張懿　郭淑瓊

摘要 信息科技是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重要組成部分，義務(wù)教育階段信息科技課程對(duì)培養(yǎng)未來(lái)公民的科學(xué)精神和科技倫理、提升數(shù)字素養(yǎng)與技能有重要的奠基作用，《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確要求合理設(shè)計(jì)小學(xué)低年級(jí)信息科技課程。小學(xué)低年級(jí)信息科技課程的開發(fā)與實(shí)施要遵循低年級(jí)學(xué)生認(rèn)知和身心發(fā)展的邏輯、信息科技學(xué)科發(fā)展的邏輯和課程建設(shè)的邏輯，做到程序可視、“科”“技”并重、主題進(jìn)階。

關(guān)? 鍵? 詞 小學(xué) 低年級(jí) 信息科技 課程開發(fā) 編程 智能積木

引用格式 張懿，郭淑瓊.小學(xué)低年級(jí)信息科技課程開發(fā)與實(shí)施的邏輯理路[J].教學(xué)與管理，2023（29）：22-24.

當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等一系列信息技術(shù)的迅速興起，國(guó)家“把提升全民數(shù)字素養(yǎng)與技能作為建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、數(shù)字中國(guó)的一項(xiàng)基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、先導(dǎo)性工作”[1]。2022年4月，信息科技首次被獨(dú)立列入國(guó)家課程，《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》以提升學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)與技能為目標(biāo)，提煉了包括信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任四個(gè)方面的學(xué)科核心素養(yǎng)，并針對(duì)義務(wù)教育階段所包含的4個(gè)學(xué)段，分別制定了學(xué)段課程目標(biāo)，明確要求合理設(shè)計(jì)小學(xué)低年級(jí)信息科技課程[2]。小學(xué)低年級(jí)（1～2年級(jí)）是義務(wù)教育的初始學(xué)段，該學(xué)段的信息技術(shù)教學(xué)要遵循低年級(jí)學(xué)生認(rèn)知和身心發(fā)展的邏輯、信息科技學(xué)科發(fā)展的邏輯和課程建設(shè)的邏輯。

一、程序可視：基于認(rèn)知和身心發(fā)展的邏輯

小學(xué)低年級(jí)學(xué)生（年齡為6～8歲）在接受新的知識(shí)時(shí)要借助具體的事物，因此，在教學(xué)過(guò)程中教師要盡可能選用直觀、可視化的教學(xué)或?qū)嶒?yàn)材料。但在編程教學(xué)中，程序是驅(qū)使計(jì)算機(jī)工作、運(yùn)行的抽象化指令，承載著學(xué)生與計(jì)算機(jī)交互的數(shù)字化信息，無(wú)論是程序中由0、1組成的二進(jìn)制編碼還是程序員規(guī)定的匯編語(yǔ)言，都明顯很難符合小學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展特點(diǎn)。針對(duì)這一現(xiàn)實(shí)，可視化編程作為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與編程在人機(jī)交互過(guò)程中的產(chǎn)物應(yīng)運(yùn)而生?？梢暬幊淌侵敢詫W(xué)習(xí)者肉眼可見的特定圖案或?qū)嵨锬K為信息載體，遵從計(jì)算思維的語(yǔ)法規(guī)則，賦予圖案或?qū)嵨锊煌某绦驅(qū)傩曰蚬δ?，以直觀的方式將信息、數(shù)據(jù)或知識(shí)等抽象內(nèi)容通過(guò)類似于拼接或搭建的直觀方式組成程序[3]。近些年，國(guó)內(nèi)可視化編程平臺(tái)或工具、軟件的開發(fā)趨于多樣，為使用可視化編程提升信息科技教學(xué)效果提供了可能，尤其是可視化編程資源相較于傳統(tǒng)文本式的編程操作，有界面簡(jiǎn)單，編程方式容易，編程模塊數(shù)量和功能豐富，且人機(jī)交互、人人交互及時(shí)、高效[4]的優(yōu)點(diǎn)，能更好地促進(jìn)低年級(jí)學(xué)生在信息科技領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)快速入門。

