中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A論文編號：1674—2117（2025）15-0055-04

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）強(qiáng)調(diào)“要運(yùn)用線上實(shí)驗(yàn)、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)”。然而，當(dāng)前的信息科技作業(yè)普遍存在“內(nèi)容抽象”“問題局限”“知識碎片化”等問題，導(dǎo)致學(xué)生難以實(shí)現(xiàn)知識的理解、應(yīng)用和遷移。北京航空航天大學(xué)熊璋教授指出：“信息科技也是一門科學(xué)課，講完科學(xué)道理以后要到實(shí)驗(yàn)室（機(jī)房）做驗(yàn)證。”因此，筆者以大單元“實(shí)驗(yàn)作業(yè)”為載體，通過整合作業(yè)設(shè)計(jì)的核心路徑、線索特征和延伸維度，將學(xué)科實(shí)驗(yàn)融人其中，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)作業(yè)在實(shí)踐操作、自主探索和協(xié)作交流等方面的教育功能。實(shí)驗(yàn)作業(yè)集項(xiàng)目、探究和思維于一體，倡導(dǎo)“做中學(xué)”理念，，引導(dǎo)學(xué)生在問題提出、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、假設(shè)驗(yàn)證等過程中，運(yùn)用學(xué)科概念和工具探究科技原理并解決實(shí)際問題，從而深入理解技術(shù)背后的科學(xué)方法，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神，為未來發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

實(shí)驗(yàn)作業(yè)設(shè)計(jì)的核心路徑

教育部發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見》明確指出：“實(shí)驗(yàn)是國家課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)的重要內(nèi)容，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑?！币虼耍绾卧诔踔行畔⒖萍甲鳂I(yè)中融入實(shí)驗(yàn)，是當(dāng)前課程改革的關(guān)鍵要素之一。筆者認(rèn)為，在具體實(shí)施層面，應(yīng)當(dāng)以學(xué)科核心素養(yǎng)為內(nèi)核，以作業(yè)為載體，運(yùn)用學(xué)科概念和實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)學(xué)生以“顯微鏡思維”透視作業(yè)的核心路徑，有效促進(jìn)作業(yè)與實(shí)驗(yàn)的有機(jī)融合，最終達(dá)成學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)。

1.清邏輯：基于實(shí)驗(yàn)建構(gòu)思維模式

在新課標(biāo)的視角下，教師要對作業(yè)的教育目標(biāo)、教育內(nèi)容和教學(xué)基本要求等進(jìn)行系統(tǒng)化思考和實(shí)踐，厘清概念間的邏輯關(guān)系。在作業(yè)中把握實(shí)驗(yàn)要素、融人實(shí)驗(yàn)原理、細(xì)化實(shí)驗(yàn)方法，將思維發(fā)展與能力形成融為一體，從而建構(gòu)作業(yè)的思維模式。同時，也要將作業(yè)中的重要概念融人到實(shí)驗(yàn)的流程中，對核心概念進(jìn)行深度挖掘和拓展，引導(dǎo)學(xué)生從本質(zhì)上理解“技”背后的“科”，從而深化學(xué)生的計(jì)算思維。

2.精評價：融入實(shí)驗(yàn)落實(shí)素養(yǎng) 立意

《浙江省教育廳教研室關(guān)于加強(qiáng)義務(wù)教育信息科技課程的實(shí)施意見》明確指出：“要聚焦素養(yǎng)導(dǎo)向開展教學(xué)實(shí)踐，圍繞核心素養(yǎng)進(jìn)行綜合評價，促進(jìn)學(xué)生的能力發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)‘教-學(xué)-評'的一致性?！泵總€實(shí)驗(yàn)作業(yè)的背后都蘊(yùn)藏著一個科學(xué)原理，只有開展多元評價才能幫助學(xué)生領(lǐng)悟到知識的真諦。教師可以通過“結(jié)合評價體系”“厘清評價環(huán)節(jié)”“夯實(shí)評價過程”等步驟，讓學(xué)生切實(shí)感知實(shí)驗(yàn)活動，從而促進(jìn)學(xué)生的核心素養(yǎng)發(fā)展。

