高中信息技術課程標準修訂：理念與內容－IT工程師數位筆記本

文章出處

本文由《中國電化教育》雜志授權發布

作者：李鋒、趙健

摘要

高中信息技術課程標準的修訂依據數字環境發展需要和學生認知特征，分析信息技術教育從“信息常識” 到“學科核心素養”發展的教育意義；明晰信息技術學科核心素養的基本要素及內涵，梳理出學科大概念，分析內容體系；在綜合考慮學科核心素養和學科大概念的基礎上界定高中信息技術課程目標、建構課程框架、形成課程模塊，概述各模塊的學習要求；針對信息技術課程的實施需要，從教學方式、學業評價、實驗室建設和師資培訓等方面給出了相應的建議。

關鍵詞：學科核心素養；課程目標；課程結構與內容；實施建議

自20世紀80年代以來，信息技術沿著以個人計算機為核心到以互聯網為核心，再到以數據為核心的發展脈絡，逐步改變著社會經濟結構和生產方式，加快全球范圍內的知識更新和技術變革，催生出現實空間與虛擬空間并存的信息社會。信息技術的快速發展，重塑了人們溝通交流的時間觀念和空間觀念，不斷改變人們的思維與交往模式，深刻影響人們的生活、工作與學習，已經超越單純的技術工具價值，為當代社會注入了新的思想與文化內涵。培養具有信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任的數字化公民就成為信息技術教育的重要任務。

一、信息技術教育：從“信息常識”到“學科核心素養”

20世紀90年代初，因特網的普及與應用使社會信息總量以幾何級數迅速增長，豐富的信息資源為人們解決問題提供了支持，但也增加了人們心理負擔與工作壓力。在“信息爆炸”時代如何快速獲取信息、有效應用信息是信息社會成員的一項基本技能。針對現實需求，加強信息常識教育、發展公民的信息素養(Information Literacy)成為信息技術教育的價值取向。信息常識教育注重信息獲取與處理的方法與策略，強調信息技術工具操作與應用，這也切合了當時人們適應信息社會的需要。但是，在教育過程中過于強調技術工具的使用，忽視從信息系統的角度理解人、技術、社會之間的關系，這也就淡化了技術工具應用中的潛在功能(包括優勢和弊端)和方法特征 [1] 。此外，數字化環境的日趨完善，基于技術操作的信息技術教育已很難滿足在數字化環境中成長的青少年發展需要，他們對信息技術教育提出了更高的要求。

近10年來，可穿戴、人工智能、3D打印等新技術的發展使得信息技術與社會各領域結合日益緊密，創生出一個全新的數字化學習環境。在此環境中成長起來的“數字土著(Digital Native)”潛移默化地掌握了信息技術應用的基本方法與技能，具備利用網絡獲取信息、并行工作、適合圖形學習的信息化社會生存優勢。當然，具有較強信息技術應用能力的“數字土著”在現實生活與學習中也存在著“網絡欺詐”“沉迷虛擬游戲”等問題。可見，“數字土著”并不能簡單等同于“合格的數字公民”。因此，針對他們對“現實空間與虛擬空間”認識的誤區，新時代的信息技術教育更需要培育學生數字化環境中特有的思維方式，提高學生利用學科方法解決問題的能力，遵守信息社會的法律、法規，發展良好的信息道德和倫理，即培育學生學科核心素養(Key Competence)。

從“信息常識”到“學科核心素養”的教育是從“信息技術操作技能學習”發展到“利用信息技術特有的學科方法解決問題的能力”的提升，強調了學生數字化競爭力的培養。面向學科核心素養的信息技術教育，一方面可從“量”上減少信息技能的重復性學習，減輕學生學習負擔；另一方面可從“質”上強調學科方法學習，避免“學了一公里寬，只有一英寸厚”的問題。

二、面向學科核心素養的高中信息技術課程

目標高中信息技術課程標準是在綜合考慮信息技術學科核心素養和學科大概念的基礎上，按照學生認知能力所確定的學科育人目標，是學生在信息技術學科學習過程中形成的基礎知識、關鍵能力和情感態度價值觀等方面的綜合表現。課程目標的界定經歷了明晰學科核心素養、梳理學科大概念、界定課程目標等過程。

