李維明

主持人語(yǔ)：自2019年9月采用新課標(biāo)新教材開(kāi)展教學(xué)以來(lái)，北京、天津、山東、海南、遼寧等5個(gè)?。ㄊ校┐蠖嗤瓿闪吮匦弈K的教學(xué)，部分省（市）還進(jìn)行了學(xué)業(yè)水平合格考試，取得了良好的成效。今年，教育部又組織專(zhuān)家對(duì)課標(biāo)進(jìn)行了修訂，頒布了最新版的《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020修訂）》，更加明晰了學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵和內(nèi)容模塊的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了教學(xué)應(yīng)用的方向感。當(dāng)下，新課標(biāo)新教材的教學(xué)實(shí)踐已經(jīng)進(jìn)入到選擇性必修模塊教學(xué)的新階段，怎么選擇、怎么教學(xué)是必須面臨的重要問(wèn)題。為配合即將到來(lái)的選擇性必修課程的教學(xué)，本期將開(kāi)啟“普通高中信息技術(shù)新課程實(shí)施”之選擇性必修模塊的教學(xué)等系列專(zhuān)題的研討，以饗讀者。同時(shí)，也希望廣大信息技術(shù)教師、教研人員積極參與，獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策，共同促進(jìn)學(xué)科新課標(biāo)新課程的順利實(shí)施、健康發(fā)展。歡迎大家不吝賜稿（358211798@qq.com）。

教育部頒布的《普通高中課程方案（2017年版2020年修訂）》（簡(jiǎn)稱(chēng)《方案》）與以往不同的是“將課程類(lèi)別調(diào)整為必修課程、選擇性必修課程和選修課程，在保證共同基礎(chǔ)的前提下，為不同發(fā)展方向的學(xué)生提供有選擇的課程”。這里首次提出了“選擇性必修課程”的概念：“選擇性必修課程，由國(guó)家根據(jù)學(xué)生個(gè)性發(fā)展和升學(xué)考試需要設(shè)置。參加普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試的學(xué)生，必須在本類(lèi)課程規(guī)定范圍內(nèi)選擇相關(guān)科目修習(xí);其他學(xué)生結(jié)合興趣愛(ài)好，也必須選擇部分科目?jī)?nèi)容修習(xí)，以滿(mǎn)足畢業(yè)學(xué)分的要求?！倍凇镀胀ǜ咧行畔⒓夹g(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020修訂）》（簡(jiǎn)稱(chēng)《標(biāo)準(zhǔn)》）中，“選擇性必修課程”分為“模塊1：數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”“模塊2：網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)”“模塊3：數(shù)據(jù)管理與分析”“模塊4：人工智能初步”“模塊5：三維設(shè)計(jì)與創(chuàng)意”“模塊6：開(kāi)源硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)”這六個(gè)模塊。其中，“數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”“網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)”“數(shù)據(jù)管理與分析”三個(gè)模塊是為學(xué)生升學(xué)需要而設(shè)計(jì)的課程，三個(gè)模塊的內(nèi)容相互并列;“人工智能初步”“三維設(shè)計(jì)與創(chuàng)意”“開(kāi)源硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)”三個(gè)模塊是為學(xué)生個(gè)性化發(fā)展而設(shè)計(jì)的課程，學(xué)生可根據(jù)自身的發(fā)展需要進(jìn)行選學(xué)。至于各高中學(xué)校怎么安排課程，學(xué)生怎么進(jìn)行選擇，這是需要各地根據(jù)教學(xué)的需求、教師的配置情況以及學(xué)校的硬件基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡可能地滿(mǎn)足學(xué)生高校升學(xué)及興趣發(fā)展的要求。

“數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是“選擇性必修課程”的第一個(gè)模塊，開(kāi)展教學(xué)之前首先應(yīng)該理清其內(nèi)容結(jié)構(gòu);然后，在此基礎(chǔ)上思考運(yùn)用什么樣的策略開(kāi)展教學(xué);再則，需要考慮如何進(jìn)行教學(xué)效果的評(píng)價(jià)。

● 模塊內(nèi)容結(jié)構(gòu)

《標(biāo)準(zhǔn)》“選擇性必修模塊1：數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”共包括“數(shù)據(jù)及其價(jià)值”“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”及“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用”等三部分內(nèi)容。其內(nèi)容結(jié)構(gòu)如右圖所示。

