素养立意的高中信息技术试题命制路径探索

摘要：本文在初步建构了高中信息技术命题框架的基础上，结合2024年1月浙江省信息技术选考试卷第13、14题，从命题蓝图设计、问题情境设计、评价任务设计、评价标准设置等维度，探讨科学命制考查高中信息技术学科核心素养试题的策略。关键词：信息技术；核心素养；试题命制；情境2019年，教育部发布的《中国高考评价体系》从“一核”“四层”“四翼”等方面回答了为什么考、考什么、怎么考等教育的根本问题，为今后的高考内容改革和命题工作提供了理论支撑和实践指南。其中，“一核”为核心功能，即“立德树人、服务选才、引导教学”；“四层”为考查内容，即“核心价值、学科素养、关键能力、必备知识”；“四翼”为考查要求，即“基础性、综合性、应用性、创新性”。[1]《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“课标”）明确指出，“面向学科核心素养的试题设计，要围绕学科核心素养设计命题指标，关注学生发展，突出能力考查……从学生的认知规律出发，设置相对真实的问题情境，确定考核水平、难度等级，设置问题建议答案”。[2]这是从学生的发展角度提出了新的命题方向。基于学科核心素养的命题原则1.坚持立德树人的育人原则命题的主要目的在于科学合理地检测学生的知识储备、技能运用以及素养水平。在命题过程中，情境与问题的选取和设定，应以培养学生的社会责任感、民族自豪感和国家认同感为导向，引导学生形成正确的世界观、人生观和价值观[3]，从而塑造他们成为具有信息社会责任感、创新精神、信息素养的数字公民。2.坚持素养导向的命题原则课标指出：“普通高中信息技术课程以全面提升学生的信息素养为根本任务。命题时应紧紧围绕核心素养的各级水平要求，注重基础知识与基本技能的考核，尤其要关注学科的重点知识与核心能力。”[4]因此，试题的命制要围绕这一主要目标，确保试题能科学、真实且准确地反映学生信息素养水平。3.坚持教学评一致性原则在教学中，教师应灵活、综合运用多元化的评价方式，有效发挥评价在教学中的正确导向作用，从而使评价反哺教学，最终实现教学评的一致性。因此，命题的形式可以多样化，但要体现评价的特点。合格性考试强调检验学生学习内容的广度；等级性考试则需在确保常规评价指标的同时，更加注重情境的多样化、知识的深层次挖掘以及素养水平的全方位展现。学科命题框架的建构学科试题命制要以核心素养为依据，根据“学业质量水平”要求，以课标所述“课程内容”为考核内容界定，选取与高中信息技术学科相关的真实、复杂、开放的情境，设计能够引发学科核心素养表现的问题（任务），并在梳理核心素养各级水平与学业质量标准关系的基础上，设置评价标准。试题命制路径的探析下面，笔者以2024年1月浙江省信息技术选考试卷第13、14题为例，探讨核心素养导向的高中信息技术学科试题的命制路径，尝试提出针对性的教学建议，以期为高中信息技术教学提供借鉴。1.明确学科要求结合课标中的内容要求和学业质量标准，第13题“搭建苗圃大棚环境监控系统”的主要内容要求为：通过分析生活中的信息系统情境，理解软件在信息系统中的作用，借助软件工具或平台构建简单的信息系统，包括基于B/S开发模式的信息系统软件开发、信息系统的数据管理与支撑技术等。[5]第14题“某院运动会的报名数据处理与成绩分析”主要内容要求为：能从生活实例出发，利用软件工具或平台对数据进行整理、计算、分析与可视化表达，完成分析报告。2.设计命题蓝图在命题框架的基础上，基于“一核”核心功能、“四层”考查内容、“四翼”考查要求，从个人领域、生活领域、社会领域等领域创设一个真实的问题情境，融入信息技术学科内容，并设置若干不同难度层次的问题情境，以此测评学生综合运用核心知识解决实际问题的能力。第13题（如表1）以苗圃大棚环境监控系统的搭建为背景，要求学生在此场景下综合运用信息系统相关核心知识，解决实际生产生活中的问题。在搭建苗圃大棚环境监控系统的过程中，学生需要从环境监控系统的软硬件架构入手，选择合适的硬件设备和传感器，设计和开发相应的软件程序，排查系统可能出现各种故障问题，实现对大棚环境数据的实时监控和调控。第14题（如下页表2）以某院运动会的报名数据处理与成绩分析为实际背景，为学生提供了一个贴近校园生活的问题解决场景，旨在考查学生利用编程工具进行报名数据组织、成绩计算、分析与可视化表达的能力，以便更直观地理解数据，发现其中的规律和趋势，为运动会的组织和策划提供有力的数据支持。3.设计问题情境高中信息技术是一门实践性较强的学科，因此，情境可来源于现实的问题、前沿的科技，且能够有效融合学科知识和技能，为设计问题（任务）或测评核心素养水平提供真实载体。第13题的问题情境，侧重信息系统的基础内容，层层递进考查学生对知识的综合实践应用，能有效测评学生的数字化学习与创新素养水平。例1：13.小华要搭建苗圃大棚环境监控系统。