(一)明晰學科核心素養

學科核心素養是學科育人價值的集中體現，是學生學習該門學科后的期望成就 [2] 。信息技術學科核心素養綜合考查了“人、信息技術、信息社會”的相互關系，通過分析信息技術在社會各領域應用中的素養概念與特征（例如ICT素養、信息素養、媒介素養、數字素養等），聚合相關素養的實質內涵，抽象出其中的核心要點，將核心要點與國家學生發展核心素養進行映射后確定的。信息技術學科核心素養包括信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任四項核心內容。

1.信息意識

社會信息總量的持續增長為人們“利用信息、解決問題”創造了條件，但也阻礙著人們快速、有效獲取信息，為更好地生存于信息社會中，其中的社會成員就需要具備一定的信息意識，能敏銳感知信息，正確判斷信息。其內涵主要反映在兩個方面：其一，社會成員能不能及時認識到信息的產生、發展與變化，即對信息的敏感度；其二，能不能對信息價值做出正確判斷，用以指導個人行為的發生，即對信息價值的判斷。具體表現為：在信息獲取層面，能夠敏銳感知到信息的變化，根據解決問題的需要，自覺尋求恰當的方式獲取與處理信息；在信息分析層面，能采用有效策略對信息來源的可靠性、內容的準確性、指向的目的性做出判斷，對信息可能產生的影響進行預期分析，通過合作交流，能夠與團隊成員共享信息，實現信息的最大價值。

2.計算思維

數字化工具的普及使得基于程序驅動的技術工具滲透于人們生存的各個方面，其內部所應用的計算方法潛移默化地嵌入到人們利用信息技術解決問題的過程之中。理解數字化工具的本質特征，形成計算思維，既可有效使用信息技術，也可避免“被技術工具所控制”的危險。計算思維的涵義是指個體運用計算機科學領域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產生的一系列思維活動。主要表現為“形式化、模型化、自動化和系統化”四個方面。其一，形式化。在信息活動中能夠采用計算機可以處理的方式界定問題，抽象關鍵要素，分析要素間的關系；其二，模型化。建立信息處理的模型，合理組織數據，通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案；其三，自動化。探究利用信息技術解決問題的過程與方法，實現解決問題方案的自動化運行；其四，系統化。形成解決問題的系統過程，將其遷移到與之相關的其他問題解決中。

3.數字化學習與創新

在信息社會中，現實空間與虛擬空間相互交織，形成了全新的數字化學習環境，它在變革學生的學習方式時，也對學生的學習質量和學習結果提出更高要求，數字化學習與創新逐步成為影響信息社會競爭力的關鍵因素。數字化學習與創新是指個體通過評估并選用常見的數字化資源與工具，有效地管理學習過程與學習資源，創造性地解決問題，從而完成學習任務，形成創新作品的能力。主要表現為：其一，在數字化環境中，能積極主動地利用數字化資源進行學習和創新活動；其二，能夠發揮數字化學習環境的優勢，有策略地減小數字技術應用的局限性；其三，能夠在數字化環境中協同學習，與學習伙伴分享知識，養成創新的習慣。

4.信息社會責任

信息技術的革新為人們提供了便利的技術工具條件，但也賦予人們在數字化環境中的文化修養、道德規范和行為自律等方面的社會責任。因此，在新環境中，社會成員就需要正確理解人、信息技術和信息社會的關系，遵守其中的規則與要求，促進信息社會的有序發展，擔負起信息社會成員的責任。主要表現為：其一，具有良好的信息安全意識，利用有效的方法保護好個人信息；其二，能夠遵守信息法律法規，信守信息社會的道德與倫理準則，在現實空間和虛擬空間中遵守公共規范；其三，關注信息技術革命所帶來的環境問題與人文問題，對于信息技術創新所產生的新觀念和新事物，具有積極學習的態度、理性判斷和負責行動的能力。

