信息技术课程思想梳理思路简议

2014-04-29李艺朱彩兰

电化教育研究 2014年4期

关键词：信息技术课程程序设计

李艺　朱彩兰

[摘要] 文章围绕信息技术课程思想的本质与价值、结构与形态、功用与效果几个方面进行分析，认为信息技术课程思想应该是一类特定的知识树、是“思想—方法—技巧”多要素综合体、能揭示课程本质彰显课程价值、与学习者认知规律相协调利于引导学习。

[关键词] 信息技术课程；课程思想；文件管理；程序设计

[中图分类号] G434 [文献标志码] A

[作者简介] 李艺（1956—），男，山东临沂人。教授，主要从事中小学信息技术课程、教育管理信息化、教育游戏研发与应用、教育技术哲学等方面的研究。E-mail：yilisd@163.com。

課程思想是课程的灵魂，是课程价值得以确认的根本。建立在特定的文化背景上，经全体信息技术教育关注者的不懈努力，我国基础教育阶段的信息技术课程已经初成气候。在其发展的历史上，关于信息技术课程思想是什么，不断有人给出相关的描述：有人认为LOGO思想或LOGO方法论可以达及课程内涵的深层；[1] 亦有学者认为信息技术课程的核心在于批判性思维、算法思维。[2]毫无疑问，这些回答在特定的时刻坚定着信息技术课程建设者的信心，然而也有严重不足：所有这些回答都没有体现课程思想这一特定概念中的完整内涵；有些回答看似有道理，但道理何在却无从得知。本文对信息技术课程思想进行系统的思考，从关于其价值的分析出发，尝试梳理其形态，讨论其功用及在引导学习方面的可能效果。

一、课程思想的价值：蒙起原初意义，

昭示课程本质

（一）本质与原初

其他学科课程思想的认识经验，可以用来指导信息技术课程思想的梳理工作。譬如，数学课程思想是对数学知识的本质的认识，是从某些具体的数学内容和对数学的认识过程中提炼上升的数学观点，是建立数学和用数学解决问题的指导思想。[3]又如，化学学科思想是人们认识化学活动中运用科学方法的思想意识，是对化学的本质、特征、价值的基本认识。[4]具体来说，数形结合思想、建模思想、化归思想等都彰显着数学思想的内在属性，而物质运动思想、物质结构决定性质思想、守恒思想、动态平衡思想则都昭示着化学课程的本质。

我们所讨论的是“基础教育课程”，基本语境是“基础教育”，因此关于课程本质的描述语汇，应该具有基础教育的特征。就是说，数学课程思想和化学课程思想既分别来源于数学思想和化学思想，又应该在基础教育的特定语汇中描述，这是可以理解的。而这个所谓的特定语汇，即概念界定要与基础教育课程建设相适应，叙述方法既应是科学的，又应该是贴合学生经验，符合支持学生认知发展的需求的，此即我们所说的“原初”的意义。这一点可以从已有研究成果中得到佐证，譬如，化学学科思想对学生的学习提供了明确的指向和目标，使学生把握住化学学习的关键，为学生理解和掌握化学的本质提供了优化的途径。[5]数学思想则被看作是数学的内在形式，是学生获得数学知识、发展思维能力的动力。[6]

（二）拓展既有说法看本质与原初

信息技术课程也需要有课程思想体系帮助其确认课程价值。数学、化学等课程思想无不来自其上游的学科思想，由此可以推理，信息技术课程思想也是植根于其上游的学科思想，是从具体的学科知识和对学科内容的认识过程中提炼出的学科观点，是对学科的本质、特征及价值的认识。但是从已有经验看，除程序设计部分的特定的思想体系有较多的思考外，其余部分则比较无序，如操作系统、多媒体技术和WWW应用等部分。关于这些部分的观察及思考是我们面临的第一个挑战。一方面，我们经常看到如“菜单”思想及方法、“工具箱”思想及方法、“图层”思想及方法等作为课程思想已初露端倪；另一方面应该坚信，蓬勃发展的信息技术背后，必定有灿烂思想的支持，这是课程思想攫取信心的来源。

