精粹 沉思 融合

摘要：傳統(tǒng)學(xué)科深厚的底蘊(yùn)助力其具有核心思想邏輯，而信息科學(xué)基于數(shù)學(xué)、公理化的思維，在科學(xué)內(nèi)涵與技術(shù)領(lǐng)域中尋找著信息科學(xué)的核心思想。基于數(shù)據(jù)和邏輯通過計(jì)算思維方式建構(gòu)一套概念模型，就要把研究的問題進(jìn)行歸納、表達(dá)、建模、推理、表述。數(shù)據(jù)提供樣本，邏輯喚醒理性自覺，激發(fā)本質(zhì)力量的提升。作者提出，在教學(xué)中教師可以通過抽象的維度、抽象的層次、抽象的形式理解，讓學(xué)生習(xí)得學(xué)習(xí)的路徑與方法，學(xué)會(huì)做正確的選擇。同時(shí)，數(shù)據(jù)與邏輯拓寬了信息技術(shù)課程研究的視野，使得教師能夠多維度地審視當(dāng)下中小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科教育，進(jìn)而為基于計(jì)算思維的信息技術(shù)教育提供分析研究的方向。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù);邏輯;信息科學(xué);計(jì)算思維;課堂教學(xué)

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2021）22-0093-03

人工智能時(shí)代，技術(shù)、制度、觀念三者的融合推動(dòng)了社會(huì)進(jìn)步，其中技術(shù)已成為核心推動(dòng)力。從1915年新文化運(yùn)動(dòng)引入科學(xué)教育，到近十幾年基礎(chǔ)教育引入信息技術(shù)學(xué)科，再到現(xiàn)在學(xué)科核心素養(yǎng)的提升、精粹，信息技術(shù)學(xué)科發(fā)展在民族振興的道路上扮演著越來越重要的角色，促使信息技術(shù)教師在新課標(biāo)理念下，不斷追尋新課程，從新樣態(tài)中豐韻成長。

● 精粹中凝練知識(shí)的維度

任何一門學(xué)科都有其核心思想邏輯，如與信息科學(xué)關(guān)系最為密切的數(shù)學(xué)，公理化的數(shù)理思維居于核心。其中，數(shù)與形是數(shù)學(xué)學(xué)科研究領(lǐng)域中兩個(gè)最古老、最基本的內(nèi)容，它們相互支撐、相互滲透、相互轉(zhuǎn)化，將數(shù)形結(jié)合作為一種數(shù)學(xué)思想方法和解題思路，在更高程度上，數(shù)形結(jié)合是數(shù)學(xué)的核心思想和靈魂，橫貫數(shù)學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展，滲透于學(xué)習(xí)與運(yùn)用。

而對于信息技術(shù)學(xué)科來說，隨著信息技術(shù)課程的發(fā)展，追本溯源理清信息技術(shù)學(xué)科核心思想與邏輯成為本學(xué)科發(fā)展的關(guān)鍵。從目前的研究來看，從計(jì)算機(jī)科學(xué)提煉出的最基本的研究對象是數(shù)據(jù)，并在解決問題過程中提取出一套方法論。因此，計(jì)算思維的本質(zhì)就是基于數(shù)據(jù)和邏輯的概念模型。在運(yùn)用此模型時(shí)，需經(jīng)歷建模、解模、解釋、運(yùn)用四個(gè)過程，與此對應(yīng)的表現(xiàn)為“抽象思維—演繹思維—發(fā)散思維”，逐層深入。具體表現(xiàn)過程如下：第一步，研究問題，通過形式化抽象進(jìn)行歸納，用合理的范式表達(dá)建立模型;第二步，通過縝密演繹推理，分解模型;第三步，通過發(fā)散思維，用自然語言表述模型中蘊(yùn)含的意義。這樣，計(jì)算思維模型便指向了信息技術(shù)學(xué)科最根本的問題——數(shù)據(jù)與邏輯。強(qiáng)調(diào)邏輯有何意義呢？從教育學(xué)來看，邏輯是將舊知識(shí)結(jié)構(gòu)建立非人為的實(shí)質(zhì)性聯(lián)系，表現(xiàn)為辨析、推理與論證的智慧，喚醒人的理性自覺，激發(fā)人的本質(zhì)力量的提升。

數(shù)據(jù)抽象的最直觀形式就是圖像化、數(shù)字化，這部分在數(shù)理邏輯表達(dá)中早有呈現(xiàn)，2400多年前，西方的哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家就開始對其進(jìn)行系統(tǒng)、科學(xué)的研究。因此，數(shù)理思維是數(shù)據(jù)與邏輯的基礎(chǔ)，也是銜接數(shù)據(jù)與邏輯的紐帶。在學(xué)習(xí)計(jì)算思維時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)計(jì)算思維中的很多方法已經(jīng)存在多年。方法不會(huì)淹沒在時(shí)代的發(fā)展與變革中，只是擴(kuò)寬了知識(shí)的維度，而技術(shù)在知識(shí)的維度中不斷精進(jìn)、凸顯和張揚(yáng)。