(二)梳理學科大概念

一門充分發展的學科應有其獨特的核心概念、邏輯結構和表達方式，以此反映學科的本體價值 [3] 。中小學信息技術作為一門基礎性學科課程同樣需要明晰課程的知識結構，辨清邏輯關系，形成學科大概念的體系結構。為明確信息技術課程獨特的學科教育功能，在梳理高中信息技術上游學科的核心內容、分析其基本原理和學科方法的基礎上，提煉出 “數據、算法、信息系統、信息社會”學科大概念，給出適合高中學生理解的定義。

1.數據

數據是描述事物的符號記錄，是信息的載體，是計算工具識別、存儲、加工的對象。數據經過處理并賦予一定的意義后便成為信息。在計算機科學中“數據”是能輸入到計算機中并被計算機程序處理的符號的總稱。在計算機發明前及初期，“數據”更多地是指用于科學計算的數值型數據。20世紀80年代計算機技術的發展，人們利用計算機處理“數據”的類型得以豐富，數據也包括了文本、聲音、圖形、圖片、視頻等非數值型數據。近年來，移動通信和云計算等技術的革新潛在生成了“大數據”，這樣“數據”也不只是計算工具所處理的對象或信息的載體，更成為人們獲得信息、推動信息社會發展的一項動力來源。

2.算法

美國著名計算機專家克努特(D·E·Knuth)認為算法就是一個有窮規則的集合，其中規定了一個解決某一特定類型問題的運算序列 [4] 。分析算法定義，可以把算法理解為若干基本操作及其規則作為元素的集合。在計算機科學中，為保證計算機有序執行指令，算法應具有指定輸入、指定輸出、確定性、有效性和有限性五個基本屬性。從程序結構來看，通過順序執行、條件分支和循環三種結構方式可基本完成算法的流程，實現復雜問題條理化和簡單化。

3.信息系統

信息技術的發展與普及使得基于計算機和網絡的信息系統廣泛應用于社會各個領域。信息系統作為一種專門的系統類型，可以通過多種方法來定義。目前，人們對信息系統的解釋主要有兩種視角。其一，從組織結構的視角來看，信息系統是指由用戶、硬件/軟件設施、通信網絡和數據等要素構成的人機交互系統。盡管信息系統并不一定是計算機和網絡化的，但現在大多數信息系統還是依靠計算機和通信網絡，因此這里的“信息系統”主要是指使用計算機并且包含通信網絡的系統；其二，從功能應用的視角來看，合理設計和開發的信息系統，可以更好地收集、存儲和管理數據，以提供有用、準確和及時的信息 [5] 。當然，由于系統中用戶需求不同，信息系統所提供的服務功能也是多樣的。

4.信息社會

信息社會是指通過創造、分配、使用、整合和處理信息進行社會經濟、政治和文化活動的社會形態。其中的社會成員通過創新、高效使用信息技術為手段，以此獲得較高的個人或組織生存與發展優勢。信息技術的發展使得以大規模智能化信息網絡為表征的數字化工具在提高社會生產力、發展社會生產關系時，也生成了全新的社會文化和社會觀念，甚至因技術應用差別的原因，導致了新的社會差別。因此，生存于信息社會中，正確理解人、信息技術和信息社會的關系，保持良好的信息行為，是促進信息社會有序發展的保障條件。

信息技術學科大概念的建立一方面明確了本學科中小學生學習的核心內容，為圍繞學科大概念建構課程內容體系打下基礎；另一方面也反映出信息技術學科獨特的教育特征，有助于信息技術課程目標的界定與實施。

(三)界定高中信息技術課程目標

綜合信息技術學科核心素養和學科大概念，依據高中生的認知特征，高中信息課程目標可界定為：高中信息技術課程旨在全面提升全體學生的信息素養。課程通過提供技術多樣、資源豐富的數字化環境，幫助學生掌握數據、算法、信息系統、信息社會等關鍵學科知識，了解信息系統的基本原理，認識到信息系統在人類生產與生活中的重要價值，學會運用計算思維識別與分析問題，抽象、建模與設計系統性解決方案，深入理解信息社會特征，自覺遵循信息社會規范，在數字化學習與創新過程中形成對人與世界的多元理解力，負責、有效地參與到社會共同體中，成為數字化時代的合格公民。

