義教信息科技教學實施 | “數(shù)據(jù)與編碼”模塊-模塊綜合應用教學

“數(shù)據(jù)與編碼”模塊

模塊綜合應用教學

本期內容

1

課標理解

●課標再理解：數(shù)據(jù)與編碼的價值及實踐意義

——“數(shù)據(jù)與編碼”模塊綜合應用教學

2

教學課例+同步教學資源

●生成式人工智能賦能“數(shù)據(jù)與編碼”模塊教學

——課堂教學工具的設計與開發(fā)

●當人工智能遇見漢字

——四年級“數(shù)據(jù)與編碼”模塊跨學科融合課的實踐探索

1

課標理解

課標再理解：

數(shù)據(jù)與編碼的價值及實踐意義

——“數(shù)據(jù)與編碼”模塊

綜合應用教學

本文圍繞小學四年級信息科技“數(shù)據(jù)與編碼”模塊教學展開論述。首先，對新課標進行再理解，明確其“趣味啟蒙、生活聯(lián)結、實踐體驗”的核心定位，解析“數(shù)據(jù)感知—編碼原理—數(shù)據(jù)處理與安全”的遞進式內容結構，以及信息意識、計算思維等素養(yǎng)指向的學業(yè)要求。

其次，闡述該模塊的價值與實踐意義，認為其是學生的數(shù)字啟蒙鑰匙，能培養(yǎng)分類整理、系統(tǒng)解決問題等可遷移思維，促進跨學科學習，并樹立數(shù)據(jù)安全意識。

最后，提出五大教學策略（游戲化情境策略，如通過“猜糖果游戲”“班級秘密傳遞員”活動激發(fā)興趣；項目式學習策略，通過“班級生日會策劃師”等任務整合多學科知識；具象化操作策略，利用“燈泡小實驗”等教具突破抽象難點；分層趣味任務策略，設計不同層級任務兼顧個體差異；游戲化評價策略，采用成長檔案袋、情境化闖關等方式關注素養(yǎng)成長），旨在通過生活化、游戲化教學，培養(yǎng)學生對數(shù)字世界的好奇心與基礎素養(yǎng)。

“數(shù)據(jù)與編碼”課標的再理解

1.課標的核心定位與價值取向

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）將“數(shù)據(jù)與編碼”列為小學四年級信息科技課程的核心模塊，旨在幫助學生初步認識數(shù)據(jù)在生活中的作用，理解簡單編碼的原理，掌握基礎數(shù)據(jù)處理方法。其核心定位為“趣味啟蒙、生活聯(lián)結、實踐體驗”。

從價值取向看，新課標強調通過貼近四年級學生認知的生活實例培養(yǎng)數(shù)據(jù)意識。例如，新課標要求學生“能說出生活中的數(shù)據(jù)例子”“知道編碼可以表示簡單信息”，教學需從“玩中學”出發(fā)，引導學生發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)是描述事物的“小記錄”，編碼是傳遞信息的“小密碼”，二者是數(shù)字世界的“基礎語言”。

2.內容結構的邏輯解析

新課標中“數(shù)據(jù)與編碼”模塊的內容結構呈現(xiàn)“從具體到抽象、從現(xiàn)象到本質”的邏輯層次，可分為三個遞進式主題：

①數(shù)據(jù)的感知與表示。通過四年級學生熟悉的實例讓學生認識“數(shù)據(jù)是對事物特點的記錄”，了解數(shù)據(jù)的不同樣子，并通過“開關燈游戲”初步感知二進制（亮=1、滅=0）——這是打破“數(shù)字只有0～9”思維的關鍵。

②編碼的原理與應用。從“數(shù)字編碼”切入，幫助學生理解“編碼是給事物起統(tǒng)一名字的規(guī)則”，再通過“摩爾斯電碼傳消息”“用顏色方塊拼圖案”等活動，讓學生體會編碼能讓信息傳遞更清晰——避免使用ASCII碼、像素等抽象概念。