● 沉思中提煉學(xué)生的學(xué)習(xí)方法

數(shù)據(jù)即運(yùn)用數(shù)學(xué)方法描繪自然事物，同時(shí)又能夠被計(jì)算工具收集編碼存儲(chǔ)運(yùn)算的數(shù)學(xué)符號(hào)。邏輯本質(zhì)上是研究思維的過程和方法，在信息技術(shù)學(xué)科中同樣包含思維內(nèi)容和形式兩個(gè)方面。數(shù)據(jù)是思維內(nèi)容的自然屬性，反映數(shù)據(jù)形態(tài)與特征以及相關(guān)的表達(dá)樣態(tài)，思維形式用以反映數(shù)據(jù)對象及其屬性的不同，形成概念、判斷、推理和邏輯思維規(guī)律、簡單的邏輯方法，構(gòu)建由概念、判斷、推理和論證構(gòu)成的知識(shí)體系。因此，從計(jì)算思維到數(shù)據(jù)與邏輯是研究信息技術(shù)課程與建設(shè)的獨(dú)特視角，數(shù)據(jù)是表征，邏輯是方法。

計(jì)算思維模型首先是建模，建模是對場景的抽象表達(dá)，建模的過程就是從人的世界解決問題的方法過渡到機(jī)器世界的問題解決過程。面向困難問題建模側(cè)重于算法，面向復(fù)雜問題建模往往側(cè)重于體系構(gòu)建。

在教學(xué)過程中，建模是從問題到求解，但是從學(xué)習(xí)科學(xué)角度來說，模型更方便解釋、學(xué)習(xí)，可也框住了學(xué)習(xí)者的思路。創(chuàng)造性地運(yùn)用知識(shí)，并選擇不同的工具、不同的手段、不同的方式往往比學(xué)習(xí)知識(shí)本身更重要。學(xué)生需要在解決問題的過程中思考抽象的維度、抽象的層次、抽象的形式。這些是數(shù)據(jù)與邏輯關(guān)聯(lián)的核心，而讓學(xué)生真正理解抽象，形成習(xí)得路徑與方法，學(xué)會(huì)做正確的選擇，也是學(xué)生成長的核心問題。

● 情境中融入發(fā)現(xiàn)教育的模式

在小學(xué)階段，教師更多的是通過情境啟發(fā)教學(xué);在初中階段，教師更多的是通過情境體驗(yàn)讓學(xué)生感知知識(shí)、技能;在高中階段，教師更需注重學(xué)生思維品質(zhì)的提升，但有了計(jì)算思維卻不一定會(huì)創(chuàng)新。

筆者認(rèn)為，技術(shù)與文化情境融合的教學(xué)策略是學(xué)生學(xué)習(xí)的有效路徑，即將知識(shí)學(xué)習(xí)與情境有機(jī)結(jié)合，用社會(huì)責(zé)任和情感推動(dòng)知識(shí)學(xué)習(xí)。創(chuàng)設(shè)生活化的問題情境，是讓學(xué)生在真實(shí)的學(xué)習(xí)過程中引發(fā)對問題的關(guān)注，進(jìn)而在情感的驅(qū)動(dòng)下形成解決問題的意向，在研究問題的活動(dòng)中擁有情感，最終在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中保持良好的學(xué)習(xí)態(tài)度。在科學(xué)技術(shù)學(xué)習(xí)過程中強(qiáng)調(diào)情境的創(chuàng)設(shè)，會(huì)讓學(xué)生身臨其境，引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)，逐步加深情感體驗(yàn)，引發(fā)學(xué)生的情感共鳴，形成共同學(xué)習(xí)、共同成長的驅(qū)動(dòng)力，由此提高技術(shù)課堂的學(xué)習(xí)效率。技術(shù)與文化同行的核心就是創(chuàng)設(shè)有效的問題情境，用情感驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)的發(fā)生，用情感推動(dòng)深入學(xué)習(xí)，用情感擴(kuò)大學(xué)習(xí)成果。

● 融合中構(gòu)建新型學(xué)習(xí)系統(tǒng)

傳統(tǒng)的境界說涵蓋了真、情、思、美，反映了人與自然、生活世界的和諧以及人自身的心靈和諧的追求，真、情、思、美更是兒童時(shí)代的天性表達(dá)。借助技術(shù)來穿越技術(shù)，能使孩子的內(nèi)心得以釋放，充滿主動(dòng)精神，彌補(bǔ)精神與審美的缺失成為孩子學(xué)習(xí)技術(shù)的推動(dòng)力。

