義教信息科技教學實施 | “數據與編碼”模塊-數據與數據安全

“數據與編碼”模塊

數據與數據安全

本期內容

1

課標理解

●了解數據，注重安全

——“數據與數據安全”單元的教學

2

教學課例+同步教學資源

●基于聯通主義理論的“五學課堂”教學設計思路

——以“數據與數據安全”單元為例

●“數據與數據安全”單元教學實踐

1

課標理解

了解數據，注重安全

——“數據與數據安全”單元的教學

本文從小學四年級信息科技教學實踐出發，引導教師挖掘生活、學習場景中的教學素材，將導航調度、學習評估等數據應用轉化為具象化的教學案例，構建數據驅動的教學模式，通過學習個性化方案設計提升教學意義。文章重點強調數據安全防護的教學，幫助教師識別適合兒童認知的風險并設計數據安全防護策略，為四年級信息科技教師提供可操作的教學指引。

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）對“數據與數據安全”單元的教學的基本要求為：“通過體驗和認識典型的信息科技應用場景，感受身邊無所不在的數據。”對四年級的學生而言，學習本單元可以從日常學習和生活體驗入手，感受數據給人們帶來的影響和便利，體會數據的用途，同時也要從具體的案例出發，了解數據安全的重要性。

數據與生活

在小學四年級信息科技教學中，數據素養的培養需立足生活場景構建具象認知。教學中要基于情境認知理論，系統梳理家庭環境中的數據教育資源，通過“時空維度的數據感知”“健康管理的數據表征”“學習過程的數據記錄”等模塊，為學生提供可操作的實施路徑。

時間數據系統是數據認知的基礎載體。家庭場景中的鬧鐘設定、電子設備使用時長管控等時序數據，可通過“數據—行為—反饋”的關聯教學，引導學生理解數據的規則約束功能。建議結合智能設備的衛星授時原理設計“時鐘拆解”實驗，幫助學生建立機械數據向電子數據的認知遷移。

健康數據監測為數據應用提供鮮活案例。體重秤測量值、運動手環步數等量化指標，可應用WHO兒童生長標準曲線進行數據可視化教學。通過建立“身高—體重—步數”的關聯分析模型，引導學生繪制個人健康數據趨勢圖，從而培養數據解讀能力與健康管理意識。

交通出行場景蘊含豐富的數據應用案例。校車刷卡記錄的時間戳數據、公交站臺的車輛到站倒計時、導航系統的路況預測等，構成時序數據與空間數據的復合教學資源。建議設計“交通數據采集”實踐活動，通過記錄、分析出行數據，幫助學生理解數據在資源調度中的優化作用。

學習環境中的數據記錄系統具有重要的教育價值。通過學業成績數據、圖書館借閱記錄、課堂互動頻次統計等，可構建多維學習分析模型。在教學中可引入“學習數據儀表盤”概念，幫助學生通過數據對比識別學習的優勢與不足，培養基于證據的自我調節學習能力。

娛樂場景的數據服務機制有助于深化數據認知。視頻平臺的觀看進度記憶、智能音箱的內容推薦算法、游戲積分系統等，體現數據的個性化服務功能。建議通過“數據溯源”活動，引導學生追蹤娛樂數據的產生、傳輸與應用過程，理解數據價值的轉化機制。

家居環境的感知數據構成生活數據網絡。空調溫度設定、睡眠監測數據、食品保質期信息等，展現數據與生活質量的密切關聯。教學中可設計“家庭數據地圖”項目，引導學生系統采集、分類整理家居數據，構建數據與生活需求的關聯認知。

基于上述分析，建議采用“生活數據探究”教學模式，即通過“數據發現—采集—分析—應用”四步教學法，結合家庭數據調查、校園數據實驗、社區數據調研等活動，構建“家庭-學校-社會”三位一體的數據教育場景。此模式符合新課標“從生活體驗出發”的基本要求，可有效提升四年級學生的數據認知能力與學科核心素養。