以操作系统为例，我们要问：操作系统的本质是什么？操作系统中或操作系统平台上的文件管理和一般工具软件应用有何共同之处？使用何种方法将一些内容纳入同一个思想体系之中？这个体系的起点和描述语汇是否符合“原初”的要求？

对问题的既定认识和理解或许会对思考有所帮助，但也许是需要突破障碍。以“文件管理”概念为例，无论大学还是中小学的教科书，都简单地将其指向资源管理器之下的操作，我们也可以看到所谓文件管理的方法在PPT中浏览状态下的页面管理中出现，除此似再无其他。但倘若我们重新定义“文件管理”，让其包含单个文件的管理及多个文件的管理，再使其单个文件的管理包含属性管理和运行管理，多个文件的管理包含存放与查找，甚至囊括面向WWW的文件管理及搜索技术，这种意义的拓展是合理的，是大家能够接受的，而带来的意义是巨大的。此时操作系统无非就是实现文件管理的工具。此时的“文件管理”就上升到新的高度，借助它，我们可以抓住操作系统的本质，且可以超越具体的某个或某类操作系统，甚至进一步可以延伸到面向WWW的文件管理及搜索技术。采用这种解读方法，我们就得到了一个以“文件管理”为主干的结构清晰的课程思想树。

作者在研究中还发现，与成年人的想象不同，小学生在Windows与Linux操作系统间转换毫不费力。且所有人都熟知，孩子们对所有智能或非智能手机的操作似乎会无师自通。这可以给我们什么启发？是否可以说，在菜单及图形用户界面的帮助下，“文件管理”对中小学生来说，是最容易把握的对象之一，即使没有直接向孩子们告知“文件管理”这一概念，孩子们也对文件管理具有天然的把握能力。这说明，“文件管理”是贴合学生既有经验的，是容易为学习者掌握的。一旦文件管理的要义把握住了，所有操作系统的使用就都不在话下。因此，我们说“文件管理”，既蕴含了所追求的本质，又符合我们关于“原初”的预期。

（三）超越既有观点看本质与原初

在关于本质和原初意义的强调中，关于程序设计的课程思想起始点及体系的归纳也需要重新思考。以往对程序设计的精髓的理解是：在算法思想指导下，经历“分析问题—设计方案—编程实现”的过程，期间以合适的方式引入各种编程语言。这种思路下，“程序”是低于“算法”的概念，是具象的，被看作是具体语言环境下的东西，进一步，是由给定语言环境中的一条条代码组成的代码群；而“算法”则是高于“程序”的，是相对抽象的，是超越具体语言，指导“程序”实现的指导思想。就此而言，“算法”更加贴近程序设计的本质，它似更应该是信息技术课程中程序设计部分的课程思想的起点。因此在以往的认识中，算法及算法思想被简单地看作是基础教育信息技术课程的精髓。

但是，“算法”概念并不是最贴近学生生活经验的东西，学生从生活经验中提取“算法”相关经验并将其迁移到真正的“算法”概念上来，需要经历一个艰难的过程。既往的教学经验中，有老师提出“生活算法”的概念，[7]并基于这个概念进行了教学尝试，取得了一定的成绩，但仍然不能满足我们的要求：学生对“算法”概念依然感觉生涩，对“算法”的认知依然有许多困难。显然，基于“算法”概念走进程序设计，不能算得上是一条令人满意的道路。

程序设计的本质是什么？在我们将“算法”作为其顶层指导思想时，是否已经先入为主地走进使用指令编写程序的具体任务的情境中，陷入了一叶障目的泥潭？跳出这个情境，站在更高的层面上观察，程序设计无非是使用一组预设功能的指令集去完成特定的任务。所谓的“一组预设功能的指令集”，就是一套人工语言，是为了实现人机对话，实现特定功能的人机对话，而给出的一套人工语言。进一步，在“人机对话”这个意义上，“指令—程序—任务执行”才更能昭示程序设计的本质，“算法”无非是建立在“指令—程序—任务执行”基础上并服务于具体任务的方法而已。需要注意的是，这里的所谓“程序”已非前述“程序”，前“程序”指的是一组代码，此“程序”指的是解决问题的过程。

