一、研究背景及意义

教育部发布《关于加强改进中小学实验教学的意见》，明确实验教学是国家课程方案和课程标准规定的重要教学内容，是培养创新人才的重要途径。从我国基础教育信息科技课程演进过程的视角看，新课标、新教材的科学属性日益凸显。《义务教育信息科技课程标准（2022 年版）》中的教学建议也强调运用线上实验、模拟、仿真等方式，引导学生自主学习、合作学习。

《中小学实验教学基本目录》是教育部教育技术与资源发展中心（中国电教馆）以现行课程标准主题为指导、印发的通知，对学科核心概念、基本规律、实验技能和关键能力的确立所需要开展的基础性实验和实践活动进行了梳理，对必须开展的实验和实践活动进行了界定，保证学生在自然探究、科学知识的学习、科学思维的培养、理工科问题的解决等方面都能充分投入到实际的学习体验中去。《目录》共列举出了三个学段、八门学科共16类实验，其中小学信息科技实验共63项，初中共31项，高中共81项。

增强信息科技实验教学，有助于提高学生的实践能力和动手能力，激发学生的创新意识和创造力，进而促进学生问题解决能力的培养，能体现信息科技课程的育人价值。研究者作为一位初中信息科技教师，不断在实践中探寻各类信息科技实验课的特征，探索初中信息科技实验教学的策略，形成信息科技实验课的教学思路。

二、信息科技实验课的内涵特征研究

信息科技实验是用科学研究的方法、实验的形式，对信息科学、技术工程领域的典型模型、核心概念或重要过程进行探究和学习的学科实践活动，它包括计算机及其他数字设备硬件、软件、网络、数据科学、人工智能等领域，旨在帮助学生了解信息科学现象、理解信息科学原理、把握信息科学规律、掌握学科思维方法。

信息科技实验教学是指以提高学生信息科技核心素养为目标，以信息科技实验为主要教学素材，着力构建形成实验、发展实验、检验理论远离、实践应用理论为主线的实验教学模型。这种教学重在方法指导，学生通过实验中重点知识的学习，包括重要的概念、理论和原理，可以清晰地厘清各概念间的相互联系，从本质上理解“技”背后的“科”，对解决实际问题的方法和能力进行有效的迁移和拓展及升华。

三、信息科技实验的类型分析

浙江省教育厅教研室的魏雄鹰老师将义务教育信息科技基本实验分为验证性实验、探究性实验、创新应用性实验和虚拟仿真实验四种实验类型，每种实验类型都有着不同的目的和特点，可以满足学生在信息科技学科中的不同学习需求。

1.验证性实验

验证性实验指的是已知一些科学原理、概念，并且尝试验证其是否正确的实验。在实验过程中，学生基于已有的知识和经验，通过实验去进一步理解实验相关的原理，了解形成一些现象的原因或验证某个观点是否正确、科学。

验证性实验可以加深学生对一些科学原理的认识，在巩固已有知识的同时，为进一步探索提供支撑。例如，在“数据加密”实验中，学生已知加密技术是“将重要的数据变为乱码（加密）传送，到达目的地后再用相同或不同的手段将其还原（解密）”，了解了加密技术的概念和原理，然后再去体验数据加密和解密的过程，在体验中验证其正确性，并深刻体会数据加密的原理和作用。

2.探究性实验

探究性实验指的是学生主动探究、分析，得出结论，从而形成概念。相较于验证性实验更注重实验的结果，探究性实验着眼于实验的过程。在实验过程中，学生需要主动开展实验研究，根据实验内容自主设计实验方案，并总结经验。

探究性实验能够提高学生的迁移能力、实践能力和创新能力，学生不只是学习了知识，还学习到获取知识的方法。例如，在“调查中国互联网发展典型案例”实验中，学生通过“需求分析——制订方案——获取信息——遴选信息——保存并管理信息”的方法与步骤，使用网络搜索“互联网发展的典型案例”。“互联网发展的典型案例”在此时既是学习的内容，又是学习的主线任务载体。学生不仅能学习到“典型案例有哪些”，还能了解到“如何进行信息的搜索与遴选、管理”的学习方法。而在之后的学习过程中，再次遇到类似问题，学生就可以主动迁移，使用同样的方法进行学习。同时，针对“典型案例有哪些”这个问题，学生也可能给出不同的答案，学生通过不同的实验结果、相似的实验过程，使自己的实践能力和创新能力得到有效的提高。

3.创新应用性实验

创新应用性实验是指针对当前存在的一些实际问题，将理论知识与实际应用相结合的实验。解决问题的方法和策略并非只有一种，在此类实验中，学生可能有不同的实验结果，形成不同的实验思路。