③數(shù)據(jù)的簡單處理與安全。結合畫圖軟件、在線表格工具，學習用“正”字統(tǒng)計班級生日月份、用柱狀圖展示最愛看的動畫片，同時通過“保護我的小秘密”活動滲透數(shù)據(jù)安全意識，體現(xiàn)“玩中用、用中守規(guī)矩”的理念。

3.學業(yè)要求的素養(yǎng)指向

新課標對小學四年級“數(shù)據(jù)與編碼”模塊的學業(yè)要求聚焦基礎素養(yǎng)，包括：能主動發(fā)現(xiàn)生活中的數(shù)據(jù)（信息意識）；能用簡單編碼解決小問題（計算思維）；能使用簡單工具整理數(shù)據(jù)，辨別哪些信息不能隨便告訴別人（數(shù)字化學習與創(chuàng)新）；知道要保護自己和他人的個人數(shù)據(jù)，不隨意轉發(fā)他人信息。（信息社會責任）。

“數(shù)據(jù)與編碼”的價值及實踐意義

1.生活價值：學生的數(shù)字啟蒙鑰匙

對四年級的學生而言，數(shù)據(jù)與編碼是打開數(shù)字世界大門的“趣味鑰匙”，其價值體現(xiàn)在：①成長層面。幫助學生用數(shù)據(jù)認識自己，用編碼解決小麻煩。②學習層面。為數(shù)學統(tǒng)計、科學觀察打基礎。③社會層面。初步理解數(shù)字社會的運行邏輯。

2.實踐意義：從課堂游戲到生活應用的能力遷移

數(shù)據(jù)與編碼的實踐意義在于通過四年級學生喜歡的游戲化活動，培養(yǎng)可遷移的思維能力：

①培養(yǎng)分類整理的邏輯思維。二進制學習可通過“垃圾分類編碼游戲”實現(xiàn)：用0表示可回收、1表示不可回收，學生將卡片分類并記錄編碼，在游戲中理解“分類規(guī)則”的重要性——這種能力可遷移到整理書包、分類文具等生活場景。

②提升解決問題的系統(tǒng)性思維。數(shù)據(jù)處理可通過“班級生日會策劃”任務實現(xiàn)：學生分組收集同學生日月份數(shù)據(jù)、用“正”字整理、畫彩色柱狀圖展示，最終根據(jù)數(shù)據(jù)確認生日會主題——這一過程讓學生學會“分步解決問題”，體會數(shù)據(jù)能幫人們做更好的決定。

③強化跨學科學習的實踐能力。數(shù)據(jù)與編碼是連接四年級多學科的“小紐帶”。與數(shù)學融合：通過“數(shù)字編碼找朋友”游戲，鞏固數(shù)學分類與數(shù)字認知；與科學融合：在觀察植物生長時，用“身高貼紙”記錄數(shù)據(jù)，體會數(shù)據(jù)的準確性對實驗的重要性；與語文融合：通過“漢字編碼小偵探”活動，理解語言符號的規(guī)律；與藝術融合：用“彩色方塊拼圖案”，體會編碼與視覺表達的關系。這種跨學科實踐讓學生在玩中整合知識，提升綜合學習能力。

④樹立數(shù)據(jù)安全小意識。通過“我的信息小衛(wèi)士”活動，讓四年級學生認識到“姓名+生日+住址”是敏感信息，不能隨便告訴陌生人，學會辨別“奇怪的鏈接”，做負責任的小網(wǎng)民——用兒歌形式強化記憶“小數(shù)據(jù)，藏秘密，不泄露，守規(guī)矩！”

“數(shù)據(jù)與編碼”模塊的教學策略

1.游戲化情境策略：從生活小游戲切入，激發(fā)學習興趣

核心思路：用四年級學生喜歡的游戲形式（如闖關、競賽、角色扮演）承載知識點，讓抽象概念變得可感知。

二進制教學：設計“猜糖果”游戲——教師用3個紙杯（代表3位二進制）藏糖果，學生通過“是否在左邊？是否在中間？”的提問（是=1、否=0），用二進制數(shù)找到糖果，在游戲中理解二進制的計數(shù)規(guī)律。

