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(chǔ)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(lán)圖設(shè)計、問題情境設(shè)計、評價任務(wù)設(shè)計、評價標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置等維度，探討科學(xué)命制考查高中信息技術(shù)學(xué)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(shí)踐指南。其中，“一核”為核心功能，即“立德樹人、服務(wù)選才、引導(dǎo)教學(xué)”；“四層”為考查內(nèi)容，即“核心價值、學(xué)科素養(yǎng)、關(guān)鍵能力、必備知識”；“四翼”為考查要求，即“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”。[1]《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“課標(biāo)”）明確指出，“面向?qū)W科核心素養(yǎng)的試題設(shè)計，要圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)設(shè)計命題指標(biāo)，關(guān)注學(xué)生發(fā)展，突出能力考查……從學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律出發(fā)，設(shè)置相對真實(shí)的問題情境，確定考核水平、難度等級，設(shè)置問題建議答案”。[2]這是從學(xué)生的發(fā)展角度提出了新的命題方向?；趯W(xué)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(xué)合理地檢測學(xué)生的知識儲備、技能運(yùn)用以及素養(yǎng)水平。在命題過程中，情境與問題的選取和設(shè)定，應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感、民族自豪感和國家認(rèn)同感為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)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(zé)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(dǎo)向的命題原則課標(biāo)指出：“普通高中信息技術(shù)課程以全面提升學(xué)生的信息素養(yǎng)為根本任務(wù)。命題時應(yīng)緊緊圍繞核心素養(yǎng)的各級水平要求，注重基礎(chǔ)知識與基本技能的考核，尤其要關(guān)注學(xué)科的重點(diǎn)知識與核心能力?！盵4]因此，試題的命制要圍繞這一主要目標(biāo)，確保試題能科學(xué)、真實(shí)且準(zhǔn)確地反映學(xué)生信息素養(yǎng)水平。3.堅持教學(xué)評一致性原則在教學(xué)中，教師應(yīng)靈活、綜合運(yùn)用多元化的評價方式，有效發(fā)揮評價在教學(xué)中的正確導(dǎo)向作用，從而使評價反哺教學(xué)，最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)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(diǎn)。合格性考試強(qiáng)調(diào)檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容的廣度；等級性考試則需在確保常規(guī)評價指標(biāo)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(xué)科命題框架的建構(gòu)學(xué)科試題命制要以核心素養(yǎng)為依據(jù)，根據(jù)“學(xué)業(yè)質(zhì)量水平”要求，以課標(biāo)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(xué)科相關(guān)的真實(shí)、復(fù)雜、開放的情境，設(shè)計能夠引發(fā)學(xué)科核心素養(yǎng)表現(xiàn)的問題（任務(wù)），并在梳理核心素養(yǎng)各級水平與學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系的基礎(chǔ)上，設(shè)置評價標(biāo)準(zhǔn)。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(dǎo)向的高中信息技術(shù)學(xué)科試題的命制路徑，嘗試提出針對性的教學(xué)建議，以期為高中信息技術(shù)教學(xué)提供借鑒。1.明確學(xué)科要求結(jié)合課標(biāo)中的內(nèi)容要求和學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，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(yùn)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(shí)例出發(fā)，利用軟件工具或平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、計算、分析與可視化表達(dá)，完成分析報告。2.設(shè)計命題藍(lán)圖在命題框架的基礎(chǔ)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(shè)一個真實(shí)的問題情境，融入信息技術(shù)學(xué)科內(nèi)容，并設(shè)置若干不同難度層次的問題情境，以此測評學(xué)生綜合運(yùn)用核心知識解決實(shí)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(xué)生在此場景下綜合運(yùn)用信息系統(tǒng)相關(guān)核心知識，解決實(shí)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(xué)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(shè)備和傳感器，設(shè)計和開發(fā)相應(yīng)的軟件程序，排查系統(tǒng)可能出現(xiàn)各種故障問題，實(shí)現(xiàn)對大棚環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)控和調(diào)控。