張 茜

四川省雙流中學(xué) 四川 成都 610200

一、問題的提出

(一)編程教育已上升到國家教育戰(zhàn)略。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和人工智能時(shí)代的到來，編程能力越來越被國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)界和教育界所重視，成為創(chuàng)新人才培養(yǎng)戰(zhàn)略的實(shí)施重點(diǎn)。2017年7月，我國首次將編程教育寫入國策，在國務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃(國發(fā)〔2017〕35號)》中明確指出:“在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育”。接著，不斷有相關(guān)政策推 出，2018年4月，教育部印發(fā)的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃(教技〔2018〕6號)》指出:“完善課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)，充實(shí)適應(yīng)信息時(shí)代、智能時(shí)代發(fā)展需要的人工智能和編程課程內(nèi)容”；2019年3月，教育部《2019年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點(diǎn)(教技廳〔2019〕2號)》提出:“推動(dòng)在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育”。

從以上政策方針可以看出，我國開展和推廣編程教育已經(jīng)上升到國家戰(zhàn)略規(guī)劃層面，“編程模塊”教學(xué)在信息技術(shù)課程中有了更高的目標(biāo)要求。

(二)新課標(biāo)新教材中的編程模塊內(nèi)容變化大。2018年，教育部頒布《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》，以信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)統(tǒng)領(lǐng)課程標(biāo)準(zhǔn)，將信息技術(shù)課程推向了一個(gè)新的發(fā)展階段。新的信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)在理念和設(shè)計(jì)上具有前瞻性和先進(jìn)性，對教材編寫、課程開發(fā)、教學(xué)實(shí)施、考試評價(jià)等方面的貫徹實(shí)施提出了新的要求。

根據(jù)《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》編寫的新教材于近兩年陸續(xù)出版，課程標(biāo)準(zhǔn)的不同導(dǎo)致新舊高中信息技術(shù)教材內(nèi)容發(fā)生了較大變化，其中編程模塊的變化尤為明顯。編程模塊教學(xué)目標(biāo)的改變，教材內(nèi)容的增加，大部分教師對新教材的處理及教學(xué)開展感到不適應(yīng)。

本文以高中信息技術(shù)新、舊兩種教材為例，對教材中的“編程模塊”進(jìn)行對比研究。其中舊教材以按照2003年《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》編寫的粵教版普通高中信息技術(shù)教材為例，新教材以按照《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》編寫的人教版普通高中信息技術(shù)教材為例。通過對新舊教材“編程模塊”的課程結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)目標(biāo)、教材內(nèi)容、評價(jià)方式等方面的對比分析，以期幫助廣大教師進(jìn)一步了解新教材中“編程模塊”教學(xué)需要掌握的內(nèi)容和方法，促進(jìn)編程教學(xué)的有效開展。

二、新舊教材中的“編程模塊”對比分析

(一)課程結(jié)構(gòu)對比從表1可以看出，新舊教材的課程結(jié)構(gòu)總體上變化較大，新教材中與編程相關(guān)的課程模塊明顯增多，反映了時(shí)代發(fā)展對“編程模塊”教學(xué)需求的增加。

表1 新舊教材“編程模塊”相關(guān)課程對比

1.必修教材中“編程模塊”占比增加。舊教材的必修課程只有《信息技術(shù)基礎(chǔ)》一個(gè)模塊，2學(xué)分，36課時(shí)；新教材的必修內(nèi)容作了較大調(diào)整，分為《數(shù)據(jù)與計(jì)算》《信息系統(tǒng)與社會》兩個(gè)模塊，共3學(xué)分，54課時(shí)。新教材必修部分比舊教材的總學(xué)分多1學(xué)分，總課時(shí)增加18課時(shí)。

舊教材必修模塊中編程相關(guān)的教學(xué)約占2課時(shí)，新教材《數(shù)據(jù)與計(jì)算(必修)》中編程相關(guān)的教學(xué)約占15課時(shí)，新教材《信息系統(tǒng)與社會(必修)》中編程相關(guān)的教學(xué)約占3課時(shí)?！熬幊棠K”課程在必修新教材中比舊教材多約16課時(shí)，編程教學(xué)在高中信息技術(shù)必修課程中的比重明顯增大。