實(shí)驗(yàn)作業(yè)片段1：

浙教版七年級下冊第二單元“探秘物聯(lián)網(wǎng)”在選擇常見的傳感器、認(rèn)識物聯(lián)網(wǎng)的通信技術(shù)、搭建簡單的物聯(lián)系統(tǒng)原型等教學(xué)過程中，幫助學(xué)生理解物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)的基本原理。在此基礎(chǔ)上，可圍繞“智慧校園農(nóng)場”項(xiàng)目開展物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)實(shí)踐，通過實(shí)驗(yàn)資源的有效運(yùn)用，系統(tǒng)剖析實(shí)驗(yàn)全過程，建立多元化的實(shí)驗(yàn)評價體系，明晰多元化的實(shí)驗(yàn)評價目標(biāo)，具體如圖1所示。

3.明導(dǎo)向：圍繞實(shí)驗(yàn)提取關(guān)鍵問題

關(guān)鍵問題是思維發(fā)展的引擎，它能夠引導(dǎo)學(xué)生在解決問題的過程中掌握學(xué)科技能、理解學(xué)科知識、發(fā)展學(xué)科思維。心理學(xué)家布魯姆說：“不同水平的問題，對學(xué)生的思維導(dǎo)向是不同的?！币虼?，教師可以從校園生活、學(xué)科領(lǐng)域中提取關(guān)鍵問題，設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)作業(yè)，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究、實(shí)踐與創(chuàng)新，從而提高學(xué)生解決問題的能力。

實(shí)驗(yàn)作業(yè)片段2：

在浙教版七年級上冊第二單元“探秘互聯(lián)網(wǎng)”中，筆者基于七年級學(xué)生的學(xué)情，將單元中的關(guān)鍵問題進(jìn)行梳理和串聯(lián)，圍繞家庭網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)作業(yè)，通過終端設(shè)備、仿真平臺、無線網(wǎng)絡(luò)，鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維和探究精神。

實(shí)驗(yàn)作業(yè)設(shè)計(jì)的線索特征

根據(jù)學(xué)科特征及育人特征確定作業(yè)的實(shí)驗(yàn)形式，對學(xué)生信息思維的培養(yǎng)具有舉足輕重的作用。教師應(yīng)從不同維度的實(shí)驗(yàn)線索出發(fā)，對作業(yè)進(jìn)行層次化、梯度化的布局設(shè)計(jì)。在實(shí)驗(yàn)作業(yè)的建構(gòu)中，培養(yǎng)學(xué)生以“放大鏡思維”探索作業(yè)線索，讓學(xué)生學(xué)會抽象建模的方法，形成邏輯推理能力以及實(shí)踐創(chuàng)新精神，從而培養(yǎng)其核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力。

1.鏈而序：抽象建?；膶?shí)驗(yàn)作業(yè)

學(xué)生對作業(yè)的認(rèn)知模型最初是在其思考過程中建構(gòu)形成的，這體現(xiàn)了人類特有的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律。教師通常所說的“通過作業(yè)中的某個問題形成了概念”，本質(zhì)上是在認(rèn)知層面對該問題建立了一個模型。新課標(biāo)提出：“能對問題進(jìn)行抽象、分解、建模，并通過設(shè)計(jì)算法形成解決方案?！痹谛畔⒖萍紝?shí)驗(yàn)作業(yè)中，學(xué)生通過自然語言描述、數(shù)學(xué)模型構(gòu)建和圖形結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)等多種建模方式，深入把握科技現(xiàn)象的本質(zhì)特征。這種基于建模的實(shí)驗(yàn)探究過程，有助于培養(yǎng)學(xué)生的抽象、概括、綜合能力。

實(shí)驗(yàn)作業(yè)片段3：

在浙教版七年級上冊第三單元“暢游互聯(lián)網(wǎng)”中，通過“向世界介紹我的學(xué)?！表?xiàng)目（如下頁圖2），設(shè)置相對獨(dú)立而又相互關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn)作業(yè)鏈，通過“模型建構(gòu)—科學(xué)推理—實(shí)驗(yàn)論證—多維遷移”，引導(dǎo)學(xué)生對知識進(jìn)行關(guān)聯(lián)、建構(gòu)、創(chuàng)造，促進(jìn)學(xué)生反思和評價，培育學(xué)生的科學(xué)思維。