經(jīng)實(shí)踐論證，在當(dāng)前使用相對(duì)廣泛的幾種可視化編程產(chǎn)品中，make U智能積木以不同顏色、形狀和符號(hào)的可拼接指令卡（如圖1）為信息載體，以可搭建的智能積木（如圖2）組成執(zhí)行器外觀，執(zhí)行并表現(xiàn)程序運(yùn)行結(jié)果，能將抽象的編程過(guò)程蘊(yùn)含于直觀的積木搭建或指令卡拼接過(guò)程中，符合前文所述的程序可視化要求。不僅如此，低年級(jí)的編程材料或平臺(tái)還應(yīng)更充分地考慮電子屏對(duì)學(xué)生視力的影響、設(shè)備用電安全等。如圖3所示，make U智能積木以小白板為實(shí)體編程平臺(tái)，程序設(shè)計(jì)與運(yùn)行全程不需連接電腦顯示屏，可實(shí)現(xiàn)無(wú)屏幕編程，對(duì)學(xué)生視力損害小。此外，make U智能積木為蓄電式編程設(shè)備，使用期間無(wú)需外接電源，全程通過(guò)數(shù)字傳感和藍(lán)牙進(jìn)行程序數(shù)據(jù)傳輸，不涉及用電安全風(fēng)險(xiǎn)。綜上所述，make U智能積木的元件設(shè)計(jì)和運(yùn)行條件狀況符合小學(xué)低年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知和身心發(fā)展特點(diǎn)，能滿足低年級(jí)信息科技課程的開發(fā)和實(shí)施需要。

二、“科”“技”并重：基于學(xué)科發(fā)展的邏輯

信息科技課程學(xué)科名稱的變化表明了該學(xué)科的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)向和素養(yǎng)導(dǎo)向。在新課標(biāo)背景下，信息科技課程進(jìn)入基礎(chǔ)教育不再唯office等辦公軟件的信息技術(shù)學(xué)習(xí)，也不僅是為了學(xué)習(xí)技能，而是為了培養(yǎng)合格的數(shù)字公民所必需的數(shù)字素養(yǎng)與技能[5]。從新課標(biāo)的要求來(lái)看，信息科技課程主要研究以數(shù)字形式表達(dá)的信息，以及其中蘊(yùn)含的科學(xué)原理、思維方式、處理過(guò)程和工程實(shí)現(xiàn)，其中，前兩者屬于“科”，后兩者屬于“技”，欲做到“科”“技”并重，就要求新課標(biāo)下的信息科技課程要跳出以往信息技術(shù)課程強(qiáng)調(diào)技術(shù)學(xué)習(xí)的桎梏，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中既能習(xí)得一定的基本技能，又能在信息實(shí)踐的過(guò)程中理解相關(guān)的科學(xué)原理，基于具體問題的解決使學(xué)生的思維得到發(fā)展。