三、高中信息技術課程結構與模塊內容

按照《普通高中課程方案(修訂稿)》設置的課程結構，為滿足不同學生學習需求，高中信息技術課程由必修、選修Ⅰ和選修Ⅱ三類課程組成。在此基礎上，依據學科邏輯特征和高中學生的學習需求設計體現時代性、基礎性、選擇性和關聯性的課程模塊。課程模塊的設計既強調構建我國高中階段全體學生信息素養的共同基礎，關注系統性、實踐性和遷移性；也注重拓展學生學習興趣，提升探究內容的廣度、深度和問題情境的復雜度，為學科興趣濃厚、學科專長明顯的學生提供挑戰性的學習機會。高中信息技術課程結構和模塊如下頁表所示。

(一)高中信息技術必修課程

高中信息技術必修課程是全面提升高中學生信息素養的基礎，強調信息技術學科核心素養的培養，滲透學科基本知識與技能，是每位高中學生必須修習的課程。高中信息技術必修課程包括“數據與計算”和“信息系統與社會”兩個模塊。

模塊1：數據與計算。該模塊針對數據在信息社會中的重要價值，分析數據與信息的關系，強調數據處理的一般方法與技能，發展學生利用信息技術解決問題的能力。通過本模塊學習，學生要能認識到數據在信息社會中的重要價值，合理處理與應用數據，掌握算法與程序設計的基本知識，根據需要運用數字化工具解決生活與學習中的問題，逐步成為信息社會的積極參與者。

模塊2：信息系統與社會。該模塊針對信息社會生存與發展的需要，分析信息系統的基本知識與技能，強調利用信息系統解決問題的一般方法，提升學生的信息素養。通過本模塊學習，學生能了解人、信息技術與社會的關系，認識信息系統在社會中的作用，合理使用信息系統解決生活學習中的問題，理解信息安全對當今社會的影響，能安全、守法地應用信息系統。

(二)高中信息技術選修Ⅰ課程

高中信息技術選修Ⅰ課程是根據學生升學需要、個性化發展需要而設計的，分為升學考試類課程和個性化發展類課程。選修Ⅰ課程旨在為學生將來進入高校繼續開展與信息技術相關方向的學習以及應用信息技術進行個性化的創新、創造提供條件。選修Ⅰ課程包括“數據與數據結構”“網絡基礎”“數據管理與分析”“移動應用設計”“三維設計與創意”“開源硬件項目設計”六個模塊。其中，“數據與數據結構”“網絡基礎”“數據管理與分析”三個模塊是為學生升學需要設計的課程；“移動應用設計”“三維設計與創意”“開源硬件項目設計”三個模塊是為學生個性化發展而設計的課程，學生可根據自身的發展需要進行選學。

模塊1：數據與數據結構。數據結構對培養學生的信息意識與計算思維、深入理解及掌握信息技術學科知識與實踐方法、形成學科核心素養，具有非常重要的作用。通過本模塊學習，學生應初步了解數據與大數據對社會各領域發展的作用，在掌握常用數據結構的概念、特點、操作、編程實現方法等內容的基礎上，能對簡單的數據問題進行分析，選擇恰當的數據結構，用一種程序設計語言編程實現，在問題解決過程中對數據抽象、數據結構的思想與方法有初步認識。

模塊2：網絡基礎。網絡通信是數據傳輸的物理基礎，也是支撐信息社會的重要基礎設施。理解網絡基本知識，熟練使用典型的網絡服務，是現代信息社會中生存與發展的基本技能之一。通過本模塊學習，學生應掌握計算機網絡的核心概念與發展歷程，了解常用網絡設備的功能，能通過網絡命令查詢網絡及設備的工作狀態、排除常見聯網故障，能使用典型網絡服務解決生活與學習中的問題，利用信息技術生成、分享網絡資源，具備網絡應用安全意識。

