2023年教育部等十八部門頒布了《關(guān)于加強新時代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見》,提出要著力在教育“雙減”中做好科學(xué)教育加法,要加強中小學(xué)科學(xué)及相關(guān)學(xué)科(物理、化學(xué)、生物、地理、信息科技/信息技術(shù)、通用技術(shù)等)課程標(biāo)準(zhǔn)及教材修訂完善工作,加強實驗室建設(shè),強化實驗教學(xué)等要求。此次出臺的《中小學(xué)實驗教學(xué)基本目錄》,正是深入貫徹落實這一文件精神的具體措施。
信息科技是一門“科”與“技”并重的課程,具有基礎(chǔ)性、實踐性和綜合性等性質(zhì),課程設(shè)計注重吸納國內(nèi)外信息科技的前沿成果,從信息科技實踐應(yīng)用出發(fā),提升學(xué)生對基本概念和基本原理的理解。在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和科技倫理,提升全體學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)與技能等方面都有獨特的價值。因此,在信息科技課程教學(xué)中,必須重視學(xué)科實踐和實驗教學(xué)。
加強信息科技實驗教學(xué)的重要意義
實驗教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑?!读x務(wù)教育課程方案(2022年版)》明確提出要“突出學(xué)科思想方法和探究方式的學(xué)習(xí),加強知行合一、學(xué)思結(jié)合,倡導(dǎo)‘做中學(xué)’‘用中學(xué)’‘創(chuàng)中學(xué)’”,“信息科技課標(biāo)” 中更是提出了“要注重把握數(shù)字化學(xué)習(xí)的特點合理利用數(shù)字化平臺、工具和資源,運用線上實驗、模擬仿真等方式,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)”,對于實驗教學(xué)給出具體而可行的指導(dǎo)。
(一) 加強信息科技實驗教學(xué)可以提升學(xué)生的實踐能力和動手能力
信息科技是一門實踐性強的課程,學(xué)生只有親自動手去實踐、探索和解決問題,才能真正理解其中的科學(xué)原理,才能學(xué)以致用。通過實驗教學(xué),學(xué)生可以在實踐中加深對學(xué)科知識的理解和運用,提高在生活和學(xué)習(xí)中應(yīng)用信息科技的技能。
(二) 加強信息科技實驗教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力
信息科技是一個不斷創(chuàng)新的領(lǐng)域,只有培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力,才能跟上科技的快速發(fā)展。實驗教學(xué)可以為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)和實踐的機會,培養(yǎng)學(xué)生的觀察力、分析思維和創(chuàng)新意識,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能,在協(xié)同、合作中還能培養(yǎng)學(xué)生的團隊精神和溝通能力。
(三) 加強信息科技實驗教學(xué)有助于培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力
信息科技領(lǐng)域存在各種復(fù)雜的問題和挑戰(zhàn),學(xué)生通過參與實驗教學(xué)活動,能夠培養(yǎng)他們的問題分析和解決能力。針對生活中的真實問題,經(jīng)過收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果和提出解決方案等一系列實驗過程,不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和系統(tǒng)思考能力,更能提高他們應(yīng)對復(fù)雜問題的能力。
(四) 加強信息科技實驗教學(xué)能體現(xiàn)信息科技課程的育人價值
信息科技是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重要部分,通過學(xué)科實踐和實驗教學(xué),能夠引導(dǎo)學(xué)生在使用信息科技解決問題的過程中遵守道德規(guī)范和科技倫理,培育學(xué)生正確的世界觀、人生觀、價值觀,因此,重視信息科技實驗教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)、創(chuàng)新能力和解決問題的能力,對于發(fā)揮信息科技在教育中的育人價值具有重要意義。
深入理解信息科技實驗教學(xué)
信息科技實驗是一種重要的科學(xué)實踐活動。按照信息科技各模塊學(xué)習(xí)內(nèi)容特點,義務(wù)教育信息科技實驗教學(xué)基本目錄在小學(xué)、初中分別提煉了60個和31個實驗活動,這些節(jié)點的設(shè)計,并不意味著義務(wù)教育信息科技課程在小學(xué)就只有60個實驗、初中只有31個實驗,每個節(jié)點實際上是給出了相應(yīng)課程內(nèi)容的基礎(chǔ)實驗活動內(nèi)容,在實際教學(xué)中需要根據(jù)內(nèi)容特點可再設(shè)計、拓展各類實驗活動,采用適宜的實驗形式開展。義務(wù)教育信息科技基本實驗?zāi)夸浐w了驗證性實驗、探究性實驗、創(chuàng)新應(yīng)用性實驗和虛擬仿真實驗等實驗類型。每種實驗類型都有著不同的目的和特點,可以滿足學(xué)生在信息科技學(xué)科中的不同學(xué)習(xí)需求。
驗證性實驗是信息科技最常見的實驗教學(xué)類型之一,其目的是通過實踐驗證或證明特定的現(xiàn)象或理論,如學(xué)生可以通過編程實驗來驗證程序代碼的功能和正確性。這種實驗教學(xué)方法可以幫助學(xué)生鞏固和應(yīng)用所學(xué)的理論知識,培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力。
