義教信息科技教學(xué)實(shí)施 | “數(shù)據(jù)與編碼”模塊-數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)安全

“數(shù)據(jù)與編碼”模塊

數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)安全

本期內(nèi)容

1

課標(biāo)理解

●了解數(shù)據(jù)，注重安全

——“數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)安全”單元的教學(xué)

2

教學(xué)課例+同步教學(xué)資源

●基于聯(lián)通主義理論的“五學(xué)課堂”教學(xué)設(shè)計(jì)思路

——以“數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)安全”單元為例

●“數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)安全”單元教學(xué)實(shí)踐

1

課標(biāo)理解

了解數(shù)據(jù)，注重安全

——“數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)安全”單元的教學(xué)

本文從小學(xué)四年級(jí)信息科技教學(xué)實(shí)踐出發(fā)，引導(dǎo)教師挖掘生活、學(xué)習(xí)場(chǎng)景中的教學(xué)素材，將導(dǎo)航調(diào)度、學(xué)習(xí)評(píng)估等數(shù)據(jù)應(yīng)用轉(zhuǎn)化為具象化的教學(xué)案例，構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式，通過(guò)學(xué)習(xí)個(gè)性化方案設(shè)計(jì)提升教學(xué)意義。文章重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)安全防護(hù)的教學(xué)，幫助教師識(shí)別適合兒童認(rèn)知的風(fēng)險(xiǎn)并設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)安全防護(hù)策略，為四年級(jí)信息科技教師提供可操作的教學(xué)指引。

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）對(duì)“數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)安全”單元的教學(xué)的基本要求為：“通過(guò)體驗(yàn)和認(rèn)識(shí)典型的信息科技應(yīng)用場(chǎng)景，感受身邊無(wú)所不在的數(shù)據(jù)。”對(duì)四年級(jí)的學(xué)生而言，學(xué)習(xí)本單元可以從日常學(xué)習(xí)和生活體驗(yàn)入手，感受數(shù)據(jù)給人們帶來(lái)的影響和便利，體會(huì)數(shù)據(jù)的用途，同時(shí)也要從具體的案例出發(fā)，了解數(shù)據(jù)安全的重要性。

數(shù)據(jù)與生活

在小學(xué)四年級(jí)信息科技教學(xué)中，數(shù)據(jù)素養(yǎng)的培養(yǎng)需立足生活場(chǎng)景構(gòu)建具象認(rèn)知。教學(xué)中要基于情境認(rèn)知理論，系統(tǒng)梳理家庭環(huán)境中的數(shù)據(jù)教育資源，通過(guò)“時(shí)空維度的數(shù)據(jù)感知”“健康管理的數(shù)據(jù)表征”“學(xué)習(xí)過(guò)程的數(shù)據(jù)記錄”等模塊，為學(xué)生提供可操作的實(shí)施路徑。

時(shí)間數(shù)據(jù)系統(tǒng)是數(shù)據(jù)認(rèn)知的基礎(chǔ)載體。家庭場(chǎng)景中的鬧鐘設(shè)定、電子設(shè)備使用時(shí)長(zhǎng)管控等時(shí)序數(shù)據(jù)，可通過(guò)“數(shù)據(jù)—行為—反饋”的關(guān)聯(lián)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生理解數(shù)據(jù)的規(guī)則約束功能。建議結(jié)合智能設(shè)備的衛(wèi)星授時(shí)原理設(shè)計(jì)“時(shí)鐘拆解”實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生建立機(jī)械數(shù)據(jù)向電子數(shù)據(jù)的認(rèn)知遷移。

健康數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)為數(shù)據(jù)應(yīng)用提供鮮活案例。體重秤測(cè)量值、運(yùn)動(dòng)手環(huán)步數(shù)等量化指標(biāo)，可應(yīng)用WHO兒童生長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化教學(xué)。通過(guò)建立“身高—體重—步數(shù)”的關(guān)聯(lián)分析模型，引導(dǎo)學(xué)生繪制個(gè)人健康數(shù)據(jù)趨勢(shì)圖，從而培養(yǎng)數(shù)據(jù)解讀能力與健康管理意識(shí)。

