高中信息技术实验室的提出源于2017版《普通高中信息技术课程标准》。新课标明确了学科的核心素养，扩充了学科的教学内容，并首次提出“信息技术实验室”这一概念。回顾信息技术学科的发展过程，“机房”始终是学科教学的主要空间，相对来说，“信息技术实验室”不仅是教室到实验室的空间变化，更是信息技术学科教学内容、教学方法、实验要求的整体提升。

新课程标准的基本理念认为，“课程是教师、学生、教材、环境四个因素动态交互作用下的‘生态系统’”。当多门课程同时在学生某一学习活动中发生作用时，课程与课程之间将产生直接的融合效应，知识与知识之间开始关联，学生对知识的理解更为全面深刻。学科之间的边界随着课程改革的逐步推进，正在慢慢发生变化，尤其是STEM教育、创客教育、研究型学习项目的实施，使得学科之间、课程与课程之间的联系愈加紧密，相互依存。学校教学开始更多地注重学生活动，引入实践项目，来促进学生综合素养的提高，一个合作、融合、发展的多课程生态系统正在逐步形成。在此背景下，一个具有开放性活动价值的实验室将成为学生开展多学科融合学习的重要平台。

笔者认为，信息技术实验室的新建正是基于新的课标及不断形成的多课程生态系统应运而生的。实验室的建设既要立足于本学科，也要涵盖相关学科的内容，要保持与数学、物理、通用技术，甚至化学、地理、生物等学科的紧密联系，为多课程生态系统中不同学科进行融合发展提供交互的环境，为学生提供一个开放、活跃创新的实验平台。

● 多课程生态系统对课程主要因素带来的新变化

1.多课程生态系统对学科教师的专业素养提出新的要求

传统教学模式经历了漫长时间的演变，其基本的形态并没有发生太多的改变。一对多的授课模式、教师主讲学生参与的教学方式依然是现代教学过程中的常态教学方法，学科差异并没有在教学上造成颠覆性的变革。然而，随着信息化时代的来临，知识已经不再是教师所独有的资源资本，学生通过网络可以轻易获取并进行加工处理，教师作为知识权威的角色受到了极大的挑战。在高中综合评价改革之后，有学者提出要建设基于“2.5”的教师队伍专业发展思路，教师角色要做转型。所谓的“2.5”即一个教师要能够同时承担1门基础型课程、1门拓展型课程和0.5门研究型课程，也就是教师要直面多课程生态系统的挑战，在这个系统中教师要能适应跨学科教学指导工作，具备一专多能的教学及指导能力。

从教师专业发展的角度来讲，学校要鼓励教师积极开发符合学校课程体系要求的校本课程，有针对性地组织教师以团队的方式研发创新型课程，为有特长的教师创造条件开设特色课程。将教师发展的自我需求和学校发展的特色定位相结合，推动教师成长，培育多课程生态系统的自生长机能。

2.多课程生态系统下学科教材的指导作用面临挑战

“分门别类的教材只是课程的一个因素，只有在和其他因素整合起来，成为课程生态的有机构成时，这个因素才发挥应有的作用。”相对独立的学科教材在面对跨学科融合的项目学习时往往容易无所适从，不同学科的知识点如何产生关联发挥出叠加效应是多课程生态系统对学科教材提出的新的要求。

新版高中信息技术课程标准对学科知识的广度做了极大的扩展，即使这样，面对瞬息万变的信息技术及应用，信息技术学科教材的作用依然有着实际的局限性。信息技术学科的生命力在于不断地变革和创新，信息技术实验室所要承载的任务在于要不断地拓展学科知识的新领域和新内容，始终与社会上最新的技术保持同步甚至领先。

3.多课程生态系统要求有更为开放和创新的教学环境

开放性，应该是新教育改革背景下的实验室定位的新常态。适度地模糊学科边界，才有可能形成学科嫁接、学科融合、学科交叉的全新课程生态。

教育部近期宣布综合实践活动课程将成为普通高中的必修课程，与学科课程并列设置，贯穿到高中三年的教学活动当中。这是一门动态开放的跨学科实践性课程，课程实施不以教材为载体，注重引导学生在实践中学习，鼓励打破学科界限，跨领域跨学科学习，教学目标直指学生综合素质培养。这类课程的实施依赖于外部环境的支持和实验设备的保障。