这时，或许我们要换一种思路开展程序设计的教学了。在程序设计学习伊始，为学生提供一个需要解决的生活中的具体任务，让学生分析解决该问题需要几步，设计出解决问题的过程，得到这个“程序”，而后再引导学生提取其中的指令，得到一组“指令集”。这组“指令集”，就是为了解决给定任务所需要的“人工语言”。在此基础上，结合生活中的实例反复训练逐渐提高“指令集”的复杂程度之后，再顺次将学生带入到不同功能指定的既有人工語言环境中，且都使其经历“运行程序—分析程序—提取指令形成指令集—分析指令集功能指向特点”的过程。譬如先让学生在logo环境中进行问题解决，分析需要经历哪些步骤，其中的指令有哪些，再过渡到其他语言环境，进行相同的训练，并逐渐涉及分支、循环等结构，得到功能逐渐强大的指令集。用这种方法学习到的“程序设计”，不是陷在陌生的人工语言环境中依赖记指令、背结构的程序设计，而是超越具体语言，把握住通过人机对话实现问题解决的程序设计，是将问题解决方法（工具）和问题解决过程融为一体的程序设计，是贴近生活经验的问题解决的程序设计。由此推理：程序设计部分以“指令—程序—任务”概念为基石，可以形成能够揭示课程本质的特定的课程思想体系。

在此观点中，“算法”变成位于“程序”之下的概念，属于方法层面，而“程序”在层次上则反超“算法”。将“程序”放至高位，其原因在于，较之“算法”，“程序”更加贴近程序设计的本质，有利于揭示程序设计的内涵；更贴近生活，不需要译码，因而更贴近学生经验及学生的认知起点，更有利于引领启发学生的学习。

进一步看，建立在“指令—程序—任务”概念之上的程序设计，不仅具有在狭义的程序设计上帮助学生把握程序设计本质的意义，更有广义的面向生活管理和设计的程序设计意义，实现了课程价值的进一步延伸。即基于“指令—程序—任务”的新的程序及程序执行的思想超越了既有的算法思想之说，既是关于程序设计部分课程思想的高度概括，还是学生处理生活和学习事务的程序思想和方法的来源。这也正是以往程序设计教学中曾努力追求但未曾实现的。此时重读“程序设计是第二文化”这句话，应能体会到更多的精彩。

二、课程思想的结构形态

（一）课程思想树是一类特定的知识树

学科课程的思想方法是学科知识结构的组织线索和转换依据。[8]同其他学科思想一样，信息技术课程思想在知识的组织上，也会起着核心的统领作用。以课程思想作为灵魂脉络，可以将“游离”状态的知识点凝结成特定的知识结构。可以想见，在课程思想梳理之后，围绕信息技术课程本质便可形成一条条清晰的主线，根据这些主线及相互之间的联系来组织知识，既可保证必要的技术思想的传达，又能凸显课程本质。以文件管理思想为例，文件管理分为多个文件的管理与单个文件的管理。其中，多个文件的管理涉及文件存放与检索，单个文件管理则包含属性管理与运行管理等方面。其中存放、检索部分可以延伸到WWW和搜索引擎技术。而搜索实际涉及本地文件检索与网络文件检索，本地文件检索包括文件内、文件间的检索，网络文件检索则分为网站内、网站间不同情形。

由此，文件管理的主干及各子分支构筑起一个树形结构，即文件管理思想树。从各分支内容来看，文件管理思想树本质上是文件管理的一类知识树。基于课程本质的课程思想的知识结构树显然不同于教材编写所需要的知识树，也不完全等同于教学过程所需的知识树，课程思想树实际上是一类特定的最能把握课程本质的知识树，当然是一类最为重要的知识树。