交通出行場(chǎng)景蘊(yùn)含豐富的數(shù)據(jù)應(yīng)用案例。校車刷卡記錄的時(shí)間戳數(shù)據(jù)、公交站臺(tái)的車輛到站倒計(jì)時(shí)、導(dǎo)航系統(tǒng)的路況預(yù)測(cè)等，構(gòu)成時(shí)序數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)的復(fù)合教學(xué)資源。建議設(shè)計(jì)“交通數(shù)據(jù)采集”實(shí)踐活動(dòng)，通過(guò)記錄、分析出行數(shù)據(jù)，幫助學(xué)生理解數(shù)據(jù)在資源調(diào)度中的優(yōu)化作用。

學(xué)習(xí)環(huán)境中的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)具有重要的教育價(jià)值。通過(guò)學(xué)業(yè)成績(jī)數(shù)據(jù)、圖書館借閱記錄、課堂互動(dòng)頻次統(tǒng)計(jì)等，可構(gòu)建多維學(xué)習(xí)分析模型。在教學(xué)中可引入“學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)儀表盤”概念，幫助學(xué)生通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比識(shí)別學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)與不足，培養(yǎng)基于證據(jù)的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力。

娛樂(lè)場(chǎng)景的數(shù)據(jù)服務(wù)機(jī)制有助于深化數(shù)據(jù)認(rèn)知。視頻平臺(tái)的觀看進(jìn)度記憶、智能音箱的內(nèi)容推薦算法、游戲積分系統(tǒng)等，體現(xiàn)數(shù)據(jù)的個(gè)性化服務(wù)功能。建議通過(guò)“數(shù)據(jù)溯源”活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生追蹤娛樂(lè)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、傳輸與應(yīng)用過(guò)程，理解數(shù)據(jù)價(jià)值的轉(zhuǎn)化機(jī)制。

家居環(huán)境的感知數(shù)據(jù)構(gòu)成生活數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。空調(diào)溫度設(shè)定、睡眠監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、食品保質(zhì)期信息等，展現(xiàn)數(shù)據(jù)與生活質(zhì)量的密切關(guān)聯(lián)。教學(xué)中可設(shè)計(jì)“家庭數(shù)據(jù)地圖”項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)采集、分類整理家居數(shù)據(jù)，構(gòu)建數(shù)據(jù)與生活需求的關(guān)聯(lián)認(rèn)知。

基于上述分析，建議采用“生活數(shù)據(jù)探究”教學(xué)模式，即通過(guò)“數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)—采集—分析—應(yīng)用”四步教學(xué)法，結(jié)合家庭數(shù)據(jù)調(diào)查、校園數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)、社區(qū)數(shù)據(jù)調(diào)研等活動(dòng)，構(gòu)建“家庭-學(xué)校-社會(huì)”三位一體的數(shù)據(jù)教育場(chǎng)景。此模式符合新課標(biāo)“從生活體驗(yàn)出發(fā)”的基本要求，可有效提升四年級(jí)學(xué)生的數(shù)據(jù)認(rèn)知能力與學(xué)科核心素養(yǎng)。

數(shù)據(jù)與學(xué)習(xí)

在四年級(jí)信息科技的教學(xué)中應(yīng)重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用。數(shù)據(jù)作為“可量化的學(xué)習(xí)反饋工具”，能夠系統(tǒng)性記錄學(xué)習(xí)軌跡、精準(zhǔn)定位認(rèn)知盲區(qū)，通過(guò)“數(shù)據(jù)采集—分析—干預(yù)”的閉環(huán)機(jī)制，顯著提升學(xué)習(xí)效能。建議將數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)理念融入教學(xué)實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生基于證據(jù)的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力。

學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)具有明確的學(xué)習(xí)診斷價(jià)值。數(shù)學(xué)試卷中的95分（知識(shí)點(diǎn)掌握率）與3道應(yīng)用題錯(cuò)誤（約15%錯(cuò)誤率），構(gòu)成量化分析的基礎(chǔ)指標(biāo)。典型案例顯示，當(dāng)學(xué)生數(shù)學(xué)計(jì)算出現(xiàn)5處錯(cuò)誤時(shí)，通過(guò)錯(cuò)誤類型數(shù)據(jù)可定位核心認(rèn)知障礙，在實(shí)施每日10道專項(xiàng)訓(xùn)練后，作業(yè)正確率提升23個(gè)百分點(diǎn)（從75%提升至98%），驗(yàn)證了數(shù)據(jù)導(dǎo)向干預(yù)的有效性。建議教學(xué)中建立“錯(cuò)誤類型-訓(xùn)練強(qiáng)度-效果追蹤”的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)模型。

