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摘要
創新能力培養是基礎教育的重要目標和內容。中國人民大學附屬中學借助國家拔尖創新人才早期培養項目的契機，建設面向學生創新能力培養的信息技術校本課程體系。在信息技術校本課程設計中，學校從確立教學理念、明晰教學目標、充實教學內容、改進教學實施和轉變教學評價五方面著手，開發了一系列符合學生實際需求的課程，使得學生在滿足國家課程基本要求的基礎上，具有更好的信息素養、計算思維及創新能力。
關鍵詞
創新能力；信息技術；校本課程
信息技術學科應用廣泛而更新迅速，但該學科的教育教學在國內起步較晚，各地區差異也較大。由于指導理念、師資配置和場地設施等因素的限制，一些地區學校的信息技術教育教學呈現出課程模式單一、教學手段落后、學生評價松散等現狀。筆者所在的北京市海淀區是全國信息技術教育實驗示范區之一[1]，一直在相對出色地完成著本學科在教育教學方面的各項任務。中國人民大學附屬中學（以下簡稱“人大附中”）是海淀區較早引入信息技術課程的學校之一，在近20年的積極探索中積累了一定經驗，形成了以全國課標為指導的具有校本特色的信息技術課程體系，為學生開設了豐富多彩的課程。人大附中自2010年起啟動了拔尖創新人才早期培養實驗項目（以下簡稱“早培班”），為早培班開設校本信息技術課程也是對創新人才培養的有益探索。本文對人大附中在早培班義務教育階段進行的校本課程拋磚引玉，與同仁共同探討。
一、早培班信息技術校本課程設計思路
人大附中對早培班信息技術校本課程的設計包括確立教學理念、明晰教學目標、充實教學內容、改進教學方法和轉變教學評價方式等五個部分。
第一，確立教學理念。當今社會的發展與進步越發需要創新型人才，而創新精神與創新能力的培養不再只是高等教育的任務，已逐步成為基礎教育的目標和重要內容，在多個學科的課程標準中也有明確體現。例如，《普通高中技術課程標準（實驗）》指出，要“強調問題解決，倡導運用信息技術進行創新實踐”，要“營造有利于學生主動創新的信息技術學習氛圍”。[2]《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020年)》倡導“創新教育教學方法，探索多種培養方式，形成各類人才輩出、拔尖創新人才不斷涌現的局面”，鼓勵“創新教育思想、教育模式和教育方法，形成教學特色和辦學風格”。[3]與此同時，早培班啟動的初衷也是為創新人才培養摸索規律，貢獻力量。鑒于此，人大附中在早培班信息技術校本課程開發中將課程理念定位在對學生的創新精神和創新能力培養上。
第二，明晰教學目標。信息技術的變化日新月異，然而變化的是技術手段與呈現形式，不變的是學科內涵與核心素養，即學科的主體知識架構是相對穩定的，這是創新實踐的基礎。學生借由計算思維與數字化學習等思維方式與學習方式的轉變和養成，其信息素養與創新意識也將潛移默化地增強。鑒于此，學校期望學生在達到國家課程標準基礎上，掌握相對系統的信息技術基礎知識，形成相對深入的專業認知，充分利用數字化學習資源來提升信息素養，并提高基于計算思維的分析問題以及有效地發現問題與解決問題的能力。
第三，充實教學內容。在教學理念和教學目標的指導下，信息技術學科的課程設計注重知識性、實踐性、創新性和綜合性。教師將“信息技術基礎”與“算法與程序設計”“多媒體技術應用”“網絡技術應用”組合作為學科基礎，把“網站設計與網頁制作”和“機器人設計與制作”作為綜合提高項目，既有理論指導又有實踐應用，然后按步驟、分層次開展具體教學。