第一，根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)與學(xué)生學(xué)情構(gòu)建問題驅(qū)動(dòng)、情境調(diào)動(dòng)、工具撬動(dòng)、評價(jià)互動(dòng)的課堂教學(xué)系統(tǒng)。教師根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)境以及學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)規(guī)劃教學(xué)實(shí)施方案和流程。借助真實(shí)場景內(nèi)化問題，基于實(shí)際問題激發(fā)情感，利用工具促進(jìn)思維發(fā)展，通過評價(jià)活動(dòng)與過程鞏固學(xué)習(xí)成果，體驗(yàn)成功快樂，四個(gè)動(dòng)力內(nèi)在聯(lián)動(dòng)，形成對問題的真學(xué)，并能還原到學(xué)生的真實(shí)生活，解決實(shí)際問題。

第二，心理學(xué)的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律告訴我們，思維形成要經(jīng)歷“感覺—知覺—思維萌芽—思維”，這幾個(gè)階段是逐層遞進(jìn)的。想要學(xué)生掌握知識(shí)，教師就要抓住思維形成規(guī)律，把生活化的情境植入到創(chuàng)設(shè)的情境里，通過解決問題形成有效思維。因此，教師需要緊扣教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生學(xué)習(xí)的需求，設(shè)計(jì)相應(yīng)的問題鏈和問題組。以培養(yǎng)學(xué)生思維為抓手，搭建問題組框架;以學(xué)生興趣為導(dǎo)向，豐滿問題鏈內(nèi)容;以學(xué)習(xí)結(jié)果為目標(biāo)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

第三，立德樹人是信息技術(shù)教育的主要目標(biāo)，在信息技術(shù)課堂中，教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)融合情感驅(qū)動(dòng)教學(xué)的情境，將復(fù)雜的教學(xué)內(nèi)容精煉成一個(gè)大概念貫穿學(xué)習(xí)過程，激發(fā)學(xué)生內(nèi)心情感，進(jìn)而在情感主線上不斷激勵(lì)學(xué)生進(jìn)行由淺入深、由低到高的層層遞進(jìn)的學(xué)習(xí)，螺旋上升，最終完成學(xué)習(xí)目標(biāo)，同時(shí)，帶動(dòng)思維提升、情感發(fā)展和核心素養(yǎng)培養(yǎng)。

第四，工具撬動(dòng)課堂教學(xué)，促進(jìn)思辨發(fā)展。教師要以運(yùn)用工具為抓手，精準(zhǔn)把握學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，按照學(xué)生學(xué)習(xí)最近臨界區(qū)，合理安排學(xué)生學(xué)習(xí)出發(fā)點(diǎn)，突破學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，有針對性地開展指導(dǎo)。另外，運(yùn)用教學(xué)工具，在信息技術(shù)課堂中更多的是指向?qū)W生對所學(xué)內(nèi)容的理解、問題分析、過程評價(jià)及相互作用。同時(shí)，撬動(dòng)思辨是最為重要的學(xué)習(xí)活動(dòng)，思辨在創(chuàng)設(shè)的問題情境中通過問題質(zhì)疑、假設(shè)、判斷、推理與論證開展。在問題解決過程中碰撞，在目標(biāo)實(shí)現(xiàn)過程中歸納提升。

第五，評價(jià)互動(dòng)課堂教學(xué)，壘實(shí)學(xué)習(xí)成果。評價(jià)活動(dòng)構(gòu)建了學(xué)生學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)結(jié)果展示與互動(dòng)的平臺(tái)，將學(xué)生的獨(dú)到見解、問題求解方法、學(xué)習(xí)成果、學(xué)習(xí)過程中遇到的新問題等展示出來，建立平等會(huì)話機(jī)制，在合作中達(dá)成師生之間、生生之間分享學(xué)習(xí)結(jié)果，在自由表達(dá)中發(fā)展個(gè)性特長，在問題解決過程中體驗(yàn)成功的快樂。

第六，評價(jià)互動(dòng)讓學(xué)生得到了尊重與鼓勵(lì)，呵護(hù)了學(xué)生個(gè)性，使其知識(shí)水平和實(shí)踐能力得到顯著提高、思辨能力得到增強(qiáng)。學(xué)習(xí)潛能得到釋放，夯實(shí)與提升了學(xué)生的綜合素養(yǎng)。促使學(xué)生用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，達(dá)成學(xué)以致用，提升了自我的成就感和認(rèn)同感。學(xué)生在與同伴合作學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)會(huì)彼此欣賞、相互分享，提升了審美品位和文化素養(yǎng)。

● 結(jié)語

信息技術(shù)課程新樣態(tài)與新追求是在精粹、沉思、融合中產(chǎn)生的。要想立足信息技術(shù)基礎(chǔ)教育，培育具有家國情懷的技術(shù)人才，教師還需要形成自己的新模式、新樣態(tài)、新追求。

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作者簡介：梁東艷，江蘇省南通市海門區(qū)特殊教育學(xué)校。孫偉（通訊作者），江蘇省南通市信息技術(shù)教研員。