2.聯(lián)而通：邏輯推理中的實(shí)驗(yàn)作業(yè)

實(shí)驗(yàn)作業(yè)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的重要途徑，其核心在于引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)的方法和步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生收集整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過實(shí)驗(yàn)分析和判斷推理訓(xùn)練，幫助學(xué)生建立多角度思考問題的能力。

圖1

實(shí)驗(yàn)作業(yè)片段4：

在浙教版八年級上冊第三單元“互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的安全”中，以用戶的信息數(shù)據(jù)為驅(qū)動，在防詐故事情境下，將作業(yè)中的基礎(chǔ)知識、內(nèi)容實(shí)踐、深化拓展進(jìn)行邏輯的關(guān)聯(lián)（如圖3），促進(jìn)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的深度思考，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。

3.動而拓：實(shí)踐創(chuàng)新下的實(shí)驗(yàn)作業(yè)

信息科技越來越注重實(shí)踐性和應(yīng)用性，因此，在實(shí)驗(yàn)作業(yè)中要充分調(diào)動學(xué)生的各種感官，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。然而，當(dāng)前的教學(xué)實(shí)踐中普遍存在的設(shè)備短缺、實(shí)驗(yàn)條件有限等客觀因素，嚴(yán)重制約了學(xué)生自主探究能力的培養(yǎng)。更值得關(guān)注的是，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)作業(yè)往往停留在淺層的操作演示層面，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論相符。義務(wù)教育信息科技實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本目錄提煉了31個初中實(shí)驗(yàn)活動，教師需要開拓更加優(yōu)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，通過教學(xué)資源開發(fā)，利用軟硬件設(shè)備、虛擬環(huán)境等再設(shè)計(jì)與拓展各類實(shí)驗(yàn)活動，模擬仿真各種實(shí)驗(yàn)作業(yè)環(huán)境，從而進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動手能力。

圖2

圖3

實(shí)驗(yàn)作業(yè)設(shè)計(jì)的延伸廣角

實(shí)驗(yàn)作業(yè)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)立足學(xué)生視角、結(jié)合學(xué)生生活、體現(xiàn)學(xué)生合作，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生的知識積累和思維發(fā)展。在實(shí)施過程中，要將思維發(fā)展和能力培養(yǎng)融為一體，引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)情境下，以階梯探究為形式，以多維進(jìn)階為導(dǎo)向，以“望遠(yuǎn)鏡思維”延伸作業(yè)廣角，形成真實(shí)并且符合初中生認(rèn)知能力的實(shí)驗(yàn)作業(yè)，讓作業(yè)有溫度、有梯度、有深度，從而有效培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力。

1.真實(shí)情境：實(shí)驗(yàn)作業(yè)創(chuàng)設(shè)有溫度

新課標(biāo)倡導(dǎo)真實(shí)性學(xué)習(xí)，以真實(shí)問題或項(xiàng)目驅(qū)動，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷過程，建構(gòu)知識，提升問題解決能力。開發(fā)基于真實(shí)情境的實(shí)驗(yàn)作業(yè)，既是探究已有生活問題的過程，也是發(fā)現(xiàn)未來生活新問題的途徑。在實(shí)驗(yàn)作業(yè)設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)有機(jī)整合文化、社會、科學(xué)等多領(lǐng)域內(nèi)容，確保其貼近學(xué)生生活，符合學(xué)生年齡特點(diǎn)和認(rèn)知水平，讓學(xué)生感受到信息源于生活，又服務(wù)于生活。同時，在作業(yè)中也可以適當(dāng)融入中國傳統(tǒng)文化，以充分發(fā)揮作業(yè)的育人功能。

