义务教育信息科技教学指南“数据与编码”模块（四年级）分析报告

文摘 2024-08-26 13:47 山东

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一、报告概述

1.分析对象:《义务教育信息科技教学指南数据与编码》模块（四年级）

2.分析目的:

解读指南，指引方向：深入解读《指南》内容，分析其编排体例、核心概念和教学目标，帮助一线教师全面把握指南的精髓，分析其特点和优势，为一线教师提供教学参考。

提炼方法，深度融合：结合《指南》内容和四年级学生的认知特点，提炼有效的教学方法和策略，促进信息科技与教育教学的深度融合，提升课堂教学效率和质量。

探索策略，推动落地：探讨指南实施过程中的具体策略，包括教学资源开发、教学组织形式、评价方式改革等，以期指南在教学实践中落地生根。

培养素养，赋能未来：以培养学生信息科技核心素养为目标，提供具体的评价建议，关注学生在信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任等方面的综合发展，提升学生数字素养与技能，赋能学生在数字时代的未来发展。

3.分析依据：《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称：《标准》）

二、总体分析

本指南是基于《标准》编写的，面向义务教育阶段四年级学生的教学指引，旨在帮助学生更好地理解和应用“数据与编码”这一信息社会的重要基石，提升其信息意识、计算思维、数字化学习与创新以及信息社会责任等方面的核心素养。

亮点:

紧扣时代脉搏:指南内容紧扣信息技术发展趋势，将大数据、人工智能等前沿科技融入教学内容，体现了时代性和前瞻性。

注重实践体验:指南强调“做中学”，设计了丰富的学习活动，引导学生在实践中体验、探究和应用数据与编码知识，提升解决问题的能力。

关注生活应用:指南内容与学生生活实际紧密联系，例如：通过生活中的编码、数据管理等案例，帮助学生理解抽象概念，提高学习兴趣。

渗透安全意识:指南注重信息安全教育，引导学生树立数据安全意识、隐私保护意识和网络安全意识，做一名负责任的数字公民。

三、单元内容分析

本指南共包含六个单元，每个单元都围绕“数据与编码”这一主题，结合学生生活实际和认知规律，由浅入深，层层递进，螺旋上升，形成一个完整的知识体系。

单元一：奇妙的数据世界

本单元作为起始单元，旨在引导学生打开数据世界的大门，开启他们对数据认知的启蒙之旅，初步感知数据的魅力。本单元贴近学生的生活经验，从他们熟悉的生活场景和事物出发，引导学生认识数据、感受数据、体验数据，并在潜移默化中埋下“数据思维”的种子。通过一系列与生活息息相关的案例，例如：天气预报、个人信息、交通出行等，帮助学生理解什么是数据，感受数据无处不在，了解数据的多样性，体会数据对人们生活的重要意义。从生活中的数据入手，帮助学生认识数据的基本概念、表示形式和获取方式，初步感受数据的价值和魅力。

这将为他们后续学习“编码”的相关知识以及如何利用信息科技分析和解决问题奠定基础。

教学目标:

引导学生从生活中观察、发现和描述各种各样的数据，并用自己的语言表达对数据的理解。

通过体验收集数据和记录数据，了解获取数据的多种方法，并尝试使用数字化工具记录和整理数据。

初步树立数据意识，认识到数据是信息社会的重要组成部分，数据可以帮助人们更好地学习、生活和工作。

了解数据来源的多样性，学会辨别数据的可靠性，并初步形成安全使用数据的意识。

在教学中可以通过展示生活中信息数字化存储、加工和传播的案例，例如：手机拍照存储照片、使用软件编辑照片、通过网络分享照片等，帮助学生理解信息可以转化为数据进行存储、加工和传播。可以设计信息处理的体验活动，例如：用数字化工具记录和整理班级图书借阅信息，体验数据存储、加工和传播的过程，感受信息技术的便捷与高效。