2.選修教材中“編程模塊”分類細(xì)化。舊教材的選修課程設(shè)置了5門，其中《算法與程序設(shè)計(jì)》全部為“編程模塊”課程，《人工智能初步》中有部分編程相關(guān)內(nèi)容。新教材將選修部分分為了選擇性必修和選修兩類，共8門。6門選擇性必修模塊中，與編程相關(guān)的共有3門，分別為升學(xué)考試類課程《數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》，個(gè)性化發(fā)展類課程《人工智能初步》、《開源硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)》；2門選修課程《算法初步》、《移動(dòng)應(yīng)用設(shè)計(jì)》全部為“編程模塊”課程。由此看出，“編程模塊”課程在新教材的選修部分中，涉及面更廣，分類更具有層次性、多樣性、前沿性，以滿足學(xué)生升學(xué)、個(gè)性化發(fā)展的需求。

(二)學(xué)習(xí)目標(biāo)對比。新舊教材體現(xiàn)了不同時(shí)代背景、信息技術(shù)學(xué)科發(fā)展方向，從對比中可以看出，新舊教材對學(xué)生“編程模塊”學(xué)習(xí)達(dá)成的目標(biāo)要求不同。

1.新必修教材中對“編程模塊”的目標(biāo)要求提高。必修教材的學(xué)習(xí)是后續(xù)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，新教材中“編程模塊”內(nèi)容增多，對學(xué)生的要求也隨之提高。舊必修教材中“編程模塊”的學(xué)習(xí)要求學(xué)生初步掌握編制計(jì)算機(jī)程序解決問題的基本方法，認(rèn)識其工作過程。新必修教材則要求學(xué)生掌握一種程序設(shè)計(jì)語言，使用程序設(shè)計(jì)語言實(shí)現(xiàn)簡單算法，解決實(shí)際問題；理解軟件在信息系統(tǒng)中的作用，借助軟件工具與平臺開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件。學(xué)生在完成必修教材“編程模塊”的學(xué)習(xí)后，應(yīng)達(dá)到的水平從“初步掌握”、“了解”、“體驗(yàn)”，提升到了“掌握”、“理解”、“應(yīng)用”、“開發(fā)”，從理論知識的了解上升到了知識在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

2.新選修教材的目標(biāo)達(dá)成需要編程基礎(chǔ)的支撐。由于課程結(jié)構(gòu)的變化，新舊選修教材的學(xué)習(xí)目標(biāo)就有較大的區(qū)別。舊選修教材《算法與程序設(shè)計(jì)》的學(xué)習(xí)目標(biāo)體現(xiàn)在新必修教材《數(shù)據(jù)與計(jì)算》的學(xué)習(xí)目標(biāo)中，成為了所有學(xué)生必須達(dá)成的目標(biāo)。新選修教材旨在為學(xué)生將來進(jìn)入高校繼續(xù)開展與信息技術(shù)相關(guān)方向的學(xué)習(xí)以及應(yīng)用信息技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新、創(chuàng)造提供條件，不同類別的選修課程對應(yīng)信息技術(shù)發(fā)展的不同方向，但是每門課程都需要學(xué)生掌握相關(guān)的編程知識和技能，從而實(shí)現(xiàn)該分類課程的問題解 決。例如使用程序設(shè)計(jì)語言實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的思想，利用開源硬件的設(shè)計(jì)工具或編程語言，實(shí)現(xiàn)開源硬件作品的功能等。

(三)教材內(nèi)容對比。由于新教材的選修課程結(jié)構(gòu)變化較大，增設(shè)了舊選修教材沒有的課程，教材內(nèi)容上沒有相對應(yīng)比較的對象，同時(shí)舊教材《算法與程序設(shè)計(jì)(選修)》的學(xué)習(xí)目標(biāo)已經(jīng)融入新教材《數(shù)據(jù)與計(jì)算(必修)》中。因此下文選擇舊教材中《信息技術(shù)基礎(chǔ)(必修)》和《算法與程序設(shè)計(jì)(選修)》，同新教材中《數(shù)據(jù)與計(jì)算(必修)》和《信息系統(tǒng)與社會(必修)》》進(jìn)行對比。