編碼應用教學：開展“班級秘密傳遞員”活動——用數(shù)字手勢編碼（如1=你、2=好、3=早）傳遞消息，或用顏色卡片編碼（紅=快、黃=等、綠=走）模擬交通指揮，在合作中理解編碼規(guī)則的重要性。

注意事項：情境設計需符合四年級學生的理解及動手能力，多用實物道具，游戲時長控制在15分鐘內，避免注意力分散。

2.項目式學習策略：以趣味任務為載體，整合多學科知識

核心思路：圍繞四年級學生關心的校園生活設計小項目，讓學生在完成任務中自主探索知識。

實踐案例：“班級生日會策劃師”項目（適合小學四年級）。

項目目標：通過統(tǒng)計班級同學的生日月份，設計一場大家都喜歡的主題生日會。

實施步驟：①數(shù)據(jù)收集。分組用生日卡片收集數(shù)據(jù)（畫出生日月份的小圖標）。②數(shù)據(jù)編碼與整理。用“正”字統(tǒng)計各月份人數(shù)，給月份編數(shù)字碼（1=1月、2=2月）。③數(shù)據(jù)分析與可視化。用彩色蠟筆畫柱狀圖（月份在橫軸、人數(shù)在縱軸），找出生日最多的月份。

成果展示：小組合作設計生日會主題（如“春天生日會”“星空生日會”），用編碼表示主題元素（1=氣球、2=蛋糕）。

學科融合：整合數(shù)學（統(tǒng)計）、美術（畫圖）、語文（主題描述）、德育（團隊合作）等要素。

優(yōu)勢：學生在真實任務中體會“數(shù)據(jù)能幫我們做決定”，提升問題解決能力。

3.具象化操作策略：用實物工具突破抽象難點

核心思路：針對四年級學生抽象思維弱的特點，用看得見、摸得著的工具將概念具象化。

二進制可視化：使用燈泡小實驗教具——用2個燈泡（代表2位二進制），點亮為1、熄滅為0，學生通過觀察亮滅組合（如亮滅=10）對應數(shù)字2，直觀理解二進制與十進制的轉換。

編碼原理具象化：用動物編碼卡（如貓=1、狗=2、兔=3）讓學生拼出“1-2-3”表示“貓狗兔”，體會編碼是“給事物起統(tǒng)一名字”；用聲音編碼（拍手=1、跺腳=0）傳遞簡單消息（如110=“老師來了”），感受編碼的實用性。

理論依據(jù)：皮亞杰認知發(fā)展理論指出，四年級學生處于具體運算階段，需通過實物操作建構抽象概念，可視化工具能有效降低學習難度。

4.分層趣味任務策略：兼顧學生的個體差異

核心思路：根據(jù)四年級學生的動手能力和興趣，設計“玩中學”的分層任務，讓每個學生都能獲得成就感。

基礎層：完成二進制數(shù)字卡制作（用0和1表示1～5），能用編碼表示自己的性別（1=男、0=女）。進階層：設計“班級圖書編碼規(guī)則”（如用“字母+數(shù)字”表示圖書類別和編號），制作編碼標簽。拓展層：用圖形化編程軟件制作編碼小游戲（如輸入數(shù)字編碼顯示對應圖案），或探究二維碼里的小秘密。

實施方法：采用任務菜單模式——學生自主選擇基礎任務（1顆星）、進階任務（2顆星）、挑戰(zhàn)任務（3顆星），教師提供任務小提示卡片（如基礎層提供“數(shù)字對應表”）。