第1课数据宝藏在身边:引导学生从生活中发现各种各样的数据，例如：身高、体重、气温、时间等，认识到数据可以用不同的形式来表示，例如：数字、文字、符号、图像等，初步体会到数据的多样性。在教学中，可以从学生熟悉的衣、食、住、行等方面入手，引导学生列举生活中的数据，并思考这些数据可以用哪些形式来表示。

第2课获取数据有方法:引导学生了解获取数据的多种途径，例如：查阅资料、询问他人、上网搜索、使用测量工具等等，并通过实际操作体验不同方法获取数据的过程。在教学中可以通过游戏、活动等形式，例如：猜谜语、寻宝游戏等，让学生在玩中学，在学中玩。

第3课寻找可靠数据源:引导学生辨别数据的可靠性，了解权威数据来源的重要性，例如：政府网站、专业机构网站、正规媒体等，初步树立数据辨别意识，避免被虚假信息误导。在教学中，可以结合社会热点事件，例如：网络谣言、虚假宣传等，引导学生思考如何辨别信息的真伪，并树立安全使用数据的意识。

第4课记录数据讲诀窍:引导学生利用文字、表格、图片等多种方式记录数据，并体验使用数字化工具记录数据的便捷性，例如：使用电子表格软件记录和整理数据、使用手机备忘录记录信息等。在教学中可以引导学生尝试使用不同的工具记录数据，例如：纸笔、表格软件、手机备忘录等，并比较不同工具的特点和优缺点。

第5课数据价值巧发现:引导学生思考数据的价值，了解数据如何帮助人们更好地学习、生活和工作，例如：数据可以帮助我们分析问题、解决问题、做出决策等，初步树立数据意识。在教学中，可以结合具体案例，例如：天气预报、交通导航、购物推荐等，引导学生思考数据的作用和价值。

单元二：用编码描绘世界

本单元围绕“编码”这一核心概念展开，从古代到现代，从生活到科技，引导学生认识编码的意义和作用，了解不同类型编码的特点和应用场景，感受编码在信息社会中的重要价值。引导学生从“数据”走向“编码”，了解编码是连接现实世界与数字世界的桥梁。引导学生认识编码的意义和作用，了解不同类型编码的应用场景，体会编码在信息社会组织与秩序中的重要作用。

教学目标:

通过了解不同历史时期、不同场景下的编码方式，例如：烽火台、信号灯、莫尔斯电码等，引导学生理解编码是人类表达和传递信息的重要方式。

通过观察生活中的各种编码，例如：邮政编码、身份证号码、商品条形码等，引导学生理解编码可以将现实世界的信息进行数字化表示，并通过唯一标识建立数据之间的联系。

通过体验使用编码进行信息管理，例如：图书管理、商品管理等，引导学生感受编码的便捷性和高效性，并理解编码在信息社会组织与秩序中的重要作用。

了解二维码的构成原理和应用场景，体验二维码的便捷性，并初步形成安全使用二维码的意识。

在教学中，可以选取生活中常见的编码案例，例如：交通信号灯、颜色编码、摩尔斯电码等，引导学生分析这些编码规则是如何设计出来的，其中蕴含了哪些算法思想（例如：顺序、选择、循环）。
可以设计编码规则的创作活动，例如：设计班级图书借阅编码、设计学生信息编码等,引导学生在“做中学”，在“用”中提升计算思维能力。

第6课古往今来话编码:从古代的烽火台、信号灯到现代的二维码、条形码，引导学生了解编码的历史发展，认识到编码是人类表达和传递信息的重要方式，不同的场景和需求会产生不同的编码方式。

第7课数据编码随处见:引导学生观察生活中的各种编码，例如：邮政编码、身份证号码、商品条形码、交通指示牌等，了解不同编码的组成规则和应用场景，体会编码的价值和作用。

第8课编码管理我知道:通过图书ISBN、机动车号牌等案例，引导学生深入理解编码在信息管理中的作用，例如：如何利用编码实现信息的快速检索、分类和管理，体会编码的便捷性和高效性。

