素養(yǎng)立意的高中信息技術(shù)試題命制路徑探索

摘要：本文在初步建構(gòu)了高中信息技術(shù)命題框架的基礎上，結(jié)合2024年1月浙江省信息技術(shù)選考試卷第13、14題，從命題藍圖設計、問題情境設計、評價任務設計、評價標準設置等維度，探討科學命制考查高中信息技術(shù)學科核心素養(yǎng)試題的策略。關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；核心素養(yǎng)；試題命制；情境2019年，教育部發(fā)布的《中國高考評價體系》從“一核”“四層”“四翼”等方面回答了為什么考、考什么、怎么考等教育的根本問題，為今后的高考內(nèi)容改革和命題工作提供了理論支撐和實踐指南。其中，“一核”為核心功能，即“立德樹人、服務選才、引導教學”；“四層”為考查內(nèi)容，即“核心價值、學科素養(yǎng)、關(guān)鍵能力、必備知識”；“四翼”為考查要求，即“基礎性、綜合性、應用性、創(chuàng)新性”。[1]《普通高中信息技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“課標”）明確指出，“面向?qū)W科核心素養(yǎng)的試題設計，要圍繞學科核心素養(yǎng)設計命題指標，關(guān)注學生發(fā)展，突出能力考查……從學生的認知規(guī)律出發(fā)，設置相對真實的問題情境，確定考核水平、難度等級，設置問題建議答案”。[2]這是從學生的發(fā)展角度提出了新的命題方向?；趯W科核心素養(yǎng)的命題原則1.堅持立德樹人的育人原則命題的主要目的在于科學合理地檢測學生的知識儲備、技能運用以及素養(yǎng)水平。在命題過程中，情境與問題的選取和設定，應以培養(yǎng)學生的社會責任感、民族自豪感和國家認同感為導向，引導學生形成正確的世界觀、人生觀和價值觀[3]，從而塑造他們成為具有信息社會責任感、創(chuàng)新精神、信息素養(yǎng)的數(shù)字公民。2.堅持素養(yǎng)導向的命題原則課標指出：“普通高中信息技術(shù)課程以全面提升學生的信息素養(yǎng)為根本任務。命題時應緊緊圍繞核心素養(yǎng)的各級水平要求，注重基礎知識與基本技能的考核，尤其要關(guān)注學科的重點知識與核心能力。”[4]因此，試題的命制要圍繞這一主要目標，確保試題能科學、真實且準確地反映學生信息素養(yǎng)水平。3.堅持教學評一致性原則在教學中，教師應靈活、綜合運用多元化的評價方式，有效發(fā)揮評價在教學中的正確導向作用，從而使評價反哺教學，最終實現(xiàn)教學評的一致性。因此，命題的形式可以多樣化，但要體現(xiàn)評價的特點。合格性考試強調(diào)檢驗學生學習內(nèi)容的廣度；等級性考試則需在確保常規(guī)評價指標的同時，更加注重情境的多樣化、知識的深層次挖掘以及素養(yǎng)水平的全方位展現(xiàn)。學科命題框架的建構(gòu)學科試題命制要以核心素養(yǎng)為依據(jù)，根據(jù)“學業(yè)質(zhì)量水平”要求，以課標所述“課程內(nèi)容”為考核內(nèi)容界定，選取與高中信息技術(shù)學科相關(guān)的真實、復雜、開放的情境，設計能夠引發(fā)學科核心素養(yǎng)表現(xiàn)的問題（任務），并在梳理核心素養(yǎng)各級水平與學業(yè)質(zhì)量標準關(guān)系的基礎上，設置評價標準。試題命制路徑的探析下面，筆者以2024年1月浙江省信息技術(shù)選考試卷第13、14題為例，探討核心素養(yǎng)導向的高中信息技術(shù)學科試題的命制路徑，嘗試提出針對性的教學建議，以期為高中信息技術(shù)教學提供借鑒。1.明確學科要求結(jié)合課標中的內(nèi)容要求和學業(yè)質(zhì)量標準，第13題“搭建苗圃大棚環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)”的主要內(nèi)容要求為：通過分析生活中的信息系統(tǒng)情境，理解軟件在信息系統(tǒng)中的作用，借助軟件工具或平臺構(gòu)建簡單的信息系統(tǒng)，包括基于B/S開發(fā)模式的信息系統(tǒng)軟件開發(fā)、信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理與支撐技術(shù)等。[5]第14題“某院運動會的報名數(shù)據(jù)處理與成績分析”主要內(nèi)容要求為：能從生活實例出發(fā)，利用軟件工具或平臺對數(shù)據(jù)進行整理、計算、分析與可視化表達，完成分析報告。