數據與學習

在四年級信息科技的教學中應重點引導學生認識數據對學習的促進作用。數據作為“可量化的學習反饋工具”，能夠系統性記錄學習軌跡、精準定位認知盲區，通過“數據采集—分析—干預”的閉環機制，顯著提升學習效能。建議將數據驅動學習理念融入教學實踐，培養學生基于證據的自我調節學習能力。

學業評價數據具有明確的學習診斷價值。數學試卷中的95分（知識點掌握率）與3道應用題錯誤（約15%錯誤率），構成量化分析的基礎指標。典型案例顯示，當學生數學計算出現5處錯誤時，通過錯誤類型數據可定位核心認知障礙，在實施每日10道專項訓練后，作業正確率提升23個百分點（從75%提升至98%），驗證了數據導向干預的有效性。建議教學中建立“錯誤類型-訓練強度-效果追蹤”的關聯數據模型。

多維學習數據支持個性化教學實施。在語文學習中，閱讀之星卡片的8顆星（閱讀能力指標）與寫作本3個問號（寫作短板標識）形成對比數據，可據此設計差異化提升方案：具有閱讀優勢的學生采用“每日童話閱讀+周末創作”的進階計劃，生字掌握薄弱的學生實施“生字大冒險”游戲化訓練。實踐表明，基于個體數據畫像的教學干預，能使學習效率提升40%，顯著優于傳統教學模式。

過程性數據記錄可有效優化學習行為管理。在科學課的“綠豆種植”實驗中，“莖高3厘米”“2片葉子”等生長數據的記錄，可系統培養學生的實證觀察能力；作業計時器數據能建立時間管理基準，通過同桌間專注時長競賽激發學習投入度。建議推廣“學習行為數據日志”，記錄包括任務完成時長、正確率、方法創新等維度，形成可視化進步軌跡。

成長性數據追蹤能有效激發學習動機。班級“進步排行榜”中數學成績從82分至91分的提升、英語單詞默寫折線圖的上升趨勢，構成學習效能感的量化證據。研究表明，當學生持續接觸自身進步數據時，學習主動性增強65%，形成“數據激勵—努力投入—成績提升”的正向循環。建議構建個人學習數據儀表盤，動態展示多維度成長指標。

教師應充分發揮數據的學習促進功能，將其作為“認知放大鏡”與“進步加速器”。通過系統采集學業表現、學習行為、成長軌跡等多源數據，構建完整的學習分析體系，引導學生理解數據價值，培養數據驅動的問題解決能力，為信息科技核心素養的形成奠定基礎。

數據與安全

歐盟頒布的《通用數據保護條例》（GDPR）第4條將個人數據定義為與已識別或可識別的自然人（“數據主體”）相關的任何信息。可識別的自然人指能夠通過直接或間接方式（包括姓名、識別號、位置數據、在線標識符，或反映其身體、生理、遺傳、心理、經濟、文化及社會身份的特有因素）進行識別的個體。所謂數據安全，就是確保這些“數字精靈”不被竊取、破壞或濫用。

針對四年級的學生，應該引導他們隨時注意保護數據安全，特別要重視數據安全行為習慣的養成。在使用數據設備或進行數字化操作過程中，要特別注意提醒學生注意以下方面：①切勿隨意下載不明來源軟件，務必在家長的協助下，從正規應用商店下載軟件；②網上填寫個人信息需格外小心，若非必要，不要隨意透露真實姓名、家庭住址、電話號碼等關鍵信息；③養成設置密碼的習慣，但密碼設置要盡量復雜，并且不同軟件盡量設置不同密碼；④上網時，若遇奇怪的鏈接，堅決不點擊。

數據與安全的教學

在數據與安全的教學中，如何將抽象概念轉化為生動易懂的知識，引導四年級學生深入理解并在學習和生活中踐行，是教學的核心挑戰。下面，從利用真實案例、闡述自主可控技術、培養數據保護意識及強調法律法規四個方面，談談教學的基本策略。