多維學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)支持個(gè)性化教學(xué)實(shí)施。在語(yǔ)文學(xué)習(xí)中，閱讀之星卡片的8顆星（閱讀能力指標(biāo)）與寫作本3個(gè)問(wèn)號(hào)（寫作短板標(biāo)識(shí)）形成對(duì)比數(shù)據(jù)，可據(jù)此設(shè)計(jì)差異化提升方案：具有閱讀優(yōu)勢(shì)的學(xué)生采用“每日童話閱讀+周末創(chuàng)作”的進(jìn)階計(jì)劃，生字掌握薄弱的學(xué)生實(shí)施“生字大冒險(xiǎn)”游戲化訓(xùn)練。實(shí)踐表明，基于個(gè)體數(shù)據(jù)畫像的教學(xué)干預(yù)，能使學(xué)習(xí)效率提升40%，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)模式。

過(guò)程性數(shù)據(jù)記錄可有效優(yōu)化學(xué)習(xí)行為管理。在科學(xué)課的“綠豆種植”實(shí)驗(yàn)中，“莖高3厘米”“2片葉子”等生長(zhǎng)數(shù)據(jù)的記錄，可系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)證觀察能力；作業(yè)計(jì)時(shí)器數(shù)據(jù)能建立時(shí)間管理基準(zhǔn)，通過(guò)同桌間專注時(shí)長(zhǎng)競(jìng)賽激發(fā)學(xué)習(xí)投入度。建議推廣“學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)日志”，記錄包括任務(wù)完成時(shí)長(zhǎng)、正確率、方法創(chuàng)新等維度，形成可視化進(jìn)步軌跡。

成長(zhǎng)性數(shù)據(jù)追蹤能有效激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。班級(jí)“進(jìn)步排行榜”中數(shù)學(xué)成績(jī)從82分至91分的提升、英語(yǔ)單詞默寫折線圖的上升趨勢(shì)，構(gòu)成學(xué)習(xí)效能感的量化證據(jù)。研究表明，當(dāng)學(xué)生持續(xù)接觸自身進(jìn)步數(shù)據(jù)時(shí)，學(xué)習(xí)主動(dòng)性增強(qiáng)65%，形成“數(shù)據(jù)激勵(lì)—努力投入—成績(jī)提升”的正向循環(huán)。建議構(gòu)建個(gè)人學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)儀表盤，動(dòng)態(tài)展示多維度成長(zhǎng)指標(biāo)。

教師應(yīng)充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)促進(jìn)功能，將其作為“認(rèn)知放大鏡”與“進(jìn)步加速器”。通過(guò)系統(tǒng)采集學(xué)業(yè)表現(xiàn)、學(xué)習(xí)行為、成長(zhǎng)軌跡等多源數(shù)據(jù)，構(gòu)建完整的學(xué)習(xí)分析體系，引導(dǎo)學(xué)生理解數(shù)據(jù)價(jià)值，培養(yǎng)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的問(wèn)題解決能力，為信息科技核心素養(yǎng)的形成奠定基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)與安全

歐盟頒布的《通用數(shù)據(jù)保護(hù)條例》（GDPR）第4條將個(gè)人數(shù)據(jù)定義為與已識(shí)別或可識(shí)別的自然人（“數(shù)據(jù)主體”）相關(guān)的任何信息。可識(shí)別的自然人指能夠通過(guò)直接或間接方式（包括姓名、識(shí)別號(hào)、位置數(shù)據(jù)、在線標(biāo)識(shí)符，或反映其身體、生理、遺傳、心理、經(jīng)濟(jì)、文化及社會(huì)身份的特有因素）進(jìn)行識(shí)別的個(gè)體。所謂數(shù)據(jù)安全，就是確保這些“數(shù)字精靈”不被竊取、破壞或?yàn)E用。