2.設計命題藍圖在命題框架的基礎上，基于“一核”核心功能、“四層”考查內(nèi)容、“四翼”考查要求，從個人領(lǐng)域、生活領(lǐng)域、社會領(lǐng)域等領(lǐng)域創(chuàng)設一個真實的問題情境，融入信息技術(shù)學科內(nèi)容，并設置若干不同難度層次的問題情境，以此測評學生綜合運用核心知識解決實際問題的能力。第13題（如表1）以苗圃大棚環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的搭建為背景，要求學生在此場景下綜合運用信息系統(tǒng)相關(guān)核心知識，解決實際生產(chǎn)生活中的問題。在搭建苗圃大棚環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的過程中，學生需要從環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件架構(gòu)入手，選擇合適的硬件設備和傳感器，設計和開發(fā)相應的軟件程序，排查系統(tǒng)可能出現(xiàn)各種故障問題，實現(xiàn)對大棚環(huán)境數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控和調(diào)控。第14題（如下頁表2）以某院運動會的報名數(shù)據(jù)處理與成績分析為實際背景，為學生提供了一個貼近校園生活的問題解決場景，旨在考查學生利用編程工具進行報名數(shù)據(jù)組織、成績計算、分析與可視化表達的能力，以便更直觀地理解數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律和趨勢，為運動會的組織和策劃提供有力的數(shù)據(jù)支持。3.設計問題情境高中信息技術(shù)是一門實踐性較強的學科，因此，情境可來源于現(xiàn)實的問題、前沿的科技，且能夠有效融合學科知識和技能，為設計問題（任務）或測評核心素養(yǎng)水平提供真實載體。第13題的問題情境，側(cè)重信息系統(tǒng)的基礎內(nèi)容，層層遞進考查學生對知識的綜合實踐應用，能有效測評學生的數(shù)字化學習與創(chuàng)新素養(yǎng)水平。例1：13.小華要搭建苗圃大棚環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的智能終端從服務器獲取濕度閾值，根據(jù)該閾值和傳感器采集的空氣濕度值控制加濕器，并將濕度值等數(shù)據(jù)傳輸至Web服務器，存儲到數(shù)據(jù)庫中。網(wǎng)絡應用軟件的實現(xiàn)架構(gòu)是B/S架構(gòu)，用戶可通過瀏覽器查詢實時和歷史數(shù)據(jù)。本試卷的第14題融合信息技術(shù)與校園活動，能極大激發(fā)學生的興趣，著眼數(shù)據(jù)采集、處理與呈現(xiàn)，在運用數(shù)字化工具解決問題的過程中，考查學生抽象與建模、數(shù)據(jù)組織與分析能力，能有效測評學生的計算思維素養(yǎng)水平。例2：14.某學院舉行運動會，比賽設跳高、100米等項目，每個項目都分男子組和女子組。4.設計評價問題基于真實情境設計能引發(fā)學科核心素養(yǎng)表現(xiàn)的評價問題，是命題過程中的重要環(huán)節(jié)。命題者在設計評價問題時，既要考慮題目類型、難度要求、知識點的分布，也要考慮設問的指向，即正確理解學科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，圍繞學科內(nèi)容設計一系列評價任務，且能夠真實反映學生的理解、技能和態(tài)度。例1：13.請回答下列問題：問題一：要完成該系統(tǒng)的搭建，下列需要編寫的程序是______。問題二：下列關(guān)于該系統(tǒng)中數(shù)據(jù)管理的說法，正確的是______。問題三：下列關(guān)于該系統(tǒng)支撐技術(shù)的說法，正確的有______。問題四：智能終端上的程序具有如下功能：每隔1分鐘從傳感器獲取1次濕度值；當加濕器處于關(guān)閉狀態(tài)時，若連續(xù)兩次濕度值均低于閾值h，則打開加濕器；在加濕過程中，若連續(xù)兩次濕度值均高于h，則關(guān)閉加濕器；每隔1分鐘將濕度值和加濕器狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒掌?。