创新应用性实验旨在提高学生的创新精神和应用能力。例如，在“‘向世界介绍我的学校’创意项目设计与实现”实验中，教师可以基于学生已具备的软件技能，设计开放性的问题，引导学生运用各种数字设备、平台和软件，制作出不同类型的作品，如视频、演示文稿、海报、电子小报等。学生在实践过程中需要考虑项目的主题、思路、自身具备的技能，从而设计出不同的项目方案。因此，创新应用性实验中，学生的生成资源非常丰富，教师则需要抓住时机，巧妙利用这些生成资源，激发他们的创造力，促进学生的思维能力提升。

4.虚拟仿真实验

虚拟仿真实验指的是在实验过程中，采用一些如虚拟现实的技术，让学生在模拟过程中获取和在真实环境中一样或者更优的实验效果。

虚拟模拟实验能让学生身临其境地体验实验过程，学生的体验感正是此类实验的特点所在。例如，在“小型网络的搭建与配置”实验中，由于实验成本、环境的要求较高，教师很难在课堂中让学生真实搭建一个小型网络。教师可以借助江苏省中小学信息科技课程平台资源，或自主编程开发设计，或借助网络媒体资源，为学生提供能够进行小型网络虚拟搭建与配置的平台，不但可以弥补现实世界无法手动搭建和配置小型网络的遗憾，也可以有意识地突出重点，让学生分别体会搭建时的注意点，可以是连接顺序，可以是连接方式，也可以是连接接口等等。

根据实验内容和四类实验的内涵与特征，研究者将七年级信息科技实验进行以下分类：

表：初中信息科技实验类型及相关实验名称（七年级）

四、信息科技实验教学的策略研究

1.实验情境的创设

在信息科技实验教学时，教师应当注意课堂中真实情境的创设，前后相关实验还需要注意情境的衔接。课程标准倡导真实性学习，提倡以真实问题或项目驱动、创设真实情境，提高学生的学习参与度。教师需要创设真实情境，以此让学生感受到学科知识来源于生活，并在已有认知和经验基础上自主建构知识，让学生主动思考，激发思维的碰撞。

2.实验内容的优化

教师要在信息科技实验教学的过程中，针对学科特点和学生需求设计实验内容。例如，在“调查互联网的发展及影响”实验中，研究者尝试过多种教学设计，如展示互联网发展大事记并请学生总结、学生自主选择信息搜索方式主动搜索获取信息并总结等方式，最终选择的方案是：教师按照“技术创新”“思维创新”“民族创新”三个关键词选择对应的互联网新应用“电子商务”“在线教育”“数字丝绸之路”，并给学生真实体验的机会，让学生在体验中领悟到互联网发展与创新对当今社会造成的影响、自主创新和自主可控的珍贵。

学科交叉的资源整合也可以在教师之间进行，这样实验教学就有了更丰富的内涵。例如，在“使用互联网工具或资源开展数字化学习，并创作、分享数字作品”实验中，数字作品的类型非常丰富，网页、程序设计作品、视频、音频、动画、图片、演示文稿、电子刊物等都可以属于数字作品，数字作品的内容也非常广泛。教师可以根据课程内容，结合情境，引导学生完成作品过程中运用其他学科所学的知识与技能、情感态度与价值观。在“信息获取与遴选”一课中，研究者曾创设“为敬老院的爷爷奶奶们展示出游景点”的情境，学生主动从网络中获取本地适合老人游玩的景点信息，并进行加工创作。在创作时，学生非常巧妙地运用了各科各类的知识点：有的学生运用语文写作技巧描述景点的优美，有的学生找到曲风轻松的音乐进行演奏、演唱，有的学生使用美术课上所学的绘画技巧运用绘图软件绘制、渲染出老人出游的场景，有的学生借助地图制订出景点浏览路线图，有的学生娓娓道来某个景点的历史故事，还有的学生制作景点动植物图册。研究者也主动寻求相关学科教师的帮助，为学生提供相关资源，并通过情境给学生渗透尊老敬老、为家乡自豪的德育观念。

3.实验教学方法的创新

针对信息科技实验教学，教师可以采用多样化的教学方法，激发学生的学习兴趣。信息科技实验教学除传统的讲授法和演示法外，大部分都能按照“项目方案制订——项目开展——项目展示——项目总结”的环节推进；教师也可以采取合作化学习的方式，以小组为单位共同完成实验。教师在选择教学方法时，需要注意结合课程内容、教学重难点和学情等因素综合考虑，以达到最好的教学效果。