模塊3：數據管理與分析。有效地管理與分析數據可幫助人們獲取有價值的信息，為決策形成提供重要依據。通過本模塊學習，學生應了解數據管理與分析技術，能根據需求分析，形成解決方案；能選擇一種數據庫工具對數據進行管理，從給定數據中提取有用信息并應用于實際問題解決中；在活動過程中形成對數據特征、數據價值、數據管理思想與分析方法的認識。

模塊4：移動應用設計。合理使用移動終端，可以幫助人們快速獲取信息、高質量地溝通與交流。通過本模塊學習，學生能夠了解常用移動終端的功能與特征，形成移動學習的意識，掌握移動應用設計與開發的思想方法，根據需要設計適當的移動應用，創造性地解決日常學習和生活中的實際問題。

模塊5：三維設計與創意。三維設計方法的學習與應用，有利于培養學生的空間想象能力，發展學生科學、技術、工程、人文藝術、數學等學科綜合性的思維能力。通過本模塊學習，學生能夠理解基于數字技術進行三維圖形和動畫設計的基本思想與方法，能夠使用交互軟件設計三維模型并發布，體驗利用數字技術進行三維創意設計的基本過程與方法。

模塊6：開源硬件項目設計。基于開源硬件的項目設計與開發有益于激發學生創新的興趣，培養學生動手實踐的能力，同時也是在信息技術課程中實現STEAM教育的理想方法。通過本模塊學習，學生能搜索并利用開源硬件及相關資料，體驗作品的創意、設計、制作、測試、運行的完整過程，初步形成以信息技術學科方法觀察事物和問題求解的能力，提升計算思維與創新能力。

(三)高中信息技術選修Ⅱ課程

高中信息技術選修Ⅱ課程是為滿足學生的興趣愛好、學業發展、職業選擇設計的自主選修課程，旨在為學校開設信息技術校本課程預留空間。選修Ⅱ課程包括“算法初步”“智能系統初步”以及各高中自行開設的信息技術類校本課程。

模塊1：算法初步。算法的每一步都是一個準確表達的步驟或指令，旨在用一系列這樣的步驟在有限的時間內解決實際問題。其中，對問題的抽象或形式化描述是算法的基礎。通過本模塊學習，學生應能理解利用算法進行問題求解的基本思想、方法和過程，掌握算法設計的一般方法；能描述算法，分析算法的有效性和效率，利用程序設計語言編寫程序實現算法；在解決問題過程中能自覺運用常見的幾種算法。

模塊2：智能系統初步。智能通常指人類大腦的高級活動，包括自動獲取和應用知識、思維與推理、問題求解和自動學習等方面的能力。智能系統是能模擬人類智能行為的系統，主要涉及人工智能基礎、智能控制與智能管理等領域。通過本模塊學習，學生要能了解智能系統的基本概念，通過開發簡單的智能控制系統，親歷設計與實現簡單智能系統的基本過程與方法，培養學生的創新意識和實踐能力。

(四)高中信息技術課程的學分與選課

高中信息技術課程的必修學分為4學分，每個學分18學時，共72學時。學生學完必修課程后，可參加高中信息技術學業水平合格性測試。學生在修滿信息技術必修學分的基礎上，可根據學業發展、興趣愛好和職業傾向，學習選修Ⅰ和選修Ⅱ的課程，從而積累更多學分，達到更高的學業水平或發展個性化的信息技術能力。選修課程中，每個選修模塊為2學分，每個學分18學時。

選修Ⅰ課程是對必修課程的拓展與加深，滿足學生升學和個性化發展的需要。建議安排在高中二年級，學生可根據能力、發展需要選學。學生修完“數據與數據結構”“網絡基礎”和“數據管理與分析”三個模塊后，可參加高中信息技術學業水平等級性測試。

選修Ⅱ課程體現了學科的前沿性、應用性，學生可根據自身能力、興趣或需要選學。

四、高中信息技術課程的實施

信息技術課程是一門實踐性強、技術條件及師資條件要求較高的課程。本次課程標準的修訂對信息技術課程結構有所調整，內容得以充實，內涵更加豐富，育人價值得到進一步提升。為有效落實課程標準，教師及教育管理者在教學組織、評價方式、課程環境和教師培訓等方面需要做好相應的準備。