信息技术学科注重培养学生的信息素养，强调计算思维和数字化创新能力的提高，这些能力在很多地方都将成为综合项目开展的技术基础。信息技术实验室提供的是开放式的实验器材和数字化环境，这赋予了它更多的灵活性和相容性。

● 多课程生态系统对课程建设产生的新影响

从多课程生态系统的角度考量，学校的课程建设不能止步于国家课程和校本课程的简单实施及开发。课程作为学校办学质量的最主要考量内容，应该具备自成一体的系统构成，有明确的目标内容、完整的课程体系。学校在完善课程生态系统的过程中要抓住三个维度开展教学研究和课程建设。

首先要深入开展学科教学知识的再挖掘，完成国家课程校本化。国家课程是多课程生态系统的重要组成部分，对于学校教学来讲，有必要依据课程标准和学校特色，逐步完成国家课程的校本化工作，使课程实施更加贴近学校实际，适应学生能力，体现学校特色。学校要组织教学力量对各个学科的课程开展研究分析，对教学内容进行再组织，这样的教研活动本身就是对课程的深度学习和解析，有助于课程生态的系统构建。

其次要兼顾跨学科知识的整合，开展多学科融合的项目研究。高考综合改革推进了对学生综合素质发展的要求，随之提出了一系列改革措施。其中尤为重要的一项就是倡导开展跨学科教学，组织学生在实践过程中综合运用知识和科学方法开展研究，形成研究成果。在实际的教学活动中，我们感觉到不同学科的教师相互之间的专业交流较少，这与目前高考考试科目的设置和实施有着一定的联系。学科之间不存在交集，科任教师目标明确，学校里很难形成有组织的跨学科设计实施的教学活动。因此，必须从学校的角度有组织地开展跨学科的项目设计，组织相关联学科的优秀教师组成项目设计团队，开展讨论研究，形成一批学科融合的可实施的综合性实践项目。

最后要善于使用社区资源助推学校特色课程。每一所学校都地处某一个具体地区，结合地区特色和优势资源开展学校特色课程的开发是完善多课程生态系统的重要方法。之所以称之为多课程生态系统，是因为我们希望学校的课程是丰富而有特色的，有自我生长和自我修复的课程开发及实施能力，在不断办学的过程中对课程进行动态调整，以适应学生发展需求。

● 多课程生态系统背景下的信息技术实验室建设

新的信息技术课程标准围绕数据、算法、信息系统和信息社会等学科大概念进行了学科内容的扩充，从单纯的计算机系统外延至计算机网络、物联网系统及一切以信息处理为根本的信息系统，极大地丰富了信息技术的学科内涵。同时数据与计算、开源硬件、人工智能、三维设计等模块的扩展正在模糊与数学、物理、通用技术等相关学科之间的界限，多学科融合的学习实践机会不断出现。

笔者认为，信息技术实验室的建设正处在多课程生态系统形成的环境之下，实验室的建设要在立足学科的同时还能支撑综合实验的需求。从多课程生态系统对课程建设产生影响的三个维度来分析，实验室的建设也应该从这三个方面加以探讨，以适应课改对学校课程建设的需求。在规划之初就要明确立足学科本体知识，兼顾学科知识整合，借力社会资源这三个出发点，完成开放、活跃、创新、可实践的实验室顶层设计。

1.国家课程校本化过程中要注重多学科知识融合的项目设计

教育部课程标准提供了学科建设的依据，但是标准并非教材，在具体实施过程中可以选用不同的教材，乃至校本化教材开展教学。

新课标将信息技术教学内容分为三个部分、十大模块，具体内容如右表所示。

其中人工智能初步、三维设计与创意、开源硬件项目设计、移动应用设计、数据与数据结构都是首次出现在教学内容中，教学内容更偏向于技术应用。因此，原有的计算机教室已经无法适应新课标的要求，信息技术实验室成为学科实验的基础需求。由表中的教学模块分析，在硬件设备上除了原有的计算机以外，还需要引入基础的网络搭建设备、开源硬件设备、3D打印设备、机器人教学设备、移动平板设备、基础的电子技术操作工具等设备，以上设备将成为信息技术实验室的标准化配置要求。笔者认为在实际操作中信息技术实验室不应该变成一个集大成的教室，而应该有所为有所不为，一般来讲设置一个通用教室作为信息技术实验室，另外可以根据学校特点设立一个或多个专用教室拓展选学模块的实验平台，形成1+1甚至1+X的建设方案。