该系统中的智能终端从服务器获取湿度阈值，根据该阈值和传感器采集的空气湿度值控制加湿器，并将湿度值等数据传输至Web服务器，存储到数据库中。网络应用软件的实现架构是B/S架构，用户可通过浏览器查询实时和历史数据。本试卷的第14题融合信息技术与校园活动，能极大激发学生的兴趣，着眼数据采集、处理与呈现，在运用数字化工具解决问题的过程中，考查学生抽象与建模、数据组织与分析能力，能有效测评学生的计算思维素养水平。例2：14.某学院举行运动会，比赛设跳高、100米等项目，每个项目都分男子组和女子组。4.设计评价问题基于真实情境设计能引发学科核心素养表现的评价问题，是命题过程中的重要环节。命题者在设计评价问题时，既要考虑题目类型、难度要求、知识点的分布，也要考虑设问的指向，即正确理解学科核心素养的内涵，围绕学科内容设计一系列评价任务，且能够真实反映学生的理解、技能和态度。例1：13.请回答下列问题：问题一：要完成该系统的搭建，下列需要编写的程序是______。问题二：下列关于该系统中数据管理的说法，正确的是______。问题三：下列关于该系统支撑技术的说法，正确的有______。问题四：智能终端上的程序具有如下功能：每隔1分钟从传感器获取1次湿度值；当加湿器处于关闭状态时，若连续两次湿度值均低于阈值h，则打开加湿器；在加湿过程中，若连续两次湿度值均高于h，则关闭加湿器；每隔1分钟将湿度值和加湿器状态数据传输到服务器。（试题省略了程序代码）问题五：在系统搭建完成后，运行一段时间，加湿器始终没有加湿。假设仅湿度传感器、加湿器两个设备之一存在故障，在不更换设备的前提下，请选择其中一种设备，描述判定该设备是否存在故障的方法。解析：本题主要考查信息系统搭建的相关知识。问题一从网络应用软件的实现架构角度出发，让学生理解B/S架构的基本特点，即用户工作界面通过浏览器来实现，应用程序基本上集中于服务器端，能区分服务器端程序与客户端程序的作用。问题二要求学生在搭建信息系统的过程中，观察工作的原理与过程，能够深度理解信息系统数据的传输、组织、存储、访问方式，尤其是数据库管理基本功能。问题三考查的是要实现该系统的功能，需要哪些支撑技术，其中包括智能终端、加湿器、湿度传感器等，而执行器的数量与传感器的数量并无直接关联。问题四要根据智能终端上的程序功能，分析相关程序代码，即从传感器获取湿度值，在加湿器关闭或开启的状态下，判断是否需要开启或关闭，并更新最近一次变化的湿度值。问题五是一个创新开放题，在不更换系统设备的前提下，要求学生能分析数据变化对系统运行的影响，并设计合理方案判断故障，从而考查学生的实践应用能力。例2：14.现要进行报名数据处理和比赛成绩分析。问题一：运动会报名规则为——对于每个项目的男子组和女子组，每个专业最多各报5人（如“软件工程”专业在男子跳高项目中最多报5人）。软件工程专业的报名数据保存在DataFrame对象df中。若要编写Python程序检查该专业男子跳高项目报名是否符合规则，下列方法中，正确的是______。问题二：根据已有名次计算得分，第1名至第8名分别计9，7，6，5，4，3，2，1分，第8名之后计0分。实现上述功能的部分Python程序如下，请在程序中划线处填入合适的代码。问题三：根据df1中的得分数据，统计各专业总分，绘制柱形图。（其中问题二、三省略了程序代码。）解析：以校园运动会的数据处理与分析这一真实情境命题，学生能快速理解试题情境呈现的数据，包括涉及每个项目的男女生报名人数以及比赛成绩等，并深刻认识到运动会数据处理的意义。问题一为多条件筛选操作，判断软件工程专业在男子跳高项目中报名人数是否小于等于5，可以通过多条件筛选或排序筛选组合来检查是否符合报名规则。例如，先筛选出性别为“男”的数据dfs，再从dfs中筛选出项目为“跳高”的数据；先筛选出项目为“跳高”的数据dfs，再从dfs中选出性别为“男”的数据。问题二按名次给所有数据行的“得分”字段赋值，当名次变量rank≤8时，要求学生在名次变量rank与得分列表f间建立映射关系，取得对应的得分。5.设置评价标准整合、开放的情境化任务给学生提供了展示各种表现思维方式和问题解决过程的空间，但也带来了如何合理评分的难题。[6]因此，在试题命制的过程中，命题者必须紧密结合学科核心素养的明确指向，以确保教学评的一致性。同时，考虑到学业水平等级的不同要求，需要根据评价问题的性质和特点，制订出既科学又分层的评价标准。这样的评价标准不仅能够准确反映学生的学习能力，还具有一定的灵活性和可操作性，以适应不同学生的需求和实际情况。例如，对上述试题“设备故障判断”的作答，学生根据自己对题意的理解，可能会给出不同的答案，将其分为ABC三类。A类答案，不填或完全错误，如脱离该系统去检测湿度传感器、加湿器，未体现观察数据是否发生变化等；B类答案，从传感器角度，人为改变环境数据，且未体现观察数据是否变化、异常等；C类答案，从人为动作与数据结果两个维度出发，描述改变环境数据，且观