普通高中《信息技术》(中图版)实验教材介绍

2019-08-20 15:10

摘自:《天津教研网》

由天津市教育教学研究室组织编写,中国地图出版社出版的普通高中《信息技术》全套实验教材已经全部通过了教育部基础教育教材审定委员会的审查。其中包括必修模块《信息技术基础》和选修模块《算法与程序设计》、《多媒体技术应用》、《数据管理技术》《网络应用技术》、《人工智能初步》。目前全国只有 4 套普通高中《信息技术》教材全部通过审查。我市编写的普通高中《信息技术》教材已经在本市实验使用,并被全国首批高中课改实验区的广东省、山东省、海南省选为实验教材之一。

一、教材编写的指导思想

本套教材以 “ 三个面向 ” 的战略思想和 “ 科学发展观 ” 为指导思想,根据中共中央国务院《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》和国务院《关于基础教育改革与发展的决定》的精神,全面贯彻党的教育方针,积极推进素质教育,以《普通高中技术领域课程标准》(信息技术部分)提出的 5 个基本理念为基础,以提升学生素质,特别是信息素养为目的,注意教学内容的科学性、可读性和时代性,编写出适合高中学生学习和发展的教材。

二、教材编写的原则

主编祝智庭教授组织编写组人员在充分研读课标的基础上,还做了大量国际文献调研,在此基础上提出了一套有特色的教材编写思路,概括起来就是 “ 瞄准一大目标、培养二种思维、体现三元课标、掌握四类工具、实践五维模式、发展六项技能、参考七个观点、体验八步过程。 ” 在编写过程中我们始终把握以下原则:

1. 强调科学性和基础性原则

2. 关注人文性原则

3. 重视问题解决过程原则

4. 体现主体参与原则

5. 突出结构和知识体系开放性原则

6. 加强情感态度与价值观教育原则。

本套教材注意引入新的教育理念,改革陈旧的知识体系,更新教学内容,力争做到面向大多数学校和学生,注意统一性与多样性相结合;鼓励实验、探索教学方法改革,提高课堂教学质量;借助信息技术教育改变教师单向灌输的教学模式,让学生真正成为学习的主体,生动活泼地、主动地学习,养成较强的自学能力,为学生全面提高素质奠定基础。

三、教材的结构

知识引领、活动穿插;任务引领、知识渗透;工具支持、资源配套;评估跟进、形式多样。以上 32 个字概括了本套教材的结构,分述如下。

1. 知识引领、活动穿插

每册书为一个模块,模块下面用单元、节分层,单元、节标题充分体现了课程知识结构与逻辑关系,在学习知识原理中安排一些小型活动来练习技能。

知识概念的划分如下:

基本知识:体现概念性,原理性,简要性,准确性。

扩展知识:体现扩充性,多样性。

小知识:体现趣味性,文化性。

2. 任务引领、知识渗透

教材中,通过精心设计的系列活动,在解决问题的过程中把相关的知识呈现出来,适时地学习了方法,提高了技能。

活动或任务设计的原则如下:

活动过程通常分解为一连串的小型任务,活动中的诸任务按时序进行排序并冠以编号。小型任务:体现技能性,知识性,每节可多个,每个持续时间 3-5 分钟;视需要可在每节后安排若干课外任务。

中型任务包含多个步骤,体现方法性,应用性,每单元至少一个,持续时间 1-2 个星期。大型任务实际上是一个综合活动,包含多个任务,体现综合性,能力性,争取每个模块一个,持续时间 2-4 个星期。

3. 工具支持、资源配套

支持结构包括提示栏目和咨询系统。其中,提示栏目有背景资料、知识拓展、即时充电、技术支持、参考网址和注意等。咨询系统有教师、在线专家和答疑系统。

配套资源的形态有参考书、光盘资料、网上资源、软件工具和辅助材料。

配套资源的内容有案例、范例(包括学案和教案)、评价量规、工作模板(包括作业模板和教案模板)等。在教科书和教师用书中用资源导航指出或引用这些资源。

4. 评估跟进、形式多样

新课程改革的一个重要特征是评价方式的改革,在评价主体上要体现多元化,在评价形式上多样化并要注重过程评价。

评价从以下三大方面入手:

基础知识与技能

学习过程表现

电子作品

评价的工具支持包括评价量规、电子学习档案袋、在线考试系统(机考)、电子作品的上传及其在线评价系统。评价主体及其方式包括个人自评,在教师指导下的学生互评和班级展示等。

由于电子学习档案袋软件便于安装使用并使过程性评价可以操作,已被实验区学校广泛使用。

在教师指导下,评估以后的反思跟进也是评价改革的重要环节,包括:

改进 ---- 结合评价意见,改进自己的作业;

提升 ---- 引入一些启发性问题,激发高阶思维;

引伸 ---- 启发学生发现值得探究的新问题,为后续活动做好铺垫(这是教与学的高境界)。

四、本套教材的特色

主编祝智庭教授指出: “ 本套教材力图在遵循课程标准的前提下,创出自己的特色,做到科学性与生活化、趣味性与规范化、知识性与活动化、实践性与人文化的和谐统一。 ”

除了上述的教材结构特色外,本套教材力图实现高中信息技术教育从传统的计算机技能教育向培养信息素养教育的根本转变,打破了以学科知识为中心的封闭体系,提供了有利于学生 “ 自我建构 ” 的学习材料。教材从内容到形式都立足于指导和帮助学生建立科学的、适合学生特点的学习方式,努力构建以问题解决和实践活动为主的课程实施形式,有利于加强与社会、自然的联系、整合,培养学生的创新精神和实践能力。

1. 三种载体形式支撑的教材体系

本教材具有纸质印刷品、配套多媒体光盘和网站支持平台三种载体形式,形成了多元化的教材体系。

在纸质印刷课本上,完整地表现学习问题的引入、分析,布置具有开放性、广泛适应性的活动任务,指导解决问题的方法和过程 , 在问题解决过程中融入知识点学习和基本能力的培养。紧密结合学习目标引导学生设计或使用可操作的评价量规,反思学习过程、诊断学习效果、达成教学目标。大量的阅读材料、背景材料、活动需要的图片、软件与程序代码等素材、扩展性知识等都存储在多媒体光盘之上,每年重版时进行更新。同时依托已经稳定运行多年的城域教育网站 (http://itedu.tjjy.com.cn) 进行教学研究和与各实验区的交流,及时动态地发布和交流拓展性学习资源。设计了 blog 形式的电子学习档案袋,建议学生把学习过程中的素材资料、电子作品和学习体会分别存放在 “ 我的资料 ” 、 “ 我的作品 ” 和 “ 我的感受 ”3 个栏目中,学习档案袋有共享和私用空间。各选修模块都直接使用它。电子学习档案袋可以运行在校园网或城域网平台上。

2. 体现主体性和发展性

本套教材重视培养学生的创新精神和实践能力,以提高学生信息技术素养、培养解决实际问题能力和终身学习能力,注重信息道德修养的养成和学生发展所需要的心理素质方面的教育。

本套教材在内容呈现形式上灵活多样,创设了各种形式的活动和练习 , 并使其成为教材内容的重要组成部分。活动的设计密切联系学生现实生活的经历和体验,整合多门学科的知识,富于启发性和趣味性,对培养学生分析和解决实际问题、特别是发现、提出新问题和思路创新方面,具有一定的现实引导意义。

3. 贯彻内容的基础性、开放性、适用性

教材内容的设计,体现基础性、开放性、适用性,精心编排设计问题、案例与活动,教材中大多数活动的主题来源于学生的研究性学习和实践活动并体现了学科整合。既适用于不同的课堂教学组织形式又满足学习方式有差异的个体需求 , 使教材在各地教学活动中有较大适用性,符合信息技术快速发展的特点,在一定程度上满足教材的稳定性。教材内容涉及到有关软件时,除了重点介绍一个产品,还要让学生知道有其他产品,尤其是我国具有自主知识产权的产品。教材还介绍了课本以外的印刷和电子出版物及相关网站,注意与其他学科教学内容的配合,成为学好其他学科的工具。

4. 着重培养可迁移的能力

本套教材不捆绑在某一固定厂家的软件上 , 给师生以自主空间。结合解决的实际问题指导学生选择恰当的工具,淡化系统地讲授工具的过程,并让学生把获得的能力迁移到新软件的自主学习上。

本套教材在内容编排上,重视学生的探究过程,让学生在对实际问题的 “ 探究 ” 中,自主学习需要学习的信息技术知识点,掌握信息技术相关的具体操作技能,培养信息素养和创新能力 , 满足个性化学习的需求。每节的开头部分,大都设计了能引起学生兴趣的、又能激发学生探究的问题,让学生带着问题去学习。教材中,尽可能不直接给出结论,而是巧妙地引导学生通过探究自己得出结论。

5 .以 “ 任务驱动 ” 为手段,培养学生实践能力

教材编排体系遵循学生的认知规律,采用了学生乐于接受的活动方式,围绕着每个模块最后单元的大的综合性活动,在各单元中引导学生设计和完成一系列的小活动或任务。注重培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力。