我们细看信息技术的三类课程，其中必修课程属于全修全考；选择性必修课程根据学生个性发展和升学考试需要，选修选考；选修课程由学校根据实际情况统筹规划开设，学而不考。这样的设置为学生提供了个性化的学习选择，但是对学校和教师提出了较高的要求。选择性必修模块和选修模块是国家课程校本化的主要内容，各学校在进行校本化的过程中要考虑三方面的因素。首先，校本化的课程要能凸显学科特性，要围绕学科核心素养来开发。其次，要注重师资队伍的建设。作为课程因素的主要组成部分，教师是课程的开发者和实施者。学校要通过制度鼓励不同学科的教师共同参与校本化课程的开发，要为教师提供培训进修的机会，要为有能力的教师提供专用教室及课程资源。最后，校本化的过程中尤为重要的是要考虑学生综合能力的提高。在多课程生态系统中，我们开设的校本化课程要考虑到跨学科知识的综合使用，以本学科知识为本，以其他学科知识为辅，开展项目创造。

笔者所在学校，目前建立了一间配置台式计算机、无线网络、多媒体教学设备的常规机房，同时由于长期开设开源硬件校本化课程，建设有配置开源硬件和3D打印设备的专用实验室。这样的1+1模式基本能满足学科本体知识的落实，也凸显了学校特色，为学生开辟了实践的平台。在开源硬件课程的实施中，教师以项目化方式开展教学，实施的项目基于生活实际需求及学生的学习环境创设，项目要求涵盖3D打印、开源硬件搭建程序编写等内容。在实施过程中，会涉及电子技术、算法实现、三维设计、工程力学、数学计算等一系列课程的知识，启迪学生对多学科知识的活学活用。例如，学生选择的“智能花盆”“浴室下水道头发清理设备”“智能吃药提醒器”等项目，基本涉及到以上课程的内容，学生在学习过程中对多学科知识进行综合应用，最后完成作品。

2017版信息技术课程标准教学模块分类

2.基于学科贯通性将信息技术实验室建成具备跨学科能力的综合实验平台

上海的高考综合改革已经启动多年，这几年所有高中学生都要完成网上的综合素质评价，其中有一项较为重要的任务就是每一个学生都要以个人或小组的形式完成一个研究性课题。几乎每年都会有不少的学生来寻求信息技术教师的帮助，参与课题的指导，对于学生来讲常常是一师难求。在这些课题中，经常可以看到诸如“AR模拟实验室” “高中学生就寝管理系统”“关于抬头显示器（HUD）在公共交通上应用的研制”“行李箱的优化改造”“迷你农场——智能灌溉系统的研发”等课题。这些课题大部分与开源硬件、3D打印、数据建模、程序编写、网络控制等有关，然而课题所涉及的又远不止这些内容。比如“行李箱的优化改造”课题，学生期望能通过改变行李箱的内部结构增加存储容量，通过安装智能硬件完成定位寻找，通过外观再设计实现个性化定制。这些要求可能使用到美术学科、通用技术学科、数学学科、物理学科以及信息技术学科各方面的内容。

在具体实践过程中学生往往缺乏一个综合的实验场所，缺少各类开发工具和应用工具，有时候不得不借助家长的力量购买专用设备。在新的信息技术实验室建设过程中，我们明显感受到学科目标中对学生实践能力的要求。信息技术学科所要提供的是一个面向多课程生态系统的综合实验平台，在这个平台上学生可以借助信息技术的力量，依靠开源硬件及软件的结合，通过3D打印技术等实验室资源完成课题或者项目的各类技术任务。

这里我们要问，为什么这个综合实验平台的任务可以由信息技术实验室完成，而不是物理实验室、化学实验室或者基于学校特色的创新实验室？

第一，长久以来信息技术课程教学内容相对固定，其配套的教学环境为计算机教室。2017版的课程标准对于信息科技学科来说有着极其重大的意义，不仅仅表现在学科核心素养的确定，也体现在教学内容的扩充和配套教学辅助设施的确立。信息技术实验室作为新生事物将成为各学校重点配置的学科实验室，在这一点上有着普适性，其软硬件建设在配置初期可以做更为充分的思考和布局。