第9课二维码伴我生活:引导学生体验二维码的便捷性，例如：扫码支付、扫码乘车、扫码添加好友等，并了解二维码的构成原理和容错机制。同时，也要引导学生关注二维码的安全性，避免扫码风险。

第10课数据错误及时验:引导学生了解数据校验的意义，例如：如何通过校验码来判断数据传输过程中是否出现错误，并体验使用校验码进行数据校验的过程，例如：校验身份证号码、商品条形码等。

单元三：有趣的编码应用

本单元在前面学习的基础上，通过更有趣、更直观的案例，引导学生体验编码和解码的过程，感受编码在信息存储、传输和表达等方面的应用，加深对编码的理解，通过编码与图像、颜色的关系，帮助学生深入理解编码的本质，并体验编码与解码的过程，进一步提升计算思维。

教学目标:

通过体验莫尔斯电码、黑白图像编码、颜色编码等，引导学生理解信息可以通过不同的编码方式进行数字化表示。

通过设计简单的动作编码，并尝试用编码控制角色完成任务，引导学生理解编码可以用于描述和控制运动，并初步形成算法思维。

通过设计简单的编码规则，例如：设计图书编码、设计学生信息编码等，引导学生理解编码规则的设计需要考虑哪些因素，例如：唯一性、易用性、可扩展性等。

我们可以结合生活实际，设计一些与学生生活相关的编程项目，例如：设计一个自动浇花系统、设计一个智能家居控制程序等，引导学生将编程知识应用于解决实际问题。可以鼓励学生参与一些编程相关的比赛或活动，例如：青少年编程竞赛、Scratch作品展等，在实践中锻炼学生的编程能力和创新能力。

第11课嘀嘀嗒嗒的秘密:引导学生体验使用莫尔斯电码进行信息编码和解码，了解声音信息如何通过编码进行数字化表示和传输，并思考编码的规则和效率。

第12课二值的黑白图像:引导学生使用0和1两种数字对黑白图像进行编码，体会图像信息如何转化为数字信息，并感受编码长度与图像清晰度的关系。

第13课多彩的数字世界:引导学生了解颜色编码的原理，例如：RGB颜色模型，体验使用不同的颜色编码表示不同的颜色，感受编码长度与颜色种类和精度的关系。

第14课编码也能动起来:引导学生为简单的动作设计编码，例如：前进、后退、左转、右转等，并尝试用编码来编写一段舞蹈动作指令，控制角色完成舞蹈表演，体会编码在描述和控制运动方面的应用。

第15课自定编码讲规则:引导学生根据特定需求设计编码规则，例如：设计班级图书借阅编码、设计学生信息编码等，体会编码规则的设计需要考虑哪些因素，例如：唯一性、易用性、扩展性等。

单元四：数据管理与安全

本单元将引导学生从“编码”视角回到“数据”本身，了解如何运用信息科技工具对数据进行有效管理，了解数据管理的方式和方法，学习使用数字化工具管理数据，并树立数据安全意识，掌握数据保护的基本方法。

教学目标:

通过模拟超市商品管理、图书借阅管理等案例，引导学生了解数据管理的意义和基本方法，例如：如何进行数据的分类、排序、查找、筛选等操作，以及如何利用编码技术提高数据管理的效率。

体验使用电子表格软件进行数据管理，并感受数字化工具在数据管理方面的便捷性和高效性。

通过真实案例，例如：个人信息泄露、网络诈骗等，引导学生了解数据安全的重要性，并学习常用的数据安全防范措施，例如：设置强密码、不随意点击不明链接、不泄露个人隐私信息等。

可以结合具体案例，例如：学校图书馆的图书管理系统、超市的商品管理系统等，引导学生分析数据管理是如何帮助人们更好地组织、存储和使用数据的。
可以介绍一些常见的数据管理方法，例如：数据库、云存储等，并引导学生进行简单的实践操作。
可以设计一些与数据安全相关的模拟体验活动，例如：模拟网络钓鱼、设计强密码等，让学生在体验中学习如何保护个人信息安全。