第14題（如下頁表2）以某院運(yùn)動會的報名數(shù)據(jù)處理與成績分析為實(shí)際背景，為學(xué)生提供了一個貼近校園生活的問題解決場景，旨在考查學(xué)生利用編程工具進(jìn)行報名數(shù)據(jù)組織、成績計算、分析與可視化表達(dá)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(yùn)動會的組織和策劃提供有力的數(shù)據(jù)支持。3.設(shè)計問題情境高中信息技術(shù)是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，因此，情境可來源于現(xiàn)實(shí)的問題、前沿的科技，且能夠有效融合學(xué)科知識和技能，為設(shè)計問題（任務(wù)）或測評核心素養(yǎng)水平提供真實(shí)載體。第13題的問題情境，側(cè)重信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)內(nèi)容，層層遞進(jìn)考查學(xué)生對知識的綜合實(shí)踐應(yīng)用，能有效測評學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)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(wù)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(wù)器，存儲到數(shù)據(jù)庫中。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件的實(shí)現(xiàn)架構(gòu)是B/S架構(gòu)，用戶可通過瀏覽器查詢實(shí)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(xué)生的興趣，著眼數(shù)據(jù)采集、處理與呈現(xiàn)，在運(yùn)用數(shù)字化工具解決問題的過程中，考查學(xué)生抽象與建模、數(shù)據(jù)組織與分析能力，能有效測評學(xué)生的計算思維素養(yǎng)水平。例2：14.某學(xué)院舉行運(yùn)動會，比賽設(shè)跳高、100米等項(xiàng)目，每個項(xiàng)目都分男子組和女子組。4.設(shè)計評價問題基于真實(shí)情境設(shè)計能引發(fā)學(xué)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(shè)計評價問題時，既要考慮題目類型、難度要求、知識點(diǎn)的分布，也要考慮設(shè)問的指向，即正確理解學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，圍繞學(xué)科內(nèi)容設(shè)計一系列評價任務(wù)，且能夠真實(shí)反映學(xué)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(dāng)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?wù)器。（試題省略了程序代碼）問題五：在系統(tǒng)搭建完成后，運(yùn)行一段時間，加濕器始終沒有加濕。假設(shè)僅濕度傳感器、加濕器兩個設(shè)備之一存在故障，在不更換設(shè)備的前提下，請選擇其中一種設(shè)備，描述判定該設(shè)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(luò)應(yīng)用軟件的實(shí)現(xiàn)架構(gòu)角度出發(fā)，讓學(xué)生理解B/S架構(gòu)的基本特點(diǎn)，即用戶工作界面通過瀏覽器來實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用程序基本上集中于服務(wù)器端，能區(qū)分服務(wù)器端程序與客戶端程序的作用。問題二要求學(xué)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(shí)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(shè)備的前提下，要求學(xué)生能分析數(shù)據(jù)變化對系統(tǒng)運(yùn)行的影響，并設(shè)計合理方案判斷故障，從而考查學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力。例2：14.現(xiàn)要進(jìn)行報名數(shù)據(jù)處理和比賽成績分析。問題一：運(yùn)動會報名規(guī)則為——對于每個項(xiàng)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(xiàng)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(xiàng)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(shí)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?jǐn)?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(yùn)動會的數(shù)據(jù)處理與分析這一真實(shí)情境命題，學(xué)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(xiàng)目的男女生報名人數(shù)以及比賽成績等，并深刻認(rèn)識到運(yùn)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(xiàng)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(xiàng)目為“跳高”的數(shù)據(jù)；先篩選出項(xiàng)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(dāng)名次變量rank≤8時，要求學(xué)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(yīng)的得分。5.設(shè)置評價標(biāo)準(zhǔn)整合、開放的情境化任務(wù)給學(xué)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(xué)科核心素養(yǎng)的明確指向，以確保教學(xué)評的一致性。同時，考慮到學(xué)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(diǎn)，制訂出既科學(xué)又分層的評價標(biāo)準(zhǔn)。這樣的評價標(biāo)準(zhǔn)不僅能夠準(zhǔn)確反映學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，還具有一定的靈活性和可操作性，以適應(yīng)不同學(xué)生的需求和實(shí)際情況。例如，對上述試題“設(shè)備故障判斷”的作答，學(xué)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