信息技术教材的组织线索先后经历过以知识点为主线、以工具为主线、以主题活动为主线及现在高中阶段的以“工作”为主线等阶段，[9]各种组织线索都有其特点，但显然都不同于课程思想的知识脉络。与这些线索相比，课程思想的知识脉络的聚类更为概括、凝练、抽象，因为其揭示了课程内涵，抓住了课程本质，且定位更高。上述内容线索中，以“工作”为主线相对更为接近课程思想的知识树，二者都强调聚类属性相同或相近的内容模块、关注软件或工具间的共性，但二者层次不同。从课程思想的角度审视，以“工作”为主线可以看作是课程思想的一种具体体现或者一种基于教材的落实形式。在课程思想的观照下，还有其他教材/教学内容组织方式有待发掘，以更为鲜明地体现课程思想特质。

（二）课程思想具有“思想—方法—技巧”结构

文件管理思想、搜索思想、图层思想，一般习惯描述时都称之为“思想”，仔细分析这几个概念它们不属于同一层面，显然课程思想具有层次性。

有学者指出，根据学科思想方法的不同层次，学科思想方法可以分为哲学思想方法、一般思想方法和具体思想方法三个层次。哲学层次的学科思想方法，有辩证思想、系统与联系思想、量变与质变互变思想、一般与特殊思想等；一般意义的学科思想方法，有抽象与具体、分析与综合、归纳与演绎、假设与验证等；具体学科的学科思想方法，有化学学科中的统摄思想方法、控制变量法，数学学科中的化归法、列举筛选法，[10]这一层次中包含了思想、方法、技巧等几个方面。

根据课程思想的影响范畴，数学课程思想分为四个层次：第一层是构成一个数学学科基础的重大数学思想，它体现在哲学范畴的数量关系方面；第二层的数学思想属于一般科学方法在数学中的应用，如：分析与综合、类比、化归等；第三层为数学学科本身独有的思想，如：消元法、降维法、数形结合、近似计算方法等；第四层为中学数学解题方法思想，包括“平面几何证题法”、“奥数竞赛解题法”、“数学考试问题解题策略”等等。[11]由此分类，数学课程思想的层次性结构可以概括为：思想—方法—技巧。这种分层方法的特点是清晰易读，对教学的指导意义更直接。我们认为，“思想—方法—技巧”的课程思想层次结构在信息技术课程中同样适用。

就思想与方法而言，二者有时是可分的。方法经常表现为实现某种思想的手段或者思想的表现形式，对于方法的有意识选择，往往体现出对于某种思想的运用与深度理解。同样，方法的反复应用也会有助于形成特定思想。有时又是不可分的，数学中的“数形结合”即被认为既是一种学科思想，又是一种学科方法。[12]同样，物理中的模型、变换等思想也是思想与方法的统一，信息技术课程中的“文件管理的思想和方法”，说的也是一回事。

从方法到技巧，也同样是这种关系。一方面，技巧是方法向具体应用的延伸，是方法的具体实现，是方法的精彩表现。另一方面，二者有时也是密不可分的，如“奥数竞赛解题法”既是方法，也是一种技巧。

进一步，思想、方法、技巧有时也是统一而不可分的。譬如，数学中的化归思想就是三者的统一，化归本身属于一种特定类型的解题技巧，也可以称之为方法，当此技巧或方法运用于广泛范围内，如数与数之间的转化、形与形之间的转化、数与形之间的转化、实际问题与数学模型之间的转化，便提炼抽象成一种思想。当然，我们在描述“思想”概念时，理解上也可以有高有低，既包括较高层面的技术源生性思想，如数学中的数形结合思想，信息技术课程中的程序思想，也包括因技巧之精妙而生之应用性思想，如之前所提的化归思想，信息技术课程中的搜索思想。所以说，层次结构是一种必然形态。每层的存在既有其当然的合理性，又是因层层之间的不可分，是同一整体而然。本文既指出课程思想是多层面的综合体，又强调其一致性、一体性，目的是为了帮助大家进一步加深对课程思想的认识。

三、课程思想的功用

（一）课程思想起点是学习的高速公路入口

成尚荣以“高速公路入口处”①为喻，指出教学的要义在于：第一，学生的学习就是在路上行走，但只有在高速公路上才会走得顺畅，也才会很快到达目的地；第二，要走上高速公路，必须先找到入口处，而找到入口处是学生在教师帮助下的结果……[13]我们要问的问题是：高速公路在哪里？高速公路是什么样子的？本文给出回答：课程思想的起点就是高速公路入口，课程思想树就是高速公路，学生一旦找到这个入口并进入，就把握了顺利学习的契机。因此，课程思想建设的重要目的，就是建设这样一个高速公路系统。