第16课数据管理与编码:通过模拟超市商品管理、图书借阅管理等场景，引导学生了解数据管理的意义，例如：如何提高数据查找和使用的效率，并体会编码在数据管理中的作用，例如：如何利用编码建立数据之间的联系，实现数据的分类、排序和检索。

第17课查找筛选讲效率:引导学生体验使用数字化工具进行数据查找和筛选，例如：在电子表格中使用筛选功能查找符合条件的数据，并对比人工查找和筛选的效率差异，感受数字化工具的便捷性。

第18课排序计算有方法:引导学生体验使用数字化工具对数据进行排序和计算，例如：在电子表格中使用排序功能对数据进行升序或降序排列，使用公式功能计算数据的总和、平均值等，感受数字化工具的强大功能。

第19课数据安全意识强:通过生活中的案例，例如：个人信息泄露、网络诈骗等，引导学生了解数据安全的重要性，并思考如何保护个人信息和数据安全，例如：设置强密码、不随意点击不明链接、不泄露个人隐私信息等。

第20课保护数据小妙招:引导学生学习常见的数据保护方法，例如：数据备份、数据加密、账号安全设置等，并通过实际操作体验这些方法，例如：使用U盘备份重要文件、给文件设置访问密码等。

单元五：数据表达我做主

本单元引导学生从“数据管理”走向“数据分析和表达”，学习如何利用数据图表直观地呈现数据关系，并用数据支撑自己的观点，引导学生利用数字化工具收集、处理和分析数据，并运用可视化图表表达数据关系，提升数据分析和表达能力。

教学目标:

认识常见的统计图表，例如：条形图、饼图、折线图、散点图和雷达图等，并了解每种图表类型的特点和适用场景。

学习使用电子表格软件制作不同类型的统计图表，并尝试用自己的语言描述图表所展示的数据关系。

能够从不同来源收集数据，并对数据进行简单的分析，例如：计算数据的总和、平均值、最大值、最小值等，并尝试用数据支撑自己的观点。

了解词云图和知识图谱等数据可视化工具，并体验使用这些工具进行数据分析和表达。

第21课展现数量的关系:引导学生认识常见的统计图表，例如：条形图、饼图等，并学习使用电子表格软件制作统计图表，体验使用图表表达数据关系的优势。

第22课探寻趋势与规律:引导学生利用折线图、散点图等图表分析数据的变化趋势和规律，例如：分析气温变化趋势、分析身高体重变化规律等，并尝试用自己的语言描述这些趋势和规律。

第23课挑战多角度比拼:引导学生认识雷达图，并学习使用雷达图进行多维度数据比较，例如：比较不同手机的性能参数、比较不同城市的气候特征等。

第24课抽取文本汇词云:引导学生体验使用数字化工具从文本中提取关键词并制作词云图，例如：分析新闻报道的关键词、分析小说中的人物关系等。

第25课知识图谱来帮忙:引导学生了解知识图谱的概念，例如：什么是实体、什么是关系，并尝试从简单的文本中提取实体和关系，构建简单的知识图谱。

第26课用数据支撑观点:引导学生针对特定问题收集数据、分析数据，并利用图表和文字结合的方式表达自己的观点，例如：撰写调查报告、进行演讲汇报等。

单元六：人工智能耀未来

本单元引导学生展望未来，了解人工智能和大数据的基本概念和应用，感受、体验人工智能在生活中的应用，并思考人工智能带来的机遇和挑战，培养学生的科学素养、信息意识和社会责任感。

教学目标:

通过了解人工智能和大数据在生活中的应用案例，例如：个性化推荐、智慧城市、无人驾驶等，引导学生感受科技发展对人们生活方式的改变，激发学生对信息科技的学习兴趣。

引导学生初步理解人工智能需要大数据作为“养料”才能不断地学习和进步，人工智能的发展离不开大数据的支撑。

体验使用简单的人工智能应用，例如：图像识别、语音识别等，并了解这些应用背后的基本原理。

了解人工智能带来的社会影响，例如：人工智能的伦理问题、人工智能对就业的影响等，并引导学生思考如何应对人工智能带来的挑战。

第27课数据点亮新生活:引导学生了解大数据在生活中的应用，例如：个性化推荐、智慧城市、智能交通等，感受大数据带来的便利和改变。

第28课大数据助力智能:引导学生了解人工智能与大数据的关系，例如：人工智能需要大数据作为“养料”才能不断学习和进步，并体验一些简单的人工智能应用，例如：图像识别、语音识别等。

第29课生成式人工智能:引导学生了解生成式人工智能的概念，例如：什么是AIGC，并体验使用生成式人工智能工具进行创作，例如：生成文本、生成图像、生成音乐等。

第30课应对智能新挑战:引导学生思考人工智能带来的伦理问题和社会影响，例如：人工智能的偏见、人工智能的滥用等，并探讨如何应对这些挑战。

四、教学实施建议

1.创设真实情境：兴趣是最好的老师。信息科技教学要从学生的兴趣出发，创设真实的问题情境，激发学生的学习兴趣，引导学生主动探究。例如：围绕学生熟悉的校园生活，设计数据收集、分析、应用的项目化学习任务。例如：调查学生喜欢的课外活动，分析学校食堂的菜品受欢迎程度等，让学生在解决真实问题的过程中学习数据分析的技能。教师应尽量创设与学生生活经验相结合的真实情境，例如：通过模拟超市购物、交通出行等场景，班级数据统计等活动，让学生在真实或模拟的情境中体验数据的魅力，激发学习兴趣，帮助学生理解数据和编码的应用价值。

利用游戏化学习平台，设计与教学内容相关的游戏化学习活动。例如：利用mind+软件设计与编码相关的游戏，让学生在玩中学，学中玩，在快乐的氛围中学习知识，提升能力。

2.注重体验探究：信息科技课程强调“做中学”，信息科技教学应以学生为主体，教师应设计多样化的体验式学习活动，例如：数据收集比赛、编程游戏、数据可视化创作、数据分析报告、人工智能应用体验等，让学生在“做中学”的过程中，主动探究、积极思考，提升信息科技核心素养。

3.整合多种资源：除了教材资源外，教师还可以利用网络平台、多媒体课件、社会资源等，为学生提供更加丰富、多元的学习体验，例如：组织学生参观科技馆、开展网络研学活动、邀请专家讲座等。

4.关注差异化发展：每个学生的学习基础和能力水平存在差异，教师应关注学生的个体差异，提供个性化的学习支持，例如：分层布置作业、开展小组合作学习、进行差异化评价等。

每个学生都是独立的个体，有着不同的学习风格。信息科技教学要关注学生的个体差异，尊重学生的个性化发展。例如：在教学过程中，可以采用分层教学、分组合作等方式，满足不同层次学生的学习需求。例如：针对学习进度较快的学生，可以提供一些拓展性的学习资源，引导他们进行更深入的探究；针对学习有困难的学生，可以提供更多的个别辅导和帮助，帮助他们突破学习障碍。

5.注重与其他学科的融合：信息科技课程不能孤立存在，要与其他学科相互融合，才能更好地发挥其育人价值。例如：与语文、数学等学科融合，提升学生的信息表达和问题解决能力。例如：在学习了“数据表示”后，可以引导学生用不同的图表来分析语文课文中的人物关系，或者用统计图表来分析数学应用题中的数据关系，提升学生的信息整合和分析能力。与道德与法治、科学等学科融合，提升学生的信息社会责任和科学探究能力。例如：在学习“信息安全”时，可以结合社会热点事件，引导学生思考如何分辨网络谣言，如何保护个人隐私，提升学生的信息辨别能力和自我保护意识。