對(duì)于低年級(jí)信息科技課程教學(xué)來(lái)說(shuō)，“技”的規(guī)范性是“科”得以發(fā)展的前提，“科”的開放性反哺并促進(jìn)“技”的累積和強(qiáng)化，“科”“技”并重表現(xiàn)為規(guī)范性和開放性的辯證統(tǒng)一以及數(shù)字素養(yǎng)與技能的協(xié)調(diào)發(fā)展。對(duì)于“技”所涉及的處理過(guò)程和工程實(shí)現(xiàn)來(lái)說(shuō)，信息技術(shù)操作與應(yīng)用的規(guī)范性十分重要。以make U智能積木為例，編程筆、控制器的開關(guān)機(jī)及配對(duì)方法都有明確的操作規(guī)范，屬于需要強(qiáng)化記憶并應(yīng)用的技術(shù)要領(lǐng)，操作不當(dāng)將引起系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)或設(shè)備損壞，會(huì)影響后續(xù)課堂學(xué)習(xí)；程序語(yǔ)句的編寫必須遵從程序語(yǔ)句的語(yǔ)法規(guī)則，“程序開始（start）”“程序運(yùn)行（run）”不可省略，且任一程序語(yǔ)句都必須以“程序開始（start）”指令卡開始、以“程序運(yùn)行（run）”指令卡結(jié)束，這樣才能保證程序語(yǔ)句的完整性，準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)編程者的程序設(shè)計(jì)意圖。對(duì)于“科”所涉及的科學(xué)原理、思維方式的培養(yǎng)，教師要注重教學(xué)中的開放性。開放性要以具體的體驗(yàn)活動(dòng)來(lái)體現(xiàn)，作為低年級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)的主要方式，體驗(yàn)活動(dòng)是認(rèn)識(shí)形成的重要基礎(chǔ)，也是思維發(fā)展的載體。如，學(xué)習(xí)前進(jìn)指令卡并掌握了讓控制器前進(jìn)一步的編程方法后，在研究“如何讓控制器運(yùn)動(dòng)兩步”的編程方法時(shí)，教師就可以讓學(xué)生小組討論設(shè)計(jì)編程方案（如圖4），盡管各小組的編程方案不一定完全可行，但只要沒有違背“技”所涉及的操作規(guī)范，都不妨一試。學(xué)生通過(guò)小組合作從“如何讓控制器運(yùn)動(dòng)兩步”這一問題情境中抽象概括出“前進(jìn)兩步”的編程任務(wù)，再將編程任務(wù)進(jìn)行規(guī)劃、拆解，采用使用兩張前進(jìn)指令卡或用數(shù)字參數(shù)卡“2”控制前進(jìn)指令的執(zhí)行次數(shù)來(lái)解決問題，再將相關(guān)指令卡進(jìn)行排列組成程序語(yǔ)句，通過(guò)執(zhí)行程序驗(yàn)證方案的可行性，概括其中蘊(yùn)含的編程語(yǔ)法規(guī)則。學(xué)生經(jīng)歷分析任務(wù)、設(shè)計(jì)方案、實(shí)施編程、調(diào)試優(yōu)化、總結(jié)分享的過(guò)程，既增長(zhǎng)了和實(shí)操性專業(yè)知識(shí)、操作技能相關(guān)的數(shù)字技能，又提升了創(chuàng)造性處理數(shù)據(jù)信息的數(shù)字素養(yǎng)。

三、主題進(jìn)階：基于課程建設(shè)的邏輯

基于課程建設(shè)的邏輯，低年級(jí)信息科技課程呼喚主題進(jìn)階。主題進(jìn)階體現(xiàn)著課程外在情境形式和內(nèi)在內(nèi)容結(jié)構(gòu)之間的統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，要求課時(shí)之間、單元之間甚至學(xué)年、學(xué)段之間的同學(xué)科課程盡量保持主題的一致性和銜接性，并基于學(xué)生的認(rèn)知水平和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，由淺入深、由表及里、由易到難、從簡(jiǎn)單到綜合地安排學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)階，形成有序遞進(jìn)的課程結(jié)構(gòu)。

Make U智能積木課程的主題性表現(xiàn)為：以鯨寶（控制器）為主人公，基于鯨寶探險(xiǎn)的主題情境，邀請(qǐng)學(xué)生經(jīng)歷認(rèn)識(shí)鯨寶元件、讓鯨寶動(dòng)起來(lái)、讓鯨寶完成挑戰(zhàn)等編程闖關(guān)進(jìn)階任務(wù)，每課時(shí)的編程挑戰(zhàn)中精心編排認(rèn)識(shí)一張新的編程指令卡、學(xué)習(xí)一條新的編程語(yǔ)法規(guī)則，但主題問題情境不變，且大體遵從“情境導(dǎo)入，揭示任務(wù)—提取信息，規(guī)劃程序—拆分路線，轉(zhuǎn)化指令—實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，調(diào)整方案—總結(jié)概括，分享交流”的流程，鯨寶進(jìn)行主題探險(xiǎn)的過(guò)程就是學(xué)生參與信息科技學(xué)習(xí)的過(guò)程。