第四，改進教學方法。早培班學生具有活躍的創新思維和良好的學習習慣，學校對于學生的興趣培養與特長發展方面也提供了扎實而靈活的后備支持。在教學中，教師以教學主題為載體創設情境，開展教學過程，把理論依據與實踐操作相結合；采取項目驅動式或任務驅動式教學，通過讓學生親自參與項目或任務的設計與制作來鼓勵學生積極提出問題、思考問題、研究問題直到最終解決問題，使他們逐步養成計算思維；鼓勵班級內不同特點的學生扮演不同角色，進而承擔不同的主題任務。在信息技術手段高度發達的今天，教師也鼓勵學生充分利用互聯網資源，進行數字化學習。這些資源既包括教師在校園網絡平臺內提供的有關教材、學案、輔助閱讀資料或演示作品等，也包括校園外網中博客或論壇文章、電子數據庫文獻，還有微課與慕課教學內容等，同時形成健康的資源共享與思想交流分享氛圍。學生在檢索、甄別、處理或使用信息資源的過程中，逐步提升信息素養。根據不同的教學任務，教師調整師生互動模式，將教師講授與學生自學、學生的獨立探究與學生間的合作探究等多種方式有機融合，在教學實施過程中貫徹“做中教”“教中做”“做中學”“學中做”的動態教學模式，在不斷探索、思考與實踐過程中提高學生的創新能力。
第五，轉變教學評價方式。教學評價不僅要有教師對學生的評價，還要有學生的自我評價和教師的自我評價以及學生對教師的評價。教師要從多角度考量學生的優勢與不足，以鼓勵和促進為主，而弱化評價的甄別和否定功能。學生間的自我評價是能夠通過學生的視角來觀望彼此，捕捉教師所疏忽的評價要素，加強學生間的相互學習。教師需要不斷地自我反思教學實施是否科學，是否為學生創造了寬松的學習氛圍，是否有利于激發學生的創新意識，是否有利于培養學生的創新能力等。與此同時，教師適當聽取來自學生的具有建設性的合理化建議，也是自身專業提升的一種寶貴方式。學生創新意識和創新思維的培養是在教學過程中漸進實施的：學校層面需要構建系統的課程體系，設置科學的教學目標與合理的教學內容，教師層面需要改進教學模式和教學方法。為學生的創新能力培養創造條件，需要真正做到尊重學生個性，發展學生的自主學習與探究能力，保護和培養學生的質疑精神等寶貴品質。信息技術課程在創新精神與創新能力培養方面占有優勢，因為它能使學生創造性解決問題等方面的能力有所提升。在早培班平臺上，人大附中在信息技術學科方面形成了有助于學生創新能力培養的課程內容、開放的教學環境和多樣化的教學形式等。
二、早培班信息技術校本課程開設方案
人大附中早培班義務教育階段學生的培養時間是從六年級到九年級，共四年，在各個年級段也都有信息技術課程設置。學生必修的常規課程均為每周1課時，是面向全體學生，針對與學生的學習或日常生活聯系較緊密的部分開展大范圍教學。供選修的研修課程是每周連堂3課時，它面向部分學生，為富有興趣又學有余力的學生創造深入探究的學習條件。必修課與選修課互為補充，兼顧了課程的廣度和深度。“信息技術基礎”模塊從計算機發展簡史入手，引入大量案例和歷史故事。在深入淺出的歷史進程講述中，既通過人物事跡體驗創新志向，激發學生的創新思維與創新情感，推動創新內驅力，也幫助學生形象地了解計算機原理，相對全面地認識計算機體系結構，并補充信息技術相關基礎知識。“算法與程序設計”模塊幫助學生了解計算機解決問題的一般方法，逐步培養學生的計算思維，提倡讓學生在編寫程序過程中快樂地學習新知、鞏固舊知，利用自主的在線測評系統與開放的在線測評系統將潛在枯燥的學習轉變成具有趣味性和挑戰性的活動。“多媒體技術應用”模塊幫助學生深入了解文本、圖片、動畫、音頻、視頻等數字多媒體元素，使他們掌握主要加工處理軟件并且可以初步了解這類軟件的一般使用技術。這部分主要以應用為主，讓學生了解計算機表達信息的多樣性以及解決問題的不同方法。