注意事項：鼓勵學生“跳一跳摘桃子”，允許跨層選擇任務，用“星星貼紙”獎勵完成任務的學生，營造比學趕超的快樂氛圍。

5.游戲化評價策略：關注學生的素養(yǎng)成長

核心思路：用四年級學生喜歡的游戲方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)測驗，全面考查知識掌握和能力發(fā)展。

評價方式主要有：①成長檔案袋。收集學生的編碼作品（如二進制數(shù)字卡、圖書編碼標簽）、數(shù)據(jù)記錄單（如生日統(tǒng)計圖表）、學習小反思（用圖畫表示學習收獲）。②情境化闖關。設計“數(shù)據(jù)編碼小達人”闖關游戲—第一關“找數(shù)據(jù)”（說出生活中的3個數(shù)據(jù)例子）、第二關“編密碼”（用編碼表示自己的名字）、第三關“保安全”（指出哪些信息不能泄露）；同伴互評。小組內互評作品創(chuàng)意、合作表現(xiàn)、任務完成度，用“笑臉貼紙”表示評價結果。

評價標準：不僅關注結果正確與否，更關注參與度（是否積極動手）、創(chuàng)意性（編碼設計是否獨特）、安全意識（是否能說出保護數(shù)據(jù)的方法）。

結語

“數(shù)據(jù)與編碼”模塊的教學，需始終以“趣味啟蒙”為驅動，通過游戲化、生活化的策略，讓學生在玩中認識數(shù)據(jù)、體驗編碼。唯有讓學生感受到“數(shù)據(jù)真有趣、編碼很好玩”，才能培養(yǎng)他們對數(shù)字世界的好奇心——這些“數(shù)字小公民”將帶著這份興趣，成長為未來數(shù)字文明的創(chuàng)造者和守護者。

本文作者：

李維明

四川省教育科學研究院

文章刊登于《中國信息技術教育》

2026年第1期

引用請注明參考文獻：

李維明.課標再理解：數(shù)據(jù)與編碼的價值及實踐意義——“數(shù)據(jù)與編碼”模塊綜合應用教學[J].中國信息技術教育，2026（01）：17-19.

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教學課例+同步教學資源

生成式人工智能

賦能“數(shù)據(jù)與編碼”模塊教學

——課堂教學工具的設計與開發(fā)

作者：

楊妍 湖南省長沙市天心區(qū)紅衛(wèi)小學

楊玲 湖南省教育科學研究院

資源：

（1）教學論文：生成式人工智能賦能“數(shù)據(jù)與編碼”模塊教學——課堂教學工具的設計與開發(fā)點擊閱讀

（2）教學設計及課件：《數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)》——圖表里的“湖南非遺”點擊下載

課例介紹：聚焦“數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)”的實踐應用，通過湖南非遺數(shù)據(jù)的可視化呈現(xiàn)，引導學生理解‘數(shù)據(jù)特征→圖表匹配→輔助決策’的邏輯。通過實踐掌握柱形圖、餅圖、折線圖的適用場景，體會信息科技對文化傳承的賦能作用。

提示：在線兌換完雜志后自動解鎖本期目錄、原貌預覽、教學資源（可下載使用）。

當人工智能遇見漢字

——四年級“數(shù)據(jù)與編碼”模塊

跨學科融合課的實踐探索

作者：

張炯 四川省成都市龍江路小學分校

資源：

（1）教學論文：當人工智能遇見漢字——四年級“數(shù)據(jù)與編碼”模塊跨學科融合課的實踐探索點擊閱讀

（2）教學設計及課件：當 AI 遇見漢字——四年級“數(shù)據(jù)與編碼”跨學科融合課教學設計點擊下載

課例介紹：本課時是四年級“數(shù)據(jù)與編碼”模塊的拓展課，承接基礎編碼知識（如生活編碼、簡單符號編碼），聚焦“AI 如何處理漢字”這一核心問題，是單元“生活編碼→抽象編碼→智能編碼”認知階梯的“智能應用”階段。

提示：在線兌換完雜志后自動解鎖本期目錄、原貌預覽、教學資源（可下載使用）。

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