針對(duì)四年級(jí)的學(xué)生，應(yīng)該引導(dǎo)他們隨時(shí)注意保護(hù)數(shù)據(jù)安全，特別要重視數(shù)據(jù)安全行為習(xí)慣的養(yǎng)成。在使用數(shù)據(jù)設(shè)備或進(jìn)行數(shù)字化操作過(guò)程中，要特別注意提醒學(xué)生注意以下方面：①切勿隨意下載不明來(lái)源軟件，務(wù)必在家長(zhǎng)的協(xié)助下，從正規(guī)應(yīng)用商店下載軟件；②網(wǎng)上填寫個(gè)人信息需格外小心，若非必要，不要隨意透露真實(shí)姓名、家庭住址、電話號(hào)碼等關(guān)鍵信息；③養(yǎng)成設(shè)置密碼的習(xí)慣，但密碼設(shè)置要盡量復(fù)雜，并且不同軟件盡量設(shè)置不同密碼；④上網(wǎng)時(shí)，若遇奇怪的鏈接，堅(jiān)決不點(diǎn)擊。

數(shù)據(jù)與安全的教學(xué)

在數(shù)據(jù)與安全的教學(xué)中，如何將抽象概念轉(zhuǎn)化為生動(dòng)易懂的知識(shí)，引導(dǎo)四年級(jí)學(xué)生深入理解并在學(xué)習(xí)和生活中踐行，是教學(xué)的核心挑戰(zhàn)。下面，從利用真實(shí)案例、闡述自主可控技術(shù)、培養(yǎng)數(shù)據(jù)保護(hù)意識(shí)及強(qiáng)調(diào)法律法規(guī)四個(gè)方面，談?wù)劷虒W(xué)的基本策略。

1.巧用真實(shí)案例，揭示威脅因素

四年級(jí)學(xué)生的思維正處于具象思維向抽象思維過(guò)渡的關(guān)鍵期，真實(shí)案例能有效幫助他們理解數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)。以小明游戲賬號(hào)被盜為例，小明在陌生網(wǎng)站下載了所謂游戲加速神器，結(jié)果不僅賬號(hào)密碼被篡改，珍藏的游戲裝備也神秘消失。經(jīng)查證，這款來(lái)路不明的軟件暗藏病毒，專門竊取用戶的賬號(hào)信息。通過(guò)這樣貼近生活的案例，學(xué)生能直觀認(rèn)識(shí)到隨意安裝未知來(lái)源軟件可能造成的數(shù)據(jù)安全隱患。

2.形象比喻，解讀自主可控技術(shù)

自主可控技術(shù)較為抽象，可以用“建造堅(jiān)固房子”來(lái)類比：把數(shù)據(jù)比作房子里珍貴的寶貝，自主可控技術(shù)就像選用自己能掌控的優(yōu)質(zhì)材料和可靠工匠來(lái)建造房屋。例如，我國(guó)自主研發(fā)的軟件和系統(tǒng)，就如同用自己熟悉且放心的材料建造房子，能更可靠地保護(hù)數(shù)據(jù)寶貝不被壞人破壞。

3.日常滲透，培養(yǎng)保護(hù)意識(shí)

在課堂上，可以開(kāi)展數(shù)據(jù)保護(hù)小妙招分享活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生思考日常生活中的數(shù)據(jù)保護(hù)方法。例如，設(shè)置復(fù)雜且不輕易泄露的密碼，還可以讓學(xué)生親手制作密碼提示卡片，并將其妥善保管，不隨意展示給他人。通過(guò)這種實(shí)踐互動(dòng)，可以幫助學(xué)生養(yǎng)成保護(hù)數(shù)據(jù)的意識(shí)和習(xí)慣。

4.故事串聯(lián)，強(qiáng)調(diào)法律法規(guī)

