习活动，并通过对项目完成情况的评估来评价学生具体的学习情况的教学方法。这个教学方法在操作层面，就是要“创设问题情境”，让学生在真实的问题情境中去解决问题，发展思维。目前通过教育部审定、即将出版的《普通高中信息技术》教材中，有部分教材就十分鲜明地采用了项目活动的形式，设计了问题活动的情境，为教学中开展项目活动提供了蓝本。
方法只是手段，“提高能力、发展思维”才是目的。有了项目活动式教学这件利器，抓住“数据”这条线索，认真分析教材相关内容，合理设置项目活动情境，放手开展项目活动，方能实现教学目的。比如，数据编码的内容，学生缺乏实际感受。教学过程中，教师可创设“使用灯语交流”信息的活动情境，通过使用“数字编码实验仪”分组实验，经历用莫尔斯码编码、发送、接收、译码等全过程，让学生真正体验数据编码在信息交流活动中的应用，从而深刻了解数据编码的内涵及外延。
● 内容基本脉络
《标准》“必修模块1：数据与计算”包括“数据与信息”“数据处理与应用”及“算法与程序实现”三部分内容。其内容结构如左图所示。
本模块是整个高中信息技术课程学习的开端，其基本意图是“通过本模块的学习，学生能认识到数据在信息社会中的重要价值，合理处理与应用数据，掌握算法与程序设计的基本知识，根据需要运用数字化工具解决生活与学习中的问题，认识到人工智能在信息社会中越来越重要的促进作用，逐步成为信息社会的积极参与者”。
其中“数据”是本模块中最为重要的基本概念，更是貫穿信息技术学科的“大概念”之一。什么是数据呢？一般来说数据是描述事物的符号记录，是信息的载体，是计算工具识别、存储、加工的对象。数据经过处理并赋予一定的意义后便成为信息。在计算机科学中“数据”是能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称，包括了文本、声音、图形、图片、视频等非数值型数据。近年来，移动通信和云计算等技术的应用，产生了海量的“大数据”，而丰富的大数据又促进了人工智能等领域的技术发展。因此“数据”也不仅仅是计算工具所处理的对象或信息的载体，更成为人们获得信息、推动信息社会发展的一项动力来源。
在本模块中，数据概念贯穿整个内容，是学习理解模块内容的基本脉络。模块第一部分“数据与信息”是通过对周围世界信息技术应用的体验，“感知”数据，“理解”数据与信息、知识的相互关系，从而“认识”到数据对人们生活、学习的影响，“感受”到人们利用数字化工具和数字化资源的优势。第二部分“数据处理与应用”是通过应用实例，“了解”数据采集、分析、可视化的方法，在此基础上选择工具“处理”数据，“分析”数据，“保护”数据。这两部分内容的脉络很清晰，无论是“感知”还是“了解”，无论是“采集”还是“分析”“处理”，其操作的对象都是“数据”。所以此间脉络，不言而喻。
在“数据与计算”模块的第三部分“算法与程序实现”则是从实例出发，“概述”算法概念、特征，并通过恰当方式“表示”简单算法。这里提到了本模块第二个重要的基本概念——算法，这也是本学科的“大概念”之一。那么，什么是算法呢？专家认为，算法就是一个有穷规则的集合，其中规定了一个解决某一特定类型问题的运算序列。分析算法定义，可以把算法理解为若干基本操作及其规则作为元素的集合。在计算机科学中，为保证计算机有序执行指令，算法应具有指定输入、指定输出、确定性、有效性和有限性五个基本属性。
当然，要“实现”算法，就需要“掌握”一种程序设计语言，并通过解决实际问题“体验”程序设计的基本流程，“感受”算法效率，掌握运行调试的方法。从程序结构来看，通过顺序执行、条件分支和循环三种结构方式可基本完成算法的流程，实现复杂问题条理化和简单化。在这里，实现算法的手段是编程，而算法作用的对象却是数据。对于人工智能来说，算法是人工智能的核心，数据是人工智能的基础。大数据使人工智能的很多应用变为可能，包括语音识别、机器翻译、计算机视觉，以及现在的下棋等，不管是理论还是应用，都离不开数据。
纵观本模块的各个部分，数据脉络无不贯穿其中。厘清了这条线，才能做到心中有“数”，在教学中才不至于迷失方向。
● 模块教学方法
厘清了模块“数据”脉络之后，使用什么样的方法才能抓住这条线有效地开展教学，实现学业质量目标，体现学科核心素养培育的方向？《标准》特别地在每个模块内容之后，设置了“教学提示”相关内容，以表达对教学的建议及导向，从中可以得到启发。
“在本模块教学中，教师可通过项目活动创设问题情境，引导学生在解决问题的过程中感受信息技术对人们日常生活的影响，帮助他们探究数据与计算的知识，提高利用信息技术解决问题的能力，发展计算思维。”《标准》中的这段话，就表达了本模块教学的方法和途径，即通过“项目活动”式教学的方法，引导学生“探究”知识，“提高”能力，“发展”思维。
这里提到了项目活动式教学方法，这是指在学生的学习活动中采用项目式教学（学习）来完成学习活动的一种教学形式，其对应的具体教学法为项目教学法。项目教学法是以建构主义为指导，以相对独立的项目为对象，在教师的指导下，将项目交由学生分组讨论，然后通过制订计划、分工合作来开展学习活动，并通过对项目完成情况的评估来评价学生具体的学习情况的教学方法。这个教学方法在操作层面，就是要“创设问题情境”，让学生在真实的问题情境中去解决问题，发展思维。目前通过教育部审定、即将出版的《普通高中信息技术》教材中，有部分教材就十分鲜明地采用了项目活动的形式，设计了问题活动的情境，为教学中开展项目活动提供了蓝本。
方法只是手段，“提高能力、发展思维”才是目的。有了项目活动式教学这件利器，抓住“数据”这条线索，认真分析教材相关内容，合理设置项目活动情境，放手开展项目活动，方能实现教学目的。比如，数据编码的内容，学生缺乏实际感受。教学过程中，教师可创设“使用灯语交流”信息的活动情境，通过使用“数字编码实验仪”分组实验，经历用莫尔斯码编码、发送、接收、译码等全过程，让学生真正体验数据编码在信息交流活动中的应用，从而深刻了解数据编码的内涵及外延。