1.內(nèi)容編排對比。從對比中發(fā)現(xiàn)，新舊教材對編程相關(guān)的理論、概念內(nèi)容基本一致，但編排順序有所不同。舊教材的順序?yàn)?計(jì)算機(jī)解決問題的過程——程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——算法——程序?qū)嵺`案例，新教材的順序?yàn)?計(jì)算機(jī)解決問題的過程——算法——程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——程序?qū)嵺`案例。新教材內(nèi)容編排的順序，更加符合計(jì)算機(jī)解決問題的一般過程，即 “分析問題——設(shè)計(jì)算法——編寫程序——調(diào)試運(yùn)行”。

2.引入方式對比。對比新舊教材的章節(jié)導(dǎo)語內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)二者的引入方式不同。舊教材的導(dǎo)語較多使用問題引入的方式，例如“你是否了解計(jì)算機(jī)解決問題的基本過程?”“如何進(jìn)行程序設(shè)計(jì)?”，也有使用故事引入的方式，例如高斯求和。新教材的導(dǎo)語都是由生活中的實(shí)例引入，且引入的實(shí)例與本章的項(xiàng)目活動(dòng)主題相同，例如“算法與程序?qū)崿F(xiàn)”這一章，引用的實(shí)例是杭州“城市大腦”工程的“交通模塊”管理道路紅綠燈，為救護(hù)車優(yōu)先通行，恰好引入這一章的項(xiàng)目活動(dòng)“編程控?zé)衾鲂小薄Ｏ啾容^而言，舊教材的引入方式讓學(xué)生能快速了解本章學(xué)習(xí)哪些內(nèi)容，解決哪些問題；新教材的引入方式讓學(xué)生更容易地感受到學(xué)習(xí)的內(nèi)容貼近生活，且具有實(shí)際意義，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

新舊教材在每小節(jié)內(nèi)容開始，都采用了情境引入的方式。但由于兩種教材編寫的時(shí)間有十多年的間隔，新教材中采用的情境更貼近現(xiàn)在學(xué)生的生活。另外在情境的選擇方面，舊教材的情境問題種類較多，以數(shù)學(xué)類、生活實(shí)際類、歷史故事類為主，每節(jié)課的情境問題是相互獨(dú)立的，新教材每節(jié)課的情境問題以生活實(shí)際類為主，并且情境的主題都與該章節(jié)的項(xiàng)目活動(dòng)主題相關(guān)，例如章節(jié)項(xiàng)目主題為“編程控?zé)衾鲂小?，每小?jié)的引入情境有“兩種不同的叫車方式”“規(guī)劃乘車路線”“綠燈時(shí)長的最優(yōu)設(shè)置”等，都與交通出行相關(guān)，各小節(jié)之間的關(guān)聯(lián)性更像，與所在章節(jié)的整體聯(lián)系更加緊密。

3.活動(dòng)設(shè)置對比。新舊教材的學(xué)習(xí)活動(dòng)都是從真實(shí)問題出發(fā)，以學(xué)生為主體，但實(shí)施的策略不同。

舊教材各節(jié)一般以“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的方式開展學(xué)習(xí)過程，設(shè)置的欄目有:任務(wù)、觀摩、實(shí)踐、交流、探究、評價(jià)、練習(xí)等。某些章節(jié)最后設(shè)置了“綜合活動(dòng)”，讓學(xué)生把學(xué)過的內(nèi)容應(yīng)用到探索性學(xué)習(xí)或解決實(shí)際問題的活動(dòng)中。

新教材通過“項(xiàng)目學(xué)習(xí)”的方式開展學(xué)習(xí)過程，每一章都以主題學(xué)習(xí)項(xiàng)目介紹為開始，提出項(xiàng)目目標(biāo)、項(xiàng)目準(zhǔn)備、項(xiàng)目過程，每一節(jié)的學(xué)習(xí)都對應(yīng)項(xiàng)目過程中的一個(gè)環(huán)節(jié)，設(shè)置的欄目有:體驗(yàn)探索、思考活動(dòng)、實(shí)踐活動(dòng)、練習(xí)提升等，每一節(jié)最后完成總項(xiàng)目實(shí)施的一部分，整章學(xué)習(xí)完畢后項(xiàng)目也實(shí)施完成。

4.程序設(shè)計(jì)實(shí)踐對比。根據(jù)編程模塊的學(xué)習(xí)目標(biāo)要求“利用程序設(shè)計(jì)語言實(shí)現(xiàn)簡單算法，解決實(shí)際問題”，新舊教材中都設(shè)置了解決實(shí)際問題的程序設(shè)計(jì)實(shí)踐。

