計(jì)算思維與數(shù)字化學(xué)習(xí)：一個(gè)教材片段的討論

郭影強(qiáng)

學(xué)期結(jié)束，偶爾回頭翻閱課本（本人用的是粵教版信息技術(shù)必修1《數(shù)據(jù)與計(jì)算》教材），看到一段話：“我們所使用的工具影響著我們的思維方式和思維習(xí)慣，從而也深刻影響著我們的思維能力?！闭f這話的人名叫Edsger Dijkstra，他是計(jì)算機(jī)科學(xué)家，1972年圖靈獎(jiǎng)得主。這馬上令我想起那句話：當(dāng)你手里拿著一把錘子時(shí)，你就會(huì)滿世界尋找釘子。

兩個(gè)說法的用法卻可能是相反的。前者用于指稱人們思維方式的形成源于使用具體工具解決問題時(shí)所形成的具體方法和能力，后者卻經(jīng)常被用于指稱當(dāng)人們依賴某一具體工具的時(shí)候，思維受限于該工具的結(jié)構(gòu)化的定勢(shì)。前者承認(rèn)思維必須借助的客觀支架，后者指出思維的可能局限。

教材用Edsger Dijkstra先生這段話來佐證“計(jì)算方法”的重要性。計(jì)算方法起源于人們因?yàn)閾碛杏?jì)算機(jī)這一工具，從而能夠更好地進(jìn)行豐富的大數(shù)據(jù)處理，并由此超越經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)無法發(fā)現(xiàn)的事物特性（如更新的性質(zhì)、發(fā)展趨勢(shì)等）的技術(shù)處理過程。在計(jì)算物理、計(jì)算化學(xué)、計(jì)算生物學(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，它都展現(xiàn)了強(qiáng)大的影響力。由此，從計(jì)算方法延伸出計(jì)算思維是水到渠成的事情。這與個(gè)人所見每提計(jì)算思維必追溯到周以真教授為首倡者的許多論述形成鮮明對(duì)比。計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)自身的思想和概念資源有時(shí)候可能要經(jīng)歷一個(gè)墻里開花墻外香的過程，然后再反哺于學(xué)科自身。當(dāng)然，計(jì)算方法也唯有用于解決其他的橫向?qū)W科的真實(shí)問題，才足以顯示出它的普適性和穿透力。這也是信息處理方法本身應(yīng)有的內(nèi)涵。

由計(jì)算方法到思維的跨學(xué)科應(yīng)用引出數(shù)字化學(xué)習(xí)的跨學(xué)科發(fā)生，教材的安排順理成章。課本為此所架構(gòu)的概念框架是：數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)、智慧。當(dāng)一種方法和思維遷移到其他學(xué)科學(xué)習(xí)中去的時(shí)候，學(xué)生經(jīng)歷在入乎其內(nèi)出乎其外的視角轉(zhuǎn)換得到了清晰的概念支持。

在傳統(tǒng)的認(rèn)知里，不同的學(xué)科面對(duì)的往往是不同的“領(lǐng)域”。雖然面對(duì)的是同一個(gè)世界，用不同學(xué)科的眼光去看，卻仿佛割裂成了物理世界、化學(xué)世界、生物世界等迥然不同的世界，當(dāng)從一個(gè)領(lǐng)域切換到另一個(gè)領(lǐng)域，就產(chǎn)生了“跨”學(xué)科?？鐚W(xué)科是人們驚覺世界被學(xué)科化認(rèn)知割裂之后試圖重新彌合的努力。信息技術(shù)學(xué)科本身更多的是一門技術(shù)探究驅(qū)動(dòng)的學(xué)科。就探究而言，需要各種技術(shù)的實(shí)證;而就課程的學(xué)習(xí)與教學(xué)而言，卻起源于學(xué)科的現(xiàn)象認(rèn)知和概念認(rèn)知。沒有數(shù)據(jù)的技術(shù)化處理，就沒有數(shù)據(jù)方法和技術(shù)的形成，從而不可能構(gòu)建數(shù)據(jù)主題的學(xué)習(xí)。

數(shù)字化學(xué)習(xí)缺乏相關(guān)工具和方法的掌握，便不可能有方法的創(chuàng)新和認(rèn)知的創(chuàng)新。說到這里，我想起教材上的引入情境：“未來教室里，教師們運(yùn)用Python、思維導(dǎo)圖、網(wǎng)絡(luò)畫板等各類數(shù)字化學(xué)習(xí)工具進(jìn)行個(gè)性化教學(xué)……，”這一“未來”設(shè)定，對(duì)于技術(shù)發(fā)明而言已經(jīng)是現(xiàn)成的了，似乎有點(diǎn)缺乏想象力。然而放眼現(xiàn)實(shí)，在當(dāng)下更多的是尚未實(shí)現(xiàn)的物質(zhì)條件的“未來”。對(duì)于普通條件下的學(xué)校和師生而言，這的確依然是“未來”。

技術(shù)學(xué)習(xí)，需要以既有的技術(shù)認(rèn)知為支撐，也需要在對(duì)未來的展望。影響還是顛覆，超越還是融會(huì)，只在于努力的過程。