（試題省略了程序代碼）問題五：在系統(tǒng)搭建完成后，運行一段時間，加濕器始終沒有加濕。假設僅濕度傳感器、加濕器兩個設備之一存在故障，在不更換設備的前提下，請選擇其中一種設備，描述判定該設備是否存在故障的方法。解析：本題主要考查信息系統(tǒng)搭建的相關(guān)知識。問題一從網(wǎng)絡應用軟件的實現(xiàn)架構(gòu)角度出發(fā)，讓學生理解B/S架構(gòu)的基本特點，即用戶工作界面通過瀏覽器來實現(xiàn)，應用程序基本上集中于服務器端，能區(qū)分服務器端程序與客戶端程序的作用。問題二要求學生在搭建信息系統(tǒng)的過程中，觀察工作的原理與過程，能夠深度理解信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸、組織、存儲、訪問方式，尤其是數(shù)據(jù)庫管理基本功能。問題三考查的是要實現(xiàn)該系統(tǒng)的功能，需要哪些支撐技術(shù)，其中包括智能終端、加濕器、濕度傳感器等，而執(zhí)行器的數(shù)量與傳感器的數(shù)量并無直接關(guān)聯(lián)。問題四要根據(jù)智能終端上的程序功能，分析相關(guān)程序代碼，即從傳感器獲取濕度值，在加濕器關(guān)閉或開啟的狀態(tài)下，判斷是否需要開啟或關(guān)閉，并更新最近一次變化的濕度值。問題五是一個創(chuàng)新開放題，在不更換系統(tǒng)設備的前提下，要求學生能分析數(shù)據(jù)變化對系統(tǒng)運行的影響，并設計合理方案判斷故障，從而考查學生的實踐應用能力。例2：14.現(xiàn)要進行報名數(shù)據(jù)處理和比賽成績分析。問題一：運動會報名規(guī)則為——對于每個項目的男子組和女子組，每個專業(yè)最多各報5人（如“軟件工程”專業(yè)在男子跳高項目中最多報5人）。軟件工程專業(yè)的報名數(shù)據(jù)保存在DataFrame對象df中。若要編寫Python程序檢查該專業(yè)男子跳高項目報名是否符合規(guī)則，下列方法中，正確的是______。問題二：根據(jù)已有名次計算得分，第1名至第8名分別計9，7，6，5，4，3，2，1分，第8名之后計0分。實現(xiàn)上述功能的部分Python程序如下，請在程序中劃線處填入合適的代碼。問題三：根據(jù)df1中的得分數(shù)據(jù)，統(tǒng)計各專業(yè)總分，繪制柱形圖。（其中問題二、三省略了程序代碼。）解析：以校園運動會的數(shù)據(jù)處理與分析這一真實情境命題，學生能快速理解試題情境呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)，包括涉及每個項目的男女生報名人數(shù)以及比賽成績等，并深刻認識到運動會數(shù)據(jù)處理的意義。問題一為多條件篩選操作，判斷軟件工程專業(yè)在男子跳高項目中報名人數(shù)是否小于等于5，可以通過多條件篩選或排序篩選組合來檢查是否符合報名規(guī)則。例如，先篩選出性別為“男”的數(shù)據(jù)dfs，再從dfs中篩選出項目為“跳高”的數(shù)據(jù)；先篩選出項目為“跳高”的數(shù)據(jù)dfs，再從dfs中選出性別為“男”的數(shù)據(jù)。問題二按名次給所有數(shù)據(jù)行的“得分”字段賦值，當名次變量rank≤8時，要求學生在名次變量rank與得分列表f間建立映射關(guān)系，取得對應的得分。5.設置評價標準整合、開放的情境化任務給學生提供了展示各種表現(xiàn)思維方式和問題解決過程的空間，但也帶來了如何合理評分的難題。[6]因此，在試題命制的過程中，命題者必須緊密結(jié)合學科核心素養(yǎng)的明確指向，以確保教學評的一致性。同時，考慮到學業(yè)水平等級的不同要求，需要根據(jù)評價問題的性質(zhì)和特點，制訂出既科學又分層的評價標準。這樣的評價標準不僅能夠準確反映學生的學習能力，還具有一定的靈活性和可操作性，以適應不同學生的需求和實際情況。例如，對上述試題“設備故障判斷”的作答，學生根據(jù)自己對題意的理解，可能會給出不同的答案，將其分為ABC三類。A類答案，不填或完全錯誤，如脫離該系統(tǒng)去檢測濕度傳感器、加濕器，未體現(xiàn)觀察數(shù)據(jù)是否發(fā)生變化等；B類答案，從傳感器角度，人為改變環(huán)境數(shù)據(jù)，且未體現(xiàn)觀察數(shù)據(jù)是否變化、異常等；C類答案，從人為動作與數(shù)據(jù)結(jié)果兩個維度出發(fā)，描述改變環(huán)境數(shù)據(jù)，且觀