對(duì)四年級(jí)學(xué)生來(lái)說(shuō)，直接講法律法規(guī)條文過(guò)于枯燥。教師可以通過(guò)小熊的冒險(xiǎn)故事來(lái)講解數(shù)據(jù)安全知識(shí)：小熊在網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)一款有趣的軟件，下載后卻發(fā)現(xiàn)它會(huì)偷偷收集手機(jī)里的信息發(fā)給陌生服務(wù)器。驚慌的小熊找到森林里的智慧長(zhǎng)者，長(zhǎng)者耐心解釋——這種未經(jīng)同意收集他人數(shù)據(jù)的行為是違法的，就像不能隨便闖進(jìn)別人的家拿東西一樣。法律就像守護(hù)森林的大盾牌，保護(hù)著每個(gè)小動(dòng)物的數(shù)據(jù)安全，違反規(guī)則可是要受到懲罰的。接著，教師講述狐貍因?yàn)榉欠ǐ@取動(dòng)物們的信息，被動(dòng)物法庭判罰的故事，讓學(xué)生明白無(wú)論是個(gè)人還是企業(yè)，違反數(shù)據(jù)安全法律法規(guī)都要承擔(dān)后果。同時(shí)，在課堂上開(kāi)展“法律知識(shí)問(wèn)答小競(jìng)賽”，用簡(jiǎn)單的題目加深學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)安全法律法規(guī)的印象，引導(dǎo)他們?cè)谏钪凶鲎袷胤傻男」瘢Ｗo(hù)自己和他人的數(shù)據(jù)安全。

數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)安全，與學(xué)生的生活學(xué)習(xí)相關(guān)。安全的數(shù)據(jù)可以為學(xué)習(xí)、生活帶來(lái)便利，帶來(lái)收獲，而不注意數(shù)據(jù)安全，將會(huì)給學(xué)習(xí)、生活帶來(lái)困擾、甚至?xí)斐韶?cái)產(chǎn)損失。因此，應(yīng)告誡學(xué)生一定要合理利用數(shù)據(jù)，強(qiáng)化數(shù)據(jù)安全，讓數(shù)據(jù)真正成為學(xué)習(xí)、生活的好幫手。

本文作者：

李維明

四川省教育科學(xué)研究院

文章刊登于《中國(guó)信息技術(shù)教育》2025年第19期

引用請(qǐng)注明參考文獻(xiàn)：

李維明.了解數(shù)據(jù)，注重安全——“數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)安全”單元的教學(xué)[J].中國(guó)信息技術(shù)教育，2025（19）：23-25.

2

教學(xué)課例+同步教學(xué)資源

基于聯(lián)通主義理論的

“五學(xué)課堂”教學(xué)設(shè)計(jì)思路

——以“數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)安全”單元為例

作者：

吳躍進(jìn) 謝明倩 重慶高新區(qū)教育事務(wù)中心教研室

付麗娟 重慶大學(xué)城沙坪壩小學(xué)

資源：

（1）教學(xué)論文：基于聯(lián)通主義理論的 “五學(xué)課堂”教學(xué)設(shè)計(jì)思路——以“數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)安全”單元為例點(diǎn)擊閱讀

（2）教學(xué)設(shè)計(jì)：“教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)例”設(shè)計(jì)思路（2篇）點(diǎn)擊下載

課例介紹：包括《小衛(wèi)士出擊：數(shù)據(jù)安全來(lái)守護(hù)》《小衛(wèi)士行動(dòng)：加密解密我能行》兩課時(shí)的教學(xué)目標(biāo)、重點(diǎn)、難點(diǎn)、過(guò)程、反思等環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)意圖及教學(xué)實(shí)施要點(diǎn)。

提示：在線兌換完雜志后自動(dòng)解鎖本期目錄、原貌預(yù)覽、教學(xué)資源（可下載使用）。

“數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)安全”單元教學(xué)實(shí)踐

作者：

宋雨婷 四川省成都市龍江路小學(xué)分校

資源：

（1）教學(xué)論文：“數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)安全”單元教學(xué)實(shí)踐點(diǎn)擊閱讀

（2）教學(xué)設(shè)計(jì)：教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)例（4課時(shí)）點(diǎn)擊下載

課例介紹：包括《數(shù)據(jù)價(jià)值偵察兵》《數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)解密局》《安全防護(hù)實(shí)戰(zhàn)營(yíng)》《自主可控保衛(wèi)戰(zhàn)》四課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)案例及PPT。

提示：在線兌換完雜志后自動(dòng)解鎖本期目錄、原貌預(yù)覽、教學(xué)資源（可下載使用）。

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