探究性實驗強調(diào)學(xué)生主動探索和發(fā)現(xiàn)知識的過程。在信息科技教學(xué)中,學(xué)生可以通過自主設(shè)計實驗和進行實踐操作,發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)并進行實驗驗證,以達到對問題的深入理解。例如,學(xué)生可以自主設(shè)計一個家庭網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu),通過實驗探究網(wǎng)絡(luò)性能的優(yōu)化方法。探究性實驗有利于培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、解決問題的能力和批判性思維。
創(chuàng)新應(yīng)用性實驗旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,提升學(xué)生創(chuàng)造性解決實際問題的能力。在這類實驗中,學(xué)生通過將所學(xué)知識應(yīng)用于實際場景,并嘗試著進行創(chuàng)新性的改進和應(yīng)用。例如,學(xué)生可以通過不同的方法,設(shè)計一個在線數(shù)字氣象站,以實現(xiàn)特定的功能。創(chuàng)新應(yīng)用性實驗鼓勵學(xué)生獨立思考,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和實際應(yīng)用能力。
虛擬仿真實驗是利用計算機技術(shù)和虛擬環(huán)境來模擬真實實驗的過程和結(jié)果。通過虛擬仿真實驗,學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中進行實驗操作和觀察,在不受時間和空間限制的情況下,深入理解實驗過程和結(jié)論。虛擬仿真實驗可以降低實驗成本和安全風(fēng)險,提供反復(fù)練習(xí)和實驗條件的多樣性。例如,學(xué)生可以利用虛擬環(huán)境學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)安全等技術(shù)。
不同類型的實驗教學(xué)方法在信息科技教學(xué)中都具有重要的作用。驗證性實驗幫助學(xué)生鞏固理論知識和實踐操作能力,探究性實驗培養(yǎng)學(xué)生的探索和批判性思維能力,創(chuàng)新應(yīng)用性實驗激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力,虛擬仿真實驗提供多樣性和安全性的實驗環(huán)境。教師可以根據(jù)學(xué)生的不同需求和學(xué)習(xí)目標(biāo),靈活選擇和整合這些實驗教學(xué)方法,提高信息科技實驗教學(xué)的質(zhì)量和效果。
信息科技實驗教學(xué)實施建議
如何在信息科技教學(xué)中將“科”與“技”并重的課程特點真正發(fā)揮出來,對全體信息科技教師都是全新的挑戰(zhàn),對學(xué)校教學(xué)管理也提出了新課題。信息科技實驗教學(xué)基本目錄的頒布,不僅促進了信息科技課程體系的健全與完善,同時給廣大信息科技教師提供了集科學(xué)性與可操作性于一體的有力支持。各地應(yīng)結(jié)合學(xué)校條件和環(huán)境特點,因地制宜,積極創(chuàng)造條件,以確保信息科技實驗教學(xué)基本目錄中的實驗都能順利實施。
(一) 合理制定實驗教學(xué)計劃。教師應(yīng)制定詳細的實驗教學(xué)計劃,包括實驗內(nèi)容、實驗?zāi)繕?biāo)、實驗流程和所需資源等。計劃的制定應(yīng)充分考慮學(xué)生的實際水平和興趣,確保實驗教學(xué)貼近學(xué)生的實際需求。
(二) 提供必要的實驗設(shè)備和資源。為了保證實驗教學(xué)的順利進行,學(xué)校和教育行政部門應(yīng)提供必要的實驗設(shè)備和資源,確保學(xué)生有足夠的機會進行實踐操作。同時,教師也可以利用互聯(lián)網(wǎng)和開源軟件等資源,拓寬實驗教學(xué)的內(nèi)容和形式。
(三) 強調(diào)實踐操作和動手能力培養(yǎng)。實驗教學(xué)應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐操作能力和動手能力。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生親自動手進行實驗操作,鼓勵他們思考和解決實際問題。此外,可以組織學(xué)生進行小組討論和合作實驗,培養(yǎng)他們的團隊合作和溝通能力。
(四) 關(guān)注學(xué)生的創(chuàng)新和實踐能力培養(yǎng)。信息科技實驗教學(xué)應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力。教師可以設(shè)計一些開放性的實驗任務(wù),鼓勵學(xué)生進行主題研究和創(chuàng)新性實驗。同時,教師還可以引導(dǎo)學(xué)生參加科技創(chuàng)新競賽和項目實踐,提高他們的科研能力和創(chuàng)新能力。
(五) 關(guān)注教師的專業(yè)素養(yǎng)與能力培養(yǎng)。教師是推動信息科技實驗教學(xué)的關(guān)鍵力量。各級教育行政部門應(yīng)注重教師的專業(yè)培訓(xùn)和能力提升,鼓勵教師參與信息科技教育研究和教學(xué)實踐,不斷提高他們的專業(yè)技術(shù)水平和實驗教學(xué)能力。
(六) 建立有效的評價和反饋機制。建立科學(xué)有效的評價和反饋機制,對學(xué)生的實驗成果和能力進行評估和反饋。通過評價和反饋,學(xué)生可以了解自己的優(yōu)勢和不足,進一步提高實驗教學(xué)的效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。
來源:教育部網(wǎng)站
作者:魏雄鷹,教育部義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)研制組成員,浙江省教育廳教研室信息技術(shù)教研員
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