6. 便于组织班级授课形式的教学活动

由于本套教材的编写主体是一线优秀教师,天津市教研室作为教材编写的组织单位,在把握主编引领编写思路的基础上,充分发挥了他们丰富的教学经验的优势,使得设计的每一节教材内容便于任课教师组织课堂教学。 2004 年秋季使用新课标教材的学校的教学实践也证实了这一特点。

7 .精心选择配套的软件资源

( 1 )教材和光盘中大部分自编的教学软件、程序都提供源码并经过上机验证通过。( 2 )光盘中提供的有版权的产品都与有关公司谈妥版权,潜移默化中渗透了自觉遵守与信息活动相关的法律法规的目标培养。

( 3 )教材不捆绑在某一软件上,而是利用功能相近的多种软件,满足教学实际需要。

五、各模块教材简介

必修:《信息技术基础》

根据高中信息技术新的课程标准,结合对新课程标准的解读,基础模块拟定了以信息活动的过程和信息活动中问题解决的方法为主线,结合主题活动的方式组织教材的内容体系。以 “ 信息加工理论 ” 作为构建体系的主要理论支撑,在贴近真实社会生活的基础上,既有文化价值的提炼,又有 ( 基础 ) 教育价值的重塑。在逻辑线索上,以 “ 认识信息世界 ---- 信息的表示与获取 ---- 信息的管理方法 ---- 信息的加工与表达 ---- 生活在信息社会 ” 为线索;在工具处理上,打破单一工具软件自身的逻辑体系,提取出不同工具的共同属性,并围绕实际工作需要进行问题解决方案的设计。

教材编写中以问题解决为导向,把信息的处理与交流的思想贯穿到教材内容的始终,避免简单说教式教学,或者只是讲菜单、练指令的单纯技能操作式教学。以信息活动的过程为主线并不排斥工具的使用,但注重工具共同属性的提炼与实际应用功能的综合与归纳,注重可迁移的操作方法的挖掘;也不排斥主题活动教学方法,在不同的章节采用不同活动形式,包括主题活动和研究性学习等模式,主题的选定要服从主线上各环节的要求。

教材把评价过程渗透在教学过程之中。通过各种方式,引导教师与学生学会制定评价量规,进行多元评价。第四单元中关于 “ 建立主题网页 ” 部分,在一开始就将评价量规提出,并组织讨论,在具体过程,如网页主题的选取、网页名称的确定、制作工具及计划表、网页具体栏目、版面设计等每一个步骤中都穿插相应的评价,网页制作完成后设有一个总结性评价,从而使评价贯穿于网站设计的整个过程,特别是将学生参与的态度也作为评价量规之一。教材中强调学生情感态度与价值观的教育,不是在教材中简单呈现这些概念,而是在学习活动过程中有效渗透信息伦理道德、法律法规的培养。避免 “ 价值教育 ” 与 “ 技术 ” 学习 “ 两张皮 ” 现象。如信息的获取和管理教学中,通过实践活动的设置引起学生对相关问题的关注,强化对信息来源的记录;在信息的获取和网页的建设中,强调信息安全意识。

选修 1 :《算法与程序设计》

“ 算法与程序设计 ” 模块从遇到的问题出发,进而分析问题、发现问题的本质,选择和设计相应的算法,编写程序,最终解决问题。其中体现了软件工程的基本思想。虽然在课程标准中没有体现软件工程的思想,但在教材编写中,加强了对这种系统思想的关注。

教材的教学内容设计与高中学生的生活和学习实际紧密结合。如第一单元以搭乘计程车为例,从分析问题到设计算法,从自然语言到伪代码和流程图的实现,以学生解决实际生活中遇到的问题入手,由浅入深,建立分析问题和解决问题的一般思路。

第二单元利用浅显、生动的例子介绍 Java 程序设计语言,鼓励师生根据实际条件选择合适的程序设计语言。以过程和方法引领,注重的是算法分析和算法设计的方法,选择哪种程序设计语言并不重要,有了算法,只要熟悉一种编程语言就可以很快迁移到其他语言环境中,有助于发展信息技能的应用迁移能力。

教材力图为信息技术与学科教学整合服务,积极与其他学科教学相呼应,并进行适当渗透。一方面,以其他学科知识作为信息技术学习的任务情景;另一方面,注意引导学生将新学的信息技术即时应用、迁移到其他学科学习中,帮助学生在信息技术与学科学习的有机整合中协调发展。例如教材第二、三单元,结合数学、物理等学科的有关内容,提供了方程求解、数列求和、自由落体问题等案例。还注意将经典算法问题用现代案例引入,增加学生感兴趣的内容。如生活中常遇到的储蓄利息、个人所得税征收、校园歌手大奖赛、画一个五角星、运动会成绩排名、分析奥运会乒乓球比赛规则变化的影响、 “ 最受关注的竞赛项目 ” 投票等,帮助学生了解算法的基本概念,化难为易。