五、评价建议：关注过程，多元评价，助力学生个性化发展

评价是教学过程中不可或缺的一环，它不仅是对学生学习成果的检验，更是帮助学生不断进步、促进其个性化发展的有效途径。在信息科技教学中，我们更要注重评价的诊断和改进功能，让评价真正成为学生成长的助力器。

1.多元评价，关注过程

传统的纸笔测试难以全面反映学生在信息科技学习中的真实情况。我们要积极探索多元化的评价方式，例如作品评价、项目评价、过程性评价等，关注学生在学习过程中的参与度、合作性、创造性等方面的表现，促进学生全面发展。

2.形成性评价和总结性评价相结合

建议将形成性评价和总结性评价有机结合。在日常教学中，我们可以通过课堂观察、作业批改、小组讨论等方式，对学生的学习情况进行及时反馈，帮助他们发现问题、解决问题。在单元结束时，可以采用项目作品、测试等方式，对学生的学习成果进行总结性评价，检验他们的学习效果。

3.评价结果用于个性化指导

评价不是为了给学生贴标签，而是为了帮助他们更好地成长。我们要将评价结果及时反馈给学生，并针对学生的薄弱环节进行个性化指导。例如，可以为每个学生建立学习档案，记录他们的学习过程和学习成果，并根据他们的学习情况制定个性化的学习计划。

4.单元评价建议

单元评价应以单元目标为依据，采用多元化的评价方式，例如课堂观察、作品展示、项目制作、实践操作等，关注学生在学习过程中的参与度、合作性、问题解决能力以及信息意识、数据意识的提升。

5.评价内容建议

信息科技课程的评价应以“发展学生核心素养”为目标，评价内容应基于《标准》提出的四个方面，形成“三位一体”的评价体系：

信息意识:关注学生能否主动发现和提出与信息科技相关的问题，能否从不同角度思考问题，能否利用信息科技工具获取、分析和利用信息解决问题。

计算思维:关注学生在分析问题和解决问题的过程中，能否运用计算思维的方式进行思考（例如：抽象、分解、模式识别、算法设计等），能否利用计算工具表达自己的想法，能否理解计算工具的工作原理和局限性。

数字化学习与创新:关注学生在使用信息科技工具进行学习和创作的过程中，能否选择合适的工具和方法，能否有效地表达自己的想法，能否进行反思和改进，是否具有创新意识和批判性思维。

信息社会责任:关注学生在使用信息科技工具的过程中，能否遵守信息伦理和道德规范，能否保护个人信息和数据安全，能否意识到信息科技的社会影响，能否为构建美好信息社会贡献自己的力量。

6.重点关注

学生对数据、编码、数据管理、人工智能等基本概念和基本操作的掌握情况，以及利用信息科技工具解决问题的能力。

学生在信息科技学习过程中所体现出的信息意识、计算思维、数字化学习与创新以及信息社会责任等核心素养的发展水平。

学生对信息科技的学习兴趣、信息伦理意识、信息安全意识以及信息社会责任感等方面的表现。

相信通过我们共同努力，信息科技的评价工作一定会更加科学、有效，真正助力每一位学生实现个性化发展，成为未来的创新人才！

六、资源建设建议

1.教材资源：选择与本指南配套的课件，并自主开发适合学情的教学资源，例如：图片、视频、动画、课件等，以满足不同学生的学习需求。

2.网络资源：利用在线教育平台，例如：国家中小学智慧教育平台、各地的教育云平台等，获取优质的课程资源和教学工具，并开发校本数字资源库，为学生提供更加丰富的学习资源。

3.硬件资源：学校配备必要的硬件设备，例如：计算机教室、多媒体教室、机器人实验室等，并定期维护和更新设备，确保设备能够正常使用。

我们欣喜的看到本指南的发布，而《指南》的实施我们有理由相信将推动义务教育阶段信息科技教学的改革和发展，帮助学生更好地适应信息社会的发展需求，成为能够利用信息科技分析问题、解决问题、创造性地解决问题的新一代人才！

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