與必修學(xué)習(xí)的“數(shù)據(jù)與計(jì)算”模塊類(lèi)似，在“數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”模塊內(nèi)容中，“數(shù)據(jù)”仍然是最重要的內(nèi)容。對(duì)數(shù)據(jù)及其價(jià)值的認(rèn)識(shí)，雖然在必修模塊中已經(jīng)涉及，但對(duì)其價(jià)值的認(rèn)識(shí)還可深入。例如，數(shù)據(jù)的一般定義為“對(duì)客觀事物的符號(hào)記錄”，那么它的價(jià)值體現(xiàn)在什么地方呢？目前的觀點(diǎn)是數(shù)據(jù)可作為新的原材料、新的生產(chǎn)資料和新的基礎(chǔ)設(shè)施，所以蘊(yùn)含著極大的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，這就是右圖《標(biāo)準(zhǔn)》中的1.1和1.2所表達(dá)的數(shù)據(jù)價(jià)值的內(nèi)含。

在認(rèn)識(shí)了數(shù)據(jù)蘊(yùn)含的巨大價(jià)值之后，還需要了解數(shù)據(jù)間的相互關(guān)系，這就是“理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念”，了解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并“認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在解決問(wèn)題過(guò)程中的重要作用”。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)元素以及數(shù)據(jù)元素之間關(guān)系的集合，合理地應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以提高計(jì)算機(jī)程序的運(yùn)行效率和存儲(chǔ)效率。由于數(shù)據(jù)類(lèi)型、相互關(guān)系及存儲(chǔ)處理方式的多樣性，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)形式也多種多樣，包括圖中《標(biāo)準(zhǔn)》1.5中提到的“串”“隊(duì)列”“?！敝?lèi)的“線(xiàn)性表”以及圖中《標(biāo)準(zhǔn)》1.4中提到的“數(shù)組”的概念和基本操作，也包括圖中《標(biāo)準(zhǔn)》1.6中提到的抽象數(shù)據(jù)的“樹(shù)”“二叉樹(shù)”的概念和基本操作等。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)關(guān)系密切，在問(wèn)題解決層面更與算法緊密相聯(lián)，“算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)=程序”也許就是這種關(guān)聯(lián)最形象的表達(dá)。為了理解這種關(guān)系，《標(biāo)準(zhǔn)》用比較簡(jiǎn)單的“數(shù)據(jù)的排序和查找”等應(yīng)用問(wèn)題的解決，讓學(xué)生“體驗(yàn)迭代和遞歸的方法，理解算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的關(guān)系”。從數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，再到應(yīng)用，本模塊內(nèi)容脈絡(luò)清晰，層次分明，教學(xué)時(shí)一定要注重結(jié)構(gòu)，心中有“數(shù)”。

● 模塊教學(xué)策略

《標(biāo)準(zhǔn)》“教學(xué)提示”建議：“算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是問(wèn)題求解中相輔相成、不可分割的兩個(gè)方面?！彼?，教學(xué)時(shí)就要抓住“問(wèn)題求解”這個(gè)關(guān)鍵，兼顧“算法”“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”這兩個(gè)方面，設(shè)計(jì)程序，實(shí)現(xiàn)求解。

比如，人員電話(huà)號(hào)碼登記與查找的問(wèn)題，如果采用自然登記的順序結(jié)構(gòu)組織數(shù)據(jù)，登記時(shí)很簡(jiǎn)單，來(lái)一個(gè)人就記錄一個(gè)人的信息，查找的算法也很簡(jiǎn)單，從頭到尾依次查對(duì)就行。這種方法在人數(shù)較少時(shí)可行，在人數(shù)眾多的情況下，依次查對(duì)的效率就極低了。改變這種狀況的方法之一就是改變數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)——將順序登記的名單按姓氏分類(lèi)登記，查找時(shí)也就根據(jù)姓氏分類(lèi)查找，效率就會(huì)大大地提高。由此可以看出，解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)算法、結(jié)果都會(huì)產(chǎn)生較大的影響，教學(xué)中必須讓學(xué)生意識(shí)到這一點(diǎn)，從而認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在問(wèn)題解決中的重要地位。