最后一个单元以奥运主题网站作为开发软件项目的尝试,把前面学过的算法和程序设计案例顺理成章地运用到项目中来。为了激发学生对 Java 特效网页的创作热情,在网页中嵌入从网上下载的 Java 倒计时显示、时间特效、奥运图片相册,以及参加奥运国的国旗、国歌等现成的小程序。在软件开发的过程中,让学生经历软件开发的全过程,用规范的思想加以指导,引导学生在动手操作、自主探究和解决问题的过程中把 “ 学技术 ” 与 “ 用技术 ” 融合在一起,实现学生的认知过程、信息活动过程和技术应用过程的有机结合,最终学会有效解决复杂的实际问题,提升学生的信息素养。

选修 2 :《多媒体技术应用》

本模块教材从引导学生感受多媒体开始,帮助学生认识多媒体技术与人类社会发展的相互作用,强调多媒体技术应用在学生信息素养培养和提升过程中的作用,让学生体验和认识多媒体技术应用过程中所携带、支持和传达的具有更加广泛意义的技术价值和文化价值,引起学生的学习兴趣和创作欲望。进而引领学生从实际需求出发,亲历 “ 确定主题 ---- 总体规划 ---- 分析需求 ---- 选择媒体 ---- 策划创意 ---- 设计信息呈现方式 ---- 制作作品 ---- 交流价 ” 的多媒体作品创作全过程,从中学习相关的知识与技能,掌握使用多媒体技术表达思想、实现交流与完成创作的方法。

在各单元中,教材将解决问题的思路和方法作为学习和实践的主体,保证了教材的开放性,保证了内容的呈现有较大灵活性,保证了本教材的主体框架具有更强的生命力。

体例特点:教材由认识多媒体、图形图像处理、音视频与动画和创作多媒体作品四个单元组成。每个单元以涉及本单元学习内容的小诗开篇,由若干节组成,在每一节的起始都明确提出了该节的学习目标,并给出了该节的内容结构。每章节中都安排了一定数量的 “ 活动 ” 、 “ 练习 ” 和 “ 任务 ” ,每节书后还有 “ 实践与思考 ” 。笼统地说,与 “ 任务 ” 相比 “ 活动 ” 和 “ 练习 ” 较小,旨在帮助学生巩固有关知识和技能; “ 任务 ” 和 “ 实践与思考 ” 的完成则需要一定的综合能力。

鉴于多媒体的特点,静态的纸质教材不能如实呈现多媒体的多样性,因此配套光盘将提供大量经典多媒体作品,从而形成对学生感官的冲击。另外,配套光盘还提供了教材中没有包含的其他多种多媒体制作软件的教程,以期帮助师生选择多种方法处理多媒体信息。

选修 3 :《网络技术应用》

本教材秉承全套教材 “ 知识引领、活动穿插;任务引领、知识渗透;工具支持、资源配套;评估跟进、形式多样 ” 的总体编写思路。从一个最常见的信息交换问题着手,带领学生通过观察、思考现实生活中与信息技术密切相关的问题,引发学生的学习兴趣,通过对网络知识的学习,开展各种形式的讨论,将问题模型化,并引导学生根据已确定的问题,组织策划解决问题的方案。在解决问题的过程中,学生需在教师的指导下,通过完成一些典型任务,习得若干解决问题的方法。当然,学生应不断从多种途径获取有效的、丰富的信息,然后将这些信息按照其目的进行加工、整理并综合,通过自己的理解,选择适当的表现形式,创造性的工作,以形成解决方案。通过解决方案、作品等展示,学生之间交流他们创作过程中的思想与所使用的技术,并对此进行评价,然后根据评价反复进行改进。

本教材知识的渗透贯穿完成任务的始终。例如,比较两台计算机交换数据的几种方法,引出双机互连交换数据的实际任务,带出相关的软、硬件内容(协议,网线,网卡等);进而提出多台计算机交换数据,组建局域网任务,带出另一些相关的软硬件内容(拓扑结构,协议,服务器,集线器,交换机等);在因特网中交换数据带出另一些相关的软硬件内容(相关协议族, IP 地址,路由器等)。