前文所提Windows和Linux对比教学实验中，正是因无意中将学生带到“文件管理”这一高速公路入口，学生才能顺利进入并实现各分支的学习。另外一个典型实验“墙上的洞” [14]也反映了这一点，须知在穷人街上玩耍的孩子是在没有教师、又不懂语言的情况下自我摸索学会了使用电脑上网，其学习成功只是源于“墙上的洞”，它实际充当了“高速公路入口”，孩子们由此进入才得以领略到网络世界的无限风光。孩子们具有学习的天性，只要为其提供支持性的环境和条件，知识建构就能够顺利发生。所以，需要为学生铺筑高速公路并将其带到入口处。课程思想的意义正在于此。

前文描述，程序设计本质上是使用一组预设功能的指令集去完成特定的任务。显然，从C语言到JAVA、从HTML5一直向前看，各种语言或技术中涉及的都是不同的“预设功能的指令集”。毫无疑问，将问题解决方法（工具）和问题解决过程融为一体的程序设计是我们基础教育阶段所需要的程序设计，也就是基于“指令—程序—任务”思想的程序设计。我国在基础教育阶段开展程序设计教学与信息技术课程历史一样长，一直采用的是“语言—指令—程序”或“算法—语言—指令—程序”的模式开展教学，又为了兼顾基础教育阶段学生的特点，一直采用压缩内容、降低难度、增加趣味的方式实施教学。这种方法的确帮助我们积累了丰富的教学经验，但学生习得的“语言—指令—程序”知识，既不能帮助后期在大学阶段向计算机科学方向发展的学生更准确地把握程序设计的本质，又不能帮助向其他方向特别是文科方向发展的学生对计算机技术建立必要的信心。这种状况应得到改变。

（二）课程思想可以遍及课程本质的所有细节

进一步说，在高速公路上行走的过程，也是不断寻找正确的道路分支的过程。课程思想树就是这样一个具有许多分支的高速公路系统，而在这个系统上行走，可以轻松通达并遍及课程本质的每个角落。实际上，高速公路中的各级分支，某种意义上也同样是新的入口，每个新的入口，喻示着不同的目的地，而课程思想高速公路上的分支，则进一步揭示着更加深入或细分后的细节。

譬如文件管理思想树中，多个文件管理中的文件搜索既是某级思想树分支的末端，又是文件搜索思想树的起点，即它既可以看成是文件管理思想树的末端，又可以看成是搜索技术思想树（或曰子思想树）的起点，因此可以看成是新的一段高速公路的入口，通过它可以进一步把握搜索技术的本质，展开一幅精致的画卷。

如，广泛存在于Word、PPT、Photoshop、Flash等軟件中的图层思想，可以认为是数字工具向世代画家的致敬。从Word、PPT到Photoshop、Flash等，图层是贯穿始终的概念，教学上应该是连续的。而实际上，又可以将图层思想和技术，看成是多媒体加工思想树的分支。上升到多媒体加工领域，就是“所见即所得”技术思想和方法覆盖下的诸多加工技术，如音视频的数字化、帧、路径、时间轴、场景等。所有这些又可能构筑起一个新的高速公路体系，在不同细致程度上彰显着课程本质。

四、课程思想的应用效果

作为课程的灵魂与精髓，课程思想对整个课程建设有着重要的乃至决定性的作用。本部分仅从其对学习的作用出发，探讨信息技术课程思想在引导学习方面应努力追求的旨趣。

（一）主动学习，学会学习

成尚荣认为把学生带到“高速公路的入口处”的观点与印度“墙上的洞”的故事，都揭示出教学的核心即是学生主动学习、学会学习。[15]课程思想的起点是学习的高速公路入口，由此，课程思想的建设旨在为学生的主动学习、学会学习提供可能并铺筑道路。这当是课程思想建设的基本追求。