“網絡技術應用”模塊介紹網絡的功能與基本原理以及因特網的主要應用，使學生掌握網絡基礎知識和基本應用技能，注重激發學生對網絡技術的興趣，把網絡技術基礎知識和基本技能整合到日常學習和生活中去，充分展示網絡技術發展的指導思想，展示網絡技術與現代社會生活的相互作用。“網站設計與網頁制作”模塊要求學生掌握網站設計、網頁制作的基本技術，體驗網絡給人們的生活與學習帶來的變化。該模塊看似一項基于某款應用軟件的簡單的設計制作活動，其實是一項實踐性、創新性和綜合性較強的項目活動，在提升學生創新技能方面發揮了很大作用。該活動涉及多方面信息素養，不同的素養要求映射著不同的思維。例如，學生通過恰當的渠道獲取信息，并有效地甄別所獲取的信息，同時對收集到的信息進行統籌管理。然后，他們再對信息進行加工處理。如果既有信息不足以支撐主題，他們還要自行搜集或創造合理信息，再通過合適的形式呈現出來以傳遞給受眾。無論是制作人還是受眾，都可在參與過程中敞開表達與自如交流。此項活動也涉及文字、聲音、動畫、圖形、圖像、影像等較全面的多媒體要素，面向不同的信息素材形式，對應不同的工具使用與技能鍛煉，這連通了“多媒體技術應用”模塊內容。要使網站的呈現更加生動、交互性更強，師生需要借助HTML、CSS、PHP等程序語言來設計，這連通了“算法與程序設計”模塊內容。在前期準備和后期實施過程中，無論學生實施哪個環節的任務，都能激發他們的想象力、創造力，不斷提高他們創造性地發現問題與解決問題的能力。同時，教師還會引導學生將網站順利地到互聯網上安全操作與瀏覽，這連通了“網絡技術應用”模塊內容。“機器人設計與制作”是一項實踐性、創新性、綜合性及挑戰性更強的活動，它不僅要求學生綜合運用本學科內多門必修課的內容要素，還涉及數學、物理、通用技術等其他學科在電子、機械或控制等多方面的知識與技能。
三、早培班信息技術校本課程教學案例
本部分，筆者將以“算法與程序設計”課程的一次研修課為例來展示信息技術校本課程開展的過程。“算法與程序設計”的算法部分是進階內容，主要通過早培班研修課的形式開展。教師從經典問題入手，如通過漢諾塔和歐幾里德講解計算機中的遞歸算法，展示遞歸思維的簡潔；通過約瑟夫問題講解計算機的模擬算法，了解計算機如何模擬仿真現實問題；通過排序講解計算機中的分治算法，估算排序的計算次數，展示不同方法下計算效率，以評價算表1早培班義務教育階段信息技術校本課程內容法優劣；等等。筆者現以“約瑟夫問題”（又稱“約瑟夫環”或“丟手絹問題”）為例，大致重現學校基于創新能力培養的課堂教學氛圍。學生在這之前已具備數組、循環、遞推、模擬等程序設計基礎，筆者希望進一步達成如下教學目標：熟練掌握循環的控制條件、熟練掌握數組對現實情境的模擬，并通過遞推建立逆向思維。首先，教師提出約瑟夫問題（一共有n個人圍成一圈，從第一個人開始報數，報到第m的人出圈，下一個人繼續從1開始報數，以此類推，求最后一個在圈內的人的編號），組織學生分組討論，探討解決問題的一般方法。教師也在課堂上招募學生志愿者，在教室空間內以帶有數字編號的“真人秀”方式模擬約瑟夫問題的現場，或是通過帶編號的棋子來演示。其次，教師選取學生分享、展示并討論結果。在學生自主完成程序代碼的實現后，教師參與到學生的代碼修改中來。教師給出提示，引導學生借助網絡資源探究更高效的解決方案。最后，學生展示、探討替代更新的解決方案，并進一步通過代碼實現問題的優化求解。約瑟夫問題的求解方法很多，但是效率上有較大差異。第一種方法是通過一個布爾型數組模擬所有人的狀態。該方法的優點是直觀、易于理解，缺點是沒有將出圈人真正從圈內剔除，導致很多無效的計數。第二種方法是使用指針鏈表模擬一圈人，這實現了真正的剔除操作。第三種方法是使用遞推公式，實現了高效計算。由于是研修課，學生都是早培班某年級中對信息技術有濃厚興趣、學科潛質突出且已在“算法與程序設計”模塊上主修時間較長的學生，因而教學過程相對順利。