评价是教学过程中不可或缺的重要环节,教材中提供了多个参考评价量规,为帮助教师在教学中具体操作评价提供了依据,我们可以直接使用这些量规实施学生自己、学生之间、小组之间、师生之间的评价。同时,学生还可以在教师的指导下对量规的各项指标进行修改,设计个性化的量规。教材中反复强调在应用评价量规进行评价之后,还要继续指导学生根据量规评价的结果对自己的作品等进行完善,发挥量规的真正作用。教材中正确把握电子学习档案袋的作用,强调电子学习档案袋在学习过程中的贯彻使用,使电子学习档案袋不仅成为学生学习过程记录的载体,也使它成为辅助学生学习的一种重要工具,同时成为对学生进行发展性评价的一个重要手段和依据。

选修 4 :《数据管理技术》

教材以数据管理技术的应用为主线,按照 “ 数据管理基础知识 -- 数据库的建立和使用 -- 数据库的应用 ” 这一线索呈现学习内容。在主题活动和案例的设计上尽量贴近学生生活,并选择学生感兴趣的内容。全书渗透了学生自主学习、勤于动手和主动探究的思想,引导学生进行有效的实践活动,切实达成课程目标。

教材由三个单元组成,这些单元既相对独立又互相渗透,组成一个有机整体。具体内容如下:

第一单元是认识数据库 ---- 世界遗产在中国,以数据管理基础知识的学习为核心,从三个角度开展学习。通过一个主题活动体验数据管理的过程,理解数据管理的基本概念;通过实例分析理解数据规范化等基本理论;通过具体操作数据库,增加对数据库的感性认识,了解使用数据库管理信息的基本思想与方法。

第二单元是建立数据库 ----“ 濒危动物 ” 数据库,力求通过构建一个具体的数据库,来帮助学生理解、消化第一单元中所学到的理论知识,再通过对 SQL 语言的学习,提高学生已经具有的数据库管理能力,从而为第三单元的设计数据库应用系统作准备。

第三单元是应用数据库 ----“ 濒危动物 ” 数据库应用系统,以 “ 濒危动物 ” 数据库应用系统为例,以 “ 认识 ”----“ 准备 ”----“ 制作 ”----“ 测试 ” 这一线索展开。从初探数据库应用系统入手,了解数据库应用系统设计过程,掌握 ASP 脚本语言的基础知识。学会访数据库的方法,进而尝试制作简单的数据库应用系统,并简单了解数据库应用系统的测试与价。

教材的每一节开头都有 “ 导言 ” ,以设问的形式引出本节学习目标和主要内容。教材中主要安排了两种不同类型的实践。一类是 “ 活动 ” ,属于综合性的任务,帮助学生加深对知识的理解和提高解决问题的能力;另一类是 “ 任务 ” ,为学生完成具体知识点的学习服务。在技术工具的选择和处理上进行了大胆革新,跳出传统教材按照单一工具软件自身的逻辑体系设计的框框,转变为围绕实际问题需要进行问题解决方案的设计,给出多种实现方案,由教师和学生自主选择。引入电子学习档案袋对学习过程及结果进行记录与评价。教材附有配套学习光盘和服务网站( http://itedu.tjjy.com.cn ),对教师和学生进行学习支持,并及时更新拓展教学资源。

选修 5 :《人工智能初步》

人工智能是涉及多个领域的前沿学科,它第一次走出大学校园,来到中学课堂,学生难免会有神秘感和畏难情绪。本模块力求引导师生一起 “ 经历 ” ,在经历中去感受、归纳、思考、发现,使学生从有兴趣、想做事,到有信心、能做事。

第一单元以活动引领,通过运行人机对弈、几何专家等智能软件,消除初学者对人工智能的畏难情绪;第二单元从高中生痴迷的大侦探福尔摩斯故事入手,揭示人类学专家奥秘,然后以动物识别系统和汽车故障诊断系统为例,深入浅出地介绍知识表示概念和专家系统原理,并提供了一个专家系统外壳 Intermoduler ,让学生进行开发智能系统的初步尝试;第三单元,通过分析四皇后、九宫格等典型问题,学习人工智能语言 --Prolog 语言的基本语法,并理解递归、回溯算法思想。最后给出一个综合运用所学理论与技能的任务,模仿动物识别系统,设计一个植物识别系统的核心模块。

教学素材的遴选、教材的编写注意提升学生的人文素养,如 “ 肥皂膜计算机 ” 等都携带着丰富的文化信息,本模块力求以技术特有的思辨性和创造性引导学生置身科学殿堂,以教材中蕴涵的民族自豪感和爱国主义情愫以及人类普遍的道德责任打动学生的心灵。

六、教材适用范围

本套教材适用于信息技术基础设施较好和经济较发达地区的高级中学使用。