4.实验教学评价体系的完善

为了信息科技实验效果的改善，教师可以建立多元化的评价体系，全面评价学生的学习成果。在以往的信息技术课上，学生作品是主要评价对象，学生的知识与技能掌握情况、创新创意情况都能够在作品中体现，但小组分工与成员学习态度情况、学生个性化成长等方面有所疏漏。因此，教师可以开展自评、互评、师评相结合的评价活动，还可以邀请其他学科的教师参与评价，优秀作品甚至可以开展校内投票，评价主题的多元能够使评价更为客观和公正，也有利于学生更好地认识到自己的水平，促进学生的自我反思，主动提高自己的水平。

教师也需要注意及时反馈评价结果，指导实验教学改进。评价结果是信息科技实验教学的一个重要参考，教师可以根据学生作品的评价结果，发现课堂存在的问题，调整教学方向、教学重难点，优化实验教学方案；学生也可以根据评价结果明确自己的优点和不足，以针对薄弱环节寻求个性化指导。

五、信息科技实验教学案例

1.案例一：《向世界介绍我的学校》——“向世界介绍我的学校”创意项目设计与实现

创设情境：老师收到了一封来自远方的来信：“亲爱的老师，距离我毕业已经7年多了，非常怀念以前念书的日子。肆意奔跑的操场、干净整洁的教室、温馨的宿舍、彼此相伴的同学们，一点一滴都承载着我的眷恋、安心和快乐。听说咱们学校有了很大的变化，非常想了解一下，也想给我现在的同学介绍一下我曾经就读的学校，希望老师能满足我的心愿。”老师收到这封信的时候非常感动，想必大家一定愿意满足这位学长的心愿，也让我们学校被更多人所熟知，那么今天的课题“向世界介绍我的学校”。

提出问题：我们要如何介绍我们的学校，怎样让我们学校被更多人所熟知？

实验清单：

①项目方案制订：介绍学校的哪些方面、呈现出什么型式的作品。

②思维导图制作：呈现作品思路

③完成作品制作：收集素材、利用相关软件制作作品

④作品评价总结：学生自评、小组互评、教师点评、其他人员点评。

2.案例二：《互联网与新技术》——体验云服务

创设情境：播放视频《小西与革命先烈的对话》——小西带着她的太奶奶，来到2024年。

提出问题：小西和太奶奶能看到什么？相比80年前，互联网如何改变了我们当今的生活？请大家从衣食住行学五个方面进行思考。

实验清单：

①新应用：学生结合生活实际作答在衣食住行学五个方面的改变。

②新技术：哪些技术改变了我们的生活？

③新应用：这些新技术还有哪些新的应用？使用在线协作平台制作“互联网与新技术”知识图谱。

3.案例三：《互联网的影响力》——调查互联网的发展及影响

创设情境：学生表演，各有擅长，各有不足。

提出问题：如何让整体效率提高，取得更良好的效果？——团结协作

实验清单：

①共享经济、技术创新：网约车出现前后对比、共享经济的应用案例、共享单车兴衰的原因。

②在线教学、思维创新：在线学习的优点与不足、在线学习方式带来的思维改变。

③命运共同、民族创新：生活中的遇到了哪些问题、相应的创新解决方案。

六、总结

实验教学是培养创新型人才必不可少的一条关键路径，是国家课程方案和课程标准明确规定的教学内容之一。增强信息科技实验教学，有助于提高学生的实践能力和动手能力，激发学生的创新意识和创造力，进而促进学生问题解决能力的培养。通过文献研究，研究者了解到义务教育信息科技基本实验分为验证性实验、探究性实验、创新应用性实验和虚拟仿真实验四种实验类型，并将七年级信息科技实验进行分类，通过创设实验情境、优化实验内容、创新实验教学的教学方法、完善实验教学评价体系的方式探索信息科技实验教学的策略，并展示出具体案例。

本研究由于研究者经验不足、课例样本较少，尚有不足，后续研究中，研究者将随着八九年级课本的更新，进一步研究信息科技实验课程，探索新的实验教学策略，并尝试总结信息科技实验课的教学范式。

参考文献：

[1]教育部教育技术与资源发展中心（中央电化教育馆）.中小学实验教学基本目录[Z].2023-11-24

[2]郑洁.基于大概念的信息科技实验结构化设计实施路径[J].中小学信息技术教育,2023(11):52-54.

[3]中华人民共和国教育部.义务教育信息科技课程标准（2022年版）[M].北京师范大学出版社,2022.4:P3-5.

[4]中华人民共和国教育部.魏雄鹰:加强信息科技实验教学 发挥信息科技育人价值.http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/moe_2082/2023/2023_zl24/202311/t20231123_1091836.html,2023.11

[5]江苏省中小学教学研究室.信息科技教师教学用书[M].2023.10

[6]熊宏齐.虚拟仿真实验教学助推理论教学与实验教学的融合改革与创新[J].实验技术与管理.2020.5(5):1-5