1.巧用真實案例，揭示威脅因素

四年級學生的思維正處于具象思維向抽象思維過渡的關鍵期，真實案例能有效幫助他們理解數據安全風險。以小明游戲賬號被盜為例，小明在陌生網站下載了所謂游戲加速神器，結果不僅賬號密碼被篡改，珍藏的游戲裝備也神秘消失。經查證，這款來路不明的軟件暗藏病毒，專門竊取用戶的賬號信息。通過這樣貼近生活的案例，學生能直觀認識到隨意安裝未知來源軟件可能造成的數據安全隱患。

2.形象比喻，解讀自主可控技術

自主可控技術較為抽象，可以用“建造堅固房子”來類比：把數據比作房子里珍貴的寶貝，自主可控技術就像選用自己能掌控的優質材料和可靠工匠來建造房屋。例如，我國自主研發的軟件和系統，就如同用自己熟悉且放心的材料建造房子，能更可靠地保護數據寶貝不被壞人破壞。

3.日常滲透，培養保護意識

在課堂上，可以開展數據保護小妙招分享活動，引導學生思考日常生活中的數據保護方法。例如，設置復雜且不輕易泄露的密碼，還可以讓學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。通過這種實踐互動，可以幫助學生養成保護數據的意識和習慣。

4.故事串聯，強調法律法規

對四年級學生來說，直接講法律法規條文過于枯燥。教師可以通過小熊的冒險故事來講解數據安全知識：小熊在網上發現一款有趣的軟件，下載后卻發現它會偷偷收集手機里的信息發給陌生服務器。驚慌的小熊找到森林里的智慧長者，長者耐心解釋——這種未經同意收集他人數據的行為是違法的，就像不能隨便闖進別人的家拿東西一樣。法律就像守護森林的大盾牌，保護著每個小動物的數據安全，違反規則可是要受到懲罰的。接著，教師講述狐貍因為非法獲取動物們的信息，被動物法庭判罰的故事，讓學生明白無論是個人還是企業，違反數據安全法律法規都要承擔后果。同時，在課堂上開展“法律知識問答小競賽”，用簡單的題目加深學生對數據安全法律法規的印象，引導他們在生活中做遵守法律的小公民，保護自己和他人的數據安全。

數據和數據安全，與學生的生活學習相關。安全的數據可以為學習、生活帶來便利，帶來收獲，而不注意數據安全，將會給學習、生活帶來困擾、甚至會造成財產損失。因此，應告誡學生一定要合理利用數據，強化數據安全，讓數據真正成為學習、生活的好幫手。

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》2025年第19期

引用請注明參考文獻：

李維明.了解數據，注重安全——“數據與數據安全”單元的教學[J].中國信息技術教育，2025（19）：23-25.

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教學課例+同步教學資源

基于聯通主義理論的

“五學課堂”教學設計思路

——以“數據與數據安全”單元為例

作者：

吳躍進 謝明倩 重慶高新區教育事務中心教研室

付麗娟 重慶大學城沙坪壩小學

資源：

（1）教學論文：基于聯通主義理論的 “五學課堂”教學設計思路——以“數據與數據安全”單元為例點擊閱讀

（2）教學設計：“教學設計實例”設計思路（2篇）點擊下載

課例介紹：包括《小衛士出擊：數據安全來守護》《小衛士行動：加密解密我能行》兩課時的教學目標、重點、難點、過程、反思等環節的設計意圖及教學實施要點。

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）。

“數據與數據安全”單元教學實踐

作者：

宋雨婷 四川省成都市龍江路小學分校

資源：

（1）教學論文：“數據與數據安全”單元教學實踐點擊閱讀

（2）教學設計：教學設計實例（4課時）點擊下載

課例介紹：包括《數據價值偵察兵》《數據風險解密局》《安全防護實戰營》《自主可控保衛戰》四課時教學設計案例及PPT。

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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