教師提出問題后，大部分學生很快就能想到通過數組模擬一圈人，通過狀態的不同表示是否在圈內，如此模擬直到只剩最后一個人。在代碼實現環節，學生在控制循環次數上遇到困難，于是教師引導學生逐個從起始數目仿真列寫。第一種方法程序實現后，有學生意識到其中的無效計數很多。于是，教師引導學生使用更加靈活變通的方法，便會有學生提議嘗試使用鏈表去除無效計數。學生在第三種方法的理解和實現上確實有難度，這需要教師逐步引導學生進入計算與推導，再借助網絡探究學習與分組討論，直到最終理解并掌握該解決方案。針對一些經典問題，筆者常采用類似的方法開展教學。在緊張有序的教學過程中，學生逐漸學會如何基于計算機的實現來考慮問題的解決方案，培養了他們的計算思維能力。在開放求解的氛圍下，學生并不拘泥于某一種解決方案，常被鼓勵提出新想法。在自主學習環境中，學生也有較高的參與熱情，不計較對與錯，而是注重培養自身解決問題的能力。學生編寫代碼的基礎都相對扎實，因而能夠完成較為復雜的模擬程序，總體學習效果也令人滿意。鑒于上述的教學嘗試，筆者也獲得如下啟示：在課上，教師要營造鼓勵學生自主探究、大膽想象、勇敢創新與交流分享的教學氛圍；根據教學內容，教師可以設置開放性的教學目標，鼓勵學生通過互聯網手段獲取有益信息，進行數字化學習；鼓勵學生通過自主探究和分組協作來探討解決問題的方法。整個教學過程以學生為學習主體，教師逐漸轉變為學生學習的引導者與輔助者。
四、總結與展望
信息技術已成為當今社會進步的重要驅動力之一，發展信息技術教育教學對于國家和民族而言同樣具有重要的戰略意義。信息技術具有更新換代迅猛、理論與實際結合緊密等特點，這在教育教學方面就要求教師以更加動態、靈活的方式應對，并探索如何在課程中更有效地培養學生的創新能力。學校信息技術教研組也在為提升信息技術教育教學的校本特色進行著積極探索和大膽嘗試，力圖作出有益貢獻。總體來說，人大附中在早培班義務教育階段的信息技術校本課程突出以下幾個特點。第一，面向創新能力的培養是課程設計的基本理念和課程執行的指導主線，而課程方案、教學安排、教學模式等都是圍繞有利于學生創新能力的培養而具體展開的。第二，強調信息技術本身的學科基礎知識，將信息技術發展簡史、計算機體系、算法與程序設計、多媒體技術應用、網絡技術應用等模塊內容融會貫通，建立符合學生認知和發展特點的課程體系。第三，教學內容兼顧了理論指導與實踐應用，也兼顧了學科的科學性與技術性；幫助學生理解和掌握計算機基礎概念，建立信息技術知識體系，嘗試從計算機角度理解人類行為，并掌握利用計算機和信息技術發現問題、分析問題和解決問題的方法，從而培養學生的信息素養、計算思維以及創新能力。在今后的教育教學中，教師將在信息技術校本課程設計中對教學內容進一步細化，完善知識結構圖，優化對學生素養與能力的培養目標，增加對學生社會責任意識等情感態度與價值觀方面的關注度。另外，教師要加強對更為科學合理的教學方法的研究，如通過更加活潑生動而通俗易懂的方式加深學生對重點、難點知識的理解，力求采取更加多樣化的“教”與“學”的方式等。同時，教師也要廣泛聽取多方意見和建議，使得課程設計更加吸引學生、跟蹤前沿并貼近生活而又不失可操作性。
作者：葉金毅 王璐 單位：中國人民大學附屬中學
參考文獻：
[1]馬濤.北京市海淀區普教環境下信息技術教育現狀分析[J].計算機教育，2011（11）：97-102.
[2]中華人民共和國教育部.普通高中技術課程標準（實驗）[M].北京：人民教育出版社，2003.
[3]國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）[EB/OL].（2010-07-29）[2016-04-12].