從不同的視角分析，進(jìn)階性在信息科技課程中有多重表現(xiàn)。從教授操作規(guī)范到指導(dǎo)編程體驗(yàn)，再到引導(dǎo)解決問題，體現(xiàn)著教師在教學(xué)中“教—扶—放”的角色進(jìn)階和教學(xué)內(nèi)容設(shè)置中的開放性進(jìn)階；從用指令卡編寫程序語(yǔ)句，到用程序語(yǔ)句完成挑戰(zhàn)任務(wù)，體現(xiàn)著由單一到綜合、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的邏輯思維進(jìn)階；從認(rèn)識(shí)一張指令卡，到認(rèn)識(shí)一類指令卡，再到學(xué)習(xí)個(gè)別指令卡的特殊規(guī)則，如先學(xué)習(xí)數(shù)字參數(shù)卡“2”，再學(xué)習(xí)“2”“3”“4”等一類數(shù)字參數(shù)卡，最后學(xué)習(xí)特殊的數(shù)字參數(shù)卡“隨機(jī)數(shù)參數(shù)卡”，體現(xiàn)著由個(gè)到類、由普遍到特殊的認(rèn)知秩序進(jìn)階。除此之外，對(duì)于一些低年級(jí)學(xué)生掌握起來(lái)有困難的知識(shí)點(diǎn)，教師還要學(xué)會(huì)利用任務(wù)分析法，巧妙設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，體現(xiàn)由易到難的進(jìn)階。如在學(xué)習(xí)循環(huán)語(yǔ)句的語(yǔ)法規(guī)則時(shí)，教師就可以將“巡邏護(hù)衛(wèi)”的編程任務(wù)按照多次左轉(zhuǎn)、多次前進(jìn)一步并左轉(zhuǎn)、多次前進(jìn)多步并左轉(zhuǎn)這一由易到難的進(jìn)階，巧妙轉(zhuǎn)化為原地環(huán)視巡邏、城內(nèi)小正方形巡邏、城外大正方形巡邏三個(gè)編程任務(wù)（如圖5）。拆解后，學(xué)生每次只需解決一個(gè)核心語(yǔ)法問題，每一條語(yǔ)法規(guī)則既是前一個(gè)任務(wù)體驗(yàn)得出的結(jié)論，又是下一個(gè)編程任務(wù)必須應(yīng)用的知識(shí)，三個(gè)編程任務(wù)層層深入、不斷發(fā)展，最終達(dá)成學(xué)生對(duì)循環(huán)語(yǔ)句語(yǔ)法規(guī)則的有序掌握。

開設(shè)信息科技課程是助力我國(guó)發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)向智能社會(huì)轉(zhuǎn)型、規(guī)?；囵B(yǎng)數(shù)字化人才的重要舉措。結(jié)合實(shí)例從實(shí)踐視角厘清小學(xué)低年級(jí)信息科技課程開發(fā)與實(shí)施的邏輯，將為后續(xù)教材編寫和課程教學(xué)提供可研討甚至可參考的依據(jù)，有利于教師在不斷的反饋和迭代中重構(gòu)、優(yōu)化信息科技學(xué)科課程內(nèi)容、變革信息科技學(xué)科教學(xué)模式和方法，促進(jìn)義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)在一線教學(xué)中落實(shí)、落細(xì)、落小。

參考文獻(xiàn)

[1] 中共中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會(huì)辦公室.提升全民數(shù)字素養(yǎng)與技能行動(dòng)綱要[EB/OL].（2021-12-25）.http：//www.cac.gov.cn/2021-11/05/c_1637708867754305.htm.

[2] 中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022：4-6.

[3] 宋金華，徐曉鑫.兒童圖形化語(yǔ)言及蘊(yùn)含的計(jì)算思維分析[J].延安職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2019，33（05）：57-60.

[4] 張臨英.基于設(shè)計(jì)思維的小學(xué)低年級(jí)可視化編程教學(xué)模式構(gòu)建與應(yīng)用研究[D].西安：陜西師范大學(xué)，2020.

[5] 任友群，黃榮懷，熊璋.從信息技術(shù)到信息科技：關(guān)于《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的對(duì)話[J].課程·教材·教法，2022，42（12）：21-31.

［責(zé)任編輯：白文軍］