（二）顺畅学习，感受轻松

课程思想强调某种本质的把握。本质的东西往往是基础的、简单的，是可以被“原初”地描述的，是与学习者认知规律相协调的。如果教学中根据课程思想进行教学设计，应该有利于学生顺畅地学习。譬如，PPT浏览方式下的编辑与资源管理器中的文件管理相似。根据此共通点，在PPT授课时可以先借鉴资源管理器中的文件管理模式，比较PPT浏览方式下的编辑与资源管理器中的文件管理之间相同与不同来学习。若再作提升，则所有操作系统都是文件管理，由此：文件管理是操作系统的本质。抓住并把握了这一本质，教学中让学生尝试使用计算机和移动终端中不同操作系统（如Windows、Linux、Android），比较其界面、功能、操作方法上的异同，便为跨平台、跨系统的教学扫除了认知上的障碍。也就是说，强调本质的课程思想将使课程知识趋向“透明”，使学习轻松、顺畅。

（三）快乐学习，演绎故事

从文件管理思想、搜索思想、图层思想等实例进行抽象、归纳，每一束思想下聚类的内容可以看作是同一本质下不同层次、不同情境的故事性演绎，如同展示一个事物的不同层面、不同侧面、不同切面，课程内容的呈现便具有了强烈的“故事性”意蕴与色彩。其他学科也同样如此，譬如，数学课程中的函数思想在基础教育阶段体现为：[16]义务教育阶段，涉及函数三种表示方法；高中阶段，必修模块数学1～4中出现的函数基本是连续函数，如数学1中的函数基本概念和基本初等函数Ⅰ（指数函数、对数函数、幂函数）及数学4中的基本初等函数Ⅱ（三角函数）等。必修模块数学5中的数列为学生提供了离散函数模型。选修系列如选修系列1～1与选修系列2～2中则继续安排了导数及其应用。根据这一安排，显然，不同学段之间存在层次的不同，同一学段的不同模块之间则彰显对不同侧面的關注。于是，围绕函数思想在不同学段、不同时间为学生徐徐展开一幅关于函数的“故事性”画卷。又如，根据《普通高中化学课程标准（实验）》，守恒思想在高中涉及：原子守恒、电荷守恒、电子得失守恒、能量守恒等。[17]多个侧面的学习既可帮助学生加深对守恒思想的认识，又因其多样性增加了学习的趣味，避免了枯燥。

课程思想呈现的知识脉络具有“故事性”色彩，教学中可以引领学生经历“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”的学习过程，体会学习的趣味与快乐，享受学习的幸福。

（四）深邃学习，形成智慧

在课程思想的引导下，学生可以在不同角度的观察中“识得庐山真面目”，形成对课程本质的理解与把握，而对课程本质的把握则体现了深邃学习的要义。譬如，搜索部分的学习，根据搜索包括文件内、文件间、网站内、网站间等不同情形，如果能有意识地让学生比较各种查找方法的异同，将促进学生对搜索思想形成更丰富、更深刻的理解，实现对搜索思想本质的把握，实现深邃学习的追求。

课程思想方法在很大程度上决定着学生知识储存的状况和能力发挥的状况，同时在以后的学习、生活和工作中长期发挥着作用。[18]有人认为，如果在学科教学中要教给学生一生都有用的东西，那就是学科思想。[19]成尚荣则指出，学生在学习中形成的可以“带得走”的东西内涵虽然相当丰富，但它凝聚在一个概念中，那就是“智慧”。[20]一生都有用的东西显然也是“带得走”的东西。所以，课程思想引导下的教学是生成智慧的教学。深邃学习方可促进智慧形成。

高中数学必修模块教学1的“说明与建议”中明确指出：“在教学中，应强调对函数改变本质的理解，避免在求函数定义域、值域及讨论函数性质时出现过于繁琐的技巧训练，避免人为地编制一些求定义域和值域的偏题。”[21]从中可见数学教学对思想本质的强调。

信息技术也是如此，当我们摆脱单纯技能训练的藩篱，于教学便是一种解脱、超越，于学生便是一种拓展、升华，真正达到基础教育课程的价值实现的最佳境界。只有从课程思想的层面去组织内容、引导学习，才容易实现这种华丽转身，促进学生转识成智。

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