實(shí)驗(yàn)作業(yè)片段5：

在浙教版八年級上冊互聯(lián)網(wǎng)大單元教學(xué)中，以“張璁?dāng)?shù)字紀(jì)念館”這一區(qū)域傳統(tǒng)文化項(xiàng)目為載體，通過數(shù)字化手段實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)文化與現(xiàn)代信息技術(shù)的有機(jī)融合。該教學(xué)設(shè)計(jì)遵循“生為中心、真實(shí)問題、富有啟發(fā)”的原則，引導(dǎo)學(xué)生從更廣闊的視角看待互聯(lián)網(wǎng)，從而在已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行更有意義的學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)思維的發(fā)展。

2.規(guī)律聯(lián)結(jié)：實(shí)驗(yàn)作業(yè)探究有梯度

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，隨著學(xué)生探究活動的持續(xù)開展，其問題意識和質(zhì)疑精神會不斷增強(qiáng)。教師不應(yīng)用已知的結(jié)論刻意限制學(xué)生探究的階段方向，而應(yīng)緊緊圍繞教學(xué)目標(biāo)，在猜想與假設(shè)、分析與驗(yàn)證、實(shí)踐與創(chuàng)新的階段探究中不斷追問與實(shí)驗(yàn)，形成階梯反思，使學(xué)生獲得積極的情感體驗(yàn)，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式，從而提升學(xué)生的觀察能力、操作能力和思維能力。

圖4

實(shí)驗(yàn)作業(yè)片段6：

在浙教版七年級上第一單元中的《認(rèn)識互聯(lián)網(wǎng)——“穿越時代”》一課的教學(xué)設(shè)計(jì)中（如圖4），通過創(chuàng)設(shè)“古代人物李明穿越到現(xiàn)代社會”的虛擬情境，引導(dǎo)學(xué)生完成仿真互聯(lián)網(wǎng)歷程的實(shí)驗(yàn)作業(yè)。該作業(yè)依托多元化教學(xué)資源，遵循學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，系統(tǒng)滲透互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)知識、實(shí)際應(yīng)用場景和創(chuàng)新發(fā)展趨勢等內(nèi)容，幫助學(xué)生樹立正確的信息社會責(zé)任感。

3.思維進(jìn)階：實(shí)驗(yàn)作業(yè)類型有深度

當(dāng)前，實(shí)驗(yàn)作業(yè)設(shè)計(jì)存在知識記憶型任務(wù)占比過高、形式單一且脫離實(shí)際的問題，導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)知能力難以在實(shí)踐中充分展現(xiàn)。在新課標(biāo)背景下，應(yīng)立足學(xué)生實(shí)際學(xué)情，構(gòu)建具體與抽象交錯的作業(yè)。實(shí)驗(yàn)作業(yè)設(shè)計(jì)的要素不是簡單地組合在一起，而是要立足教材整體架構(gòu)，關(guān)注驗(yàn)證性、創(chuàng)新性、探究性等多維發(fā)展，促使學(xué)生在知識技能的內(nèi)化過程中形成學(xué)科能力和素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)思維發(fā)展與創(chuàng)新能力的進(jìn)階。

在新課標(biāo)實(shí)施背景下，教師應(yīng)當(dāng)以實(shí)驗(yàn)作業(yè)為突破口，通過系統(tǒng)解讀新課標(biāo)，聯(lián)結(jié)核心問題、歸納核心概念、探索核心價值，開拓實(shí)驗(yàn)作業(yè)中發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的有效路徑。從實(shí)驗(yàn)作業(yè)設(shè)計(jì)的核心路徑、實(shí)驗(yàn)作業(yè)設(shè)計(jì)的線索特征、實(shí)驗(yàn)作業(yè)設(shè)計(jì)的延伸廣角三個層面著手，采用大單元的視角審視作業(yè)的設(shè)計(jì)與實(shí)施。同時，在邏輯思維發(fā)展的過程中，關(guān)注作業(yè)設(shè)計(jì)的有效性、作業(yè)實(shí)踐的科學(xué)性、作業(yè)結(jié)構(gòu)的合理性，通過創(chuàng)新作業(yè)方式，實(shí)現(xiàn)“科”與“技”并重，最終達(dá)成信息科技學(xué)科核心素養(yǎng)的有效培育。

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