至于模塊教學(xué)的具體途徑，《標(biāo)準(zhǔn)》中多次出現(xiàn)“通過(guò)列舉實(shí)例”“結(jié)合生活實(shí)際”“通過(guò)案例分析”等類(lèi)似的表述，說(shuō)明了在教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用實(shí)例、結(jié)合實(shí)際的重要性。具體來(lái)說(shuō)，“在本模塊教學(xué)中，可以通過(guò)設(shè)計(jì)范例，引導(dǎo)學(xué)生理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型等基本概念”。為此，《標(biāo)準(zhǔn)》中給出了“車(chē)庫(kù)單行車(chē)道出口受阻”的案例，讓學(xué)生了解“棧”的概念;給出了“圍棋棋盤(pán)”的實(shí)例，讓學(xué)生了解“利用二維數(shù)組描述圍棋棋盤(pán)”的方法。類(lèi)似的案例在新課標(biāo)教材中還有很多，其目的都是通過(guò)實(shí)例引入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念，通過(guò)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生自己尋找需要解決的問(wèn)題，設(shè)計(jì)相關(guān)的項(xiàng)目主題，開(kāi)展項(xiàng)目學(xué)習(xí)，這就是本模塊教學(xué)的基本策略。

● 學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)建議

關(guān)于選擇性必修課程的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)，《標(biāo)準(zhǔn)》指出：“選擇性必修中的‘?dāng)?shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)‘網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)‘?dāng)?shù)據(jù)管理與分析是本學(xué)科學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試的依據(jù)。學(xué)生修完這三個(gè)模塊后，可參加高中信息技術(shù)學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試?！边@里要求的是“修完這三個(gè)模塊”，才可以參加學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試。那么，在修習(xí)了第一個(gè)模塊“數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”之后，還不具備參加學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試的條件。這時(shí)也有必要進(jìn)行一次檢測(cè)，也就是進(jìn)行一次單元（模塊）測(cè)試，便于總結(jié)梳理，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，夯實(shí)學(xué)業(yè)，提升素養(yǎng)。

《標(biāo)準(zhǔn)》要求：“學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試主要用于學(xué)生升學(xué)，即為高校入學(xué)提供依據(jù)。學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試應(yīng)具有較高的信度、效度，必要的區(qū)分度和適當(dāng)?shù)碾y度。學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試在考查知識(shí)與技能的同時(shí)，還要注重考查能力，把對(duì)能力的考核放在首要位置。”如何考查能力？可通過(guò)學(xué)生對(duì)真實(shí)情境的問(wèn)題解決的項(xiàng)目活動(dòng)來(lái)進(jìn)行考查。項(xiàng)目情境要來(lái)源于學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活，要從問(wèn)題解決的過(guò)程與方法層面設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)方案。信息技術(shù)在社會(huì)生活中的應(yīng)用非常廣泛，情境的設(shè)計(jì)與選擇一方面要盡可能符合本學(xué)科的學(xué)業(yè)要求，另一方面也要拓寬思路，在社會(huì)、人文、科學(xué)等領(lǐng)域選擇具有一定開(kāi)放性和復(fù)雜性的情境來(lái)進(jìn)行考核。

至于考核的形式，“盡量采用能測(cè)試學(xué)生問(wèn)題解決和實(shí)踐能力的形式，如紙筆測(cè)試與上機(jī)測(cè)試相結(jié)合的方式”。正如之前在必修課程教學(xué)策略中討論的一樣，紙筆考試和上機(jī)測(cè)試各有優(yōu)劣，二者結(jié)合可以相得益彰。無(wú)論選用什么形式，修習(xí)完“數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”模塊后，其單元測(cè)試都應(yīng)該按照《標(biāo)準(zhǔn)》中“學(xué)業(yè)水平等級(jí)考試”的要求來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)施，以便衡量是否完成模塊內(nèi)容學(xué)習(xí)、達(dá)到相應(yīng)的學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，是否可以取得本模塊修習(xí)的2個(gè)學(xué)分等。

“數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”模塊的教學(xué)，是選擇性必修整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)端，每位信息技術(shù)教師、教研工作者一定要高度重視。在教學(xué)前要科學(xué)地制訂教學(xué)計(jì)劃，確定教學(xué)策略，確立教學(xué)方向;教學(xué)中要根據(jù)實(shí)際情況，智慧地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，以幫助學(xué)生完成修習(xí)目標(biāo)，提升核心素養(yǎng);模塊教學(xué)完成后，還須合理設(shè)計(jì)檢測(cè)方式和檢測(cè)內(nèi)容，以評(píng)估教學(xué)目標(biāo)達(dá)成情況，為進(jìn)一步教學(xué)奠定基礎(chǔ)。只要重視教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，大家的努力一定能獲得豐厚的回報(bào)。