(一)倡導項目式學習，促進學生探究活動

基于項目的學習是指學生在教師引導下發現問題，以解決問題為導向開展方案設計、新知學習、實踐探索，具有創新特質的學習活動 [6] 。項目學習很大程度上還原了學習的本質，在真實活動情境中，項目學習能促進學生對信息問題的敏感性、對知識學習的掌控力、對問題求解的思考性。高中信息技術課程注重數字化學習與創新，強調學生利用信息技術解決問題能力的培養。因此，在信息技術教學中，就有必要通過項目活動創設適合學生認知特征的活動情境，引導學生開展探究性學習，利用信息技術開展項目實踐，發現和解決具體問題，形成活動作品，綜合學習信息技術的知識與技能，促進學科核心素養的發展。

(二)注重多元評價，全面提升學生信息素養

當今教育評價領域正發生著范式的轉換，評價不只限于篩選功能，同樣也是促進學習者學習的工具。評價作為一種價值判斷的過程，反映出的是教育價值理解的多元性 [7] 。因此，為全面評價學生的學業水平，信息技術學業評價應注重采用多元評價方式，通過多途徑收集學生學習信息，判斷學生學習結果，提供學習支持。基于核心素養測試的試題設計要從學生的認知規律出發，通過創設與信息技術相關的問題情境，在不同能力層次上對學生進行較為全面的考查。信息技術在社會生活中的應用非常廣泛，情境設計與選擇要符合高中信息技術學科本身的學業要求，也要拓寬思路，在社會、人文、科學等領域選擇具有一定開放性和復雜性的情境。在試題內容設計時，要緊緊圍繞信息技術學科的四個大概念：數據、算法、信息系統、信息社會，既要合理嵌入信息技術需要學習的知識與技能，也要使考試內容富有時代氣息，反映社會熱點，貼近學生的生活經驗。

(三)加強實驗室建設，發展學生動手實踐能力

對于信息技術課程而言，必要的基礎設施、基本設備是課程實施的物質基礎。各普通高中學校要根據學生人數的多少、教學課時的需求，設立能滿足各模塊教學需要的信息技術教室及信息技術實驗室，配備數量合理、配置適當的計算機和相應的實驗設備。信息技術教學實驗室應針對課程模塊設立，著重滿足學生實踐操作的需求；除了考慮配備實驗用品之外，還應當考慮配備適當的工具和測試儀器，以保證實驗的水平和質量。在條件不足的學校，也應設立多個模塊共同使用的信息技術實驗室，確保課程標準中所要求學習內容的正常開展。

(四)開展基于標準的培訓，提高信息技術教師隊伍的專業水平

隨著課程改革的深入，信息技術的課程理念及教學內容也有了相應的發展，這也給地方和學校實施課程提出了新的挑戰。教師是落實課程標準的主體，教師對課程標準的理解和應用程度也就決定著課程標準的落實程度。開展基于課程標準的教師培訓是課程標準實施的一項關鍵舉措。建議各地教育主管部門要加強信息技術教師隊伍的建設，按課程要求配足信息技術專職教師，為課程開設提供基本的保障。開展多樣化的教師培訓和教研活動，鼓勵信息技術教師積極參與其中，從課程理念、標準內容、學科專業知識和教學方法等方面提高信息技術教師的教學能力，確保課程標準的有效落實。

五、結語

普通高中信息技術課程以全面提升學生的信息素養為根本任務。課程圍繞信息技術學科核心素養，精煉學科大概念，吸納學科領域的前沿成果，構建具有時代特征的課程內容；課程具有理論性和實踐性，通過豐富多樣的任務情境，鼓勵學生在數字化環境中學習與實踐；課程倡導基于項目的學習方式，將知識積累、技能培養與思維發展融入到運用數字化工具解決問題和完成任務的過程中；課程提供多樣的學習機會，讓學生參與到信息技術支持的溝通、共享、合作與協商中，體驗知識的社會性建構，理解信息技術對人類社會的影響，提高他們信息社會參與的責任感與行為能力，成為合格的數字化公民。