由于教材的活動(dòng)設(shè)置不同，因此程序設(shè)計(jì)實(shí)踐的方式也不同。舊教材中單獨(dú)設(shè)置了一 章，選取了“多媒體播放器”和“研究性學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)庫管理軟件”兩個(gè)程序設(shè)計(jì)實(shí)踐案例。新教材中的程序設(shè)計(jì)實(shí)踐是各章項(xiàng)目學(xué)習(xí)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，例如項(xiàng)目“編程控?zé)衾鲂小敝芯帉憽白灾饺诵羞^街紅綠燈”程序，項(xiàng)目“用水分析助決策”中編寫程序統(tǒng)計(jì)分析南水北調(diào)中線工程各地區(qū)水資源情況，項(xiàng)目“智能交互益拓展”中開發(fā)“智能班級交互系統(tǒng)”等。實(shí)際生活中遇到的問題往往是綜合性的，需要靠多種手段共同解決，編程解決問題只是其中的一個(gè)部分，可能承擔(dān)著統(tǒng)計(jì)、對比、查找、決策等不同功能，相較而言，新教材中的程序設(shè)計(jì)實(shí)踐方式更加符合生活實(shí)際情況，能讓學(xué)生從不同角度、不同環(huán)節(jié)運(yùn)用程序設(shè)計(jì)解決實(shí)際問題。

三、結(jié)論

高中信息技術(shù)新舊教材中的“編程模塊”從課程標(biāo)準(zhǔn)到課程結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)目標(biāo)、內(nèi)容編排等方面都存在著較大變化，上文的對比為高中信息技術(shù)“編程模塊”教學(xué)提供了多方面的啟示。

(一)課程結(jié)構(gòu)的變化為“編程模塊”教學(xué)帶來挑戰(zhàn)。根據(jù)新時(shí)代需求和新課程標(biāo)準(zhǔn)，新教材中的必修、選修課程種類增多，與“編程模塊”相關(guān)的課程涵蓋的面更廣，知識體系更豐富，其中很多內(nèi)容是目前大多數(shù)教師不了解或沒有系統(tǒng)學(xué)習(xí)過的。因此廣大信息技術(shù)教師除了要提升編程相關(guān)的基礎(chǔ)知識的儲備，還應(yīng)主動(dòng)學(xué)習(xí)具有時(shí)代特征的前沿性內(nèi)容，以應(yīng)對新教材課程內(nèi)容的巨大變化。

(二)“編程模塊”的學(xué)習(xí)目標(biāo)要圍繞信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)。新教材中強(qiáng)調(diào)以信息技術(shù)的學(xué)科核心素養(yǎng)為主線確立學(xué)習(xí)目標(biāo)，“編程模塊”的學(xué)習(xí)目標(biāo)要從三維目標(biāo)向信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)轉(zhuǎn)變，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，從學(xué)生的視角來界定學(xué)習(xí)的內(nèi)容、要求和評價(jià)?！熬幊棠K”的學(xué)習(xí)目標(biāo)不是單純的學(xué)會寫代碼，而是能將實(shí)際問題抽象成有效的計(jì)算過程，然后通過計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)算法，從而將計(jì)算思維融入實(shí)際生活中，提升學(xué)生的信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)。

(三)倡導(dǎo)基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)方式開展“編程模塊”學(xué)習(xí)活動(dòng)。新教材在每個(gè)章節(jié)中設(shè)置了一個(gè)主題學(xué)習(xí)項(xiàng)目，“編程模塊”學(xué)習(xí)的也是以項(xiàng)目的形式開展，在項(xiàng)目實(shí)施的過程中串連起程序、算法等相關(guān)知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，最終解決項(xiàng)目提出的問題。教師要提升教學(xué)設(shè)計(jì)的站位，不能只關(guān)注單一的知識點(diǎn)、課時(shí)的教學(xué)，應(yīng)該根據(jù)項(xiàng)目主題進(jìn)行整體規(guī)劃與設(shè)計(jì)，重視各小節(jié)知識點(diǎn)之間的聯(lián)結(jié)，從而保障學(xué)習(xí)項(xiàng)目順利實(shí)施。