第二，信息技术在某种意义上讲可以为综合性项目做基础技术或者解决技术困难，在信息社会，越来越多的项目开展对数据处理、自动控制、个性化产品设计等都有着极大的依赖，而这些都可以通过信息技术实验室来完成。这是一个以提供技术支撑和资源支持的普适性开放平台。

第三，原有的专业实验室在建设中带有较深的学科印记，体现学校特色的创新实验室更是根据各自的项目针对性建设，它们的实验拓展性相对较弱，对实验室做二次改造的投入完全可以在新建的信息技术实验室中得以消化。

实验室的建设要立足于学科本体知识，更要充分扩展资源本身的价值，直面多课程生态系统中对实验及项目开展的需求，按价值最大化思路配置，设计多课程融合的实验操作，满足学生学科及综合能力提升的教育目标。

3.充分借力社会资源及教师智力资源助推学校实验室建设

实验室的建设立足于能充分体现真实的信息环境，既要满足面向全体学生的实验需求，也要能为个性化的实验项目提供工作平台。越是注重实践和项目的实验室建设，越是要体现开放性、多元性、多样性和包容性，信息技术实验室的定位是一个全天候开放的面向课程和项目的实验室、工作室、项目孵化室。

以笔者所在学校来说，学校处于张江高科技园区，周边有着丰富的企业资源和社会组织，诸如上海光源、商飞研发基地、大量的药品研发中心和芯片研发中心，以及德国企业支持的SGI科创组织等。这些企业与社会力量对于学校来讲是一笔巨大的财富，引进来走出去，开阔的不仅仅是学生的视野，更是一种办学的态度。在信息技术实验室的建设过程中，要结合学校特色和实验室建设的定位充分依靠企业的力量，可以是引进硬件设施，也可以是开展项目合作，甚至指导学生的研究型课题。

笔者认为在学校课程建设及教育教学中，教师永远是最重要的资源。在做好实验室建设的同时，做好教师的选拔培训和辅导也极为重要。实验室谁来管理、谁来使用、谁来维护都是需要解决的问题。当然，可以像传统实验室那样配置实验室管理员，做简单的设备管理和环境卫生工作，也可以创新实验室管理的模式，充分发挥教师的作用。教师既是科任教师也应该是实验室项目的开发者、实验室设备的管理者以及实验室建设的参与者。尤其是在多课程生态系统下的实验室建设更应该以多学科教师团队的方式参与到实验室的建设中来，听到多学科的声音，这也是教师专业发展中进一步学习的过程。

横向比较美国高中的实验室建设，对于实验要求比较多的学科，如生物、化学等，教师的教学地点就是实验室，所有的课程都是在实验室落实的。针对项目化教学开展的学校，如加州地区的HTH高中，他们没有独立的课程，学生都是在课程融合的项目下开展学习，这样的学校实验室建设就显得更为多功能化，但整体而言作为一个空间其使用率是非常高的。国内是按班级固定授课，建设专用实验室的方式，是当需要实验的时候才会组织学生前往专用实验室开展教学，实验室的使用率就自然降低，学生的动手机会也相应少了许多。

笔者认为，各学校应趁着课程标准改革的时机，抓住建设机遇，结合多课程生态的需求及学校特色，做好顶层设计和规划，建设一个多元、开放、创新的学生实验平台。

参考文献：

[1]梁森山,刘党生.深度学习环境下的学校实验生态设计案例（上）[J].中国信息技术教育，2016(1)：47-51.

[2]刘党生.深度学习环境下的学校实验生态设计案例（下）[J].中国信息技术教育，2016(5)：49-53.

[3]张哲人.基于“2.5”教师队伍建设的教师角色转型初探[EB/OL].（2018-02-06）.http://mp.weixin.qq.com/s/UZyGgYPEg6oNeCPVBBhe3g.

[4]奚一琴.全课程理念下课程整合的校本化实践[J].上海教育科研, 2017(3)：64-66.

作者简介：孙政庭，信息科技教师，上海外国语大学附属浦东外国语学校副校长。