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信息科技实验教学：价值定位、教学模式与实施策略

俞含盛浙江省舟山市定海区教师进修学校

徐光涛杭州师范大学经亨颐教育学院

信息科技课程承载着培养学生数字素养的重要使命。[4]实验教学作为学习科学理论与技术工程的高效教学方式，成为连接技术与素养的关键桥梁。[5]《教育大辞典》指出，实验教学是学生在特定的控制条件下，利用仪器设备进行观察、测量和分析,以获取知识、培养技能的实践性教学组织形式。然而，在信息科技学科领域，实验教学的明确定义仍待学界形成共识。部分研究者已经开始进行诸多有益探索，具体如下页表所示。

基于以上对照，不难发现，信息科技实验以科学方法和实验形式为手段，以信息科学及技术工程领域的内容为范围，以理解概念原理及思维方法、掌握工程实现过程与技术为目的，融合理论与实践，体现了“科”“技”并重的学科定位。信息科技实验教学在数字技术与数据的探究、分析、验证与创新中，让学生领悟原理，掌握技术，培养数字素养[12]，其价值体现在以下方面。

第一，实验教学基于数据处理来提升信息意识。学生收集整理数据、分析数据、表达和传递信息，锻炼信息处理能力。例如，“二维码”实验的信息认知、反应和判断过程，实现了信息意识从“书面理解”向行为和思想转变。[13]

第二，实验教学基于数据安全来强化信息社会责任。例如“密码”实验，学生从数据安全角度理解加密与解密，思考安全“是什么”“为什么”“怎么做”，延伸到个人隐私保护、知识产权保护等议题，理解信息社会责任，提升数据安全意识。[14]

信息科技实验的定义与关注点

第三，实验教学基于数字化技术来培养数字化学习与创新能力。例如《简易智能倒车雷达》实验，学生借助开源硬件制作项目，深化对系统结构和设计流程的理解，锻炼知识建构和技术应用能力，培养创新意识和思辨能力。[15]

第四，实验教学基于问题解决来发展计算思维。面对各种问题和技术挑战，学生通过分析寻找解决方案，理解概念与原理，认识信息技术潜力和局限性，培养批判性思维。例如，《简单网络系统设计和组建》实验基于生活问题，通过实践、验证和总结提升问题解决能力。[16]

第五，实验教学基于实验过程来提升综合素养。小组合作模式能有效提高效率，培养合作、沟通、妥善处理冲突能力，强化团队意识。[17]实验追求真实、准确，有助于培养科学精神。而虚拟仿真实验以直观可视化的创建，实现高度人机交互，让学生身临其境，激发学习内驱力。[18]

可见，实验教学在信息科技课程中发挥着举足轻重的作用，为培养数字素养与技能提供了独特且富有成效的途径。

信息科技实验需求丰富多样，合理分类实验活动，构建相应教学模式，对促进信息科技实验教学的“学-教-评”一致性具有积极意义。胡晓升将高中信息技术实验分为确认、验证、探索、设计制作、测量及仪器使用等几类。[19]在义务教育阶段，根据魏雄鹰的划分，实验类型包括验证性、探究性、创新应用性以及虚拟仿真实验。[20]

根据魏雄鹰的分类，笔者对研究者们各具特色的技术实验相关教学模式进行了梳理，归纳出如下六种模式：

（1）通用模式。如“组建简单局域网络”实验设计分四个步骤：情境导入、实验操作、讨论交流及撰写报告。[21]该模式通用、灵活，可广泛应用于各类实验。

（2）验证模式。段勇的“智慧家居的构建和实现”跨学科项目实验包含了感知原理、验证原理、迁移原理、总结反思等四个环节。[22]贺森则从项目导入，再提出假设、验证假设、得出结论，最后优化拓展，形成完整的项目成果链。[23]

（3）探究模式。组网传输信息实验通过体验自制通信系统、搭建通信网络、合作探究揭示原理形成结论。[24]《信息编码与二进制》从情境导入，穿插两次探究活动和阶段小结，使实验层层递进。[25]

（4）创新应用模式。王吉的物联网项目实验侧重于创新应用，包括寻找痛点、设计方案、制作模型、优化推广四个环节[26]，呈现了从问题发现到解决的完整过程。

（5）虚拟仿真模式。基于PacketTracer物联系统开展的“智能家居物联”实验，包括登录系统、选择设备、搭建物联网络、设置参数、编程调试五个环节。[27]此模式突破时间、空间及条件限制，在模拟场景中强化实践。

（6）混合模式。郑洁的实验教学聚焦大概念，包括问题启思、经验猜想、方案设计、实验践行、观察“剖析”和提炼增智六个步骤，既验证猜想，又探究原理，强调真实情境中识别并纠正迷思概念。[28]

实验教学既灵活又创新，没有固定模式。教师可以根据实验类型、目标及学情进行融合创新，以满足不同实验的需求。具体而言，可以推行项目化实验教学——基于真实问题策划项目，强调以学习者为中心建构知识体系，组建学习共同体，倡导合作；可以提倡跨学科整合实验教学——融合其他学科设计有创意的跨学科实验项目，建立学科间联系，理解内涵和价值，培养专家思维。另外，可以有更丰富的实验形