信息科技課程的“‘科’與‘技’并重”

李維明

摘要：本文從信息科技課程涉及的“信息科學(xué)”與“信息技術(shù)”的概念出發(fā)，剖析“科”與“技”的內(nèi)涵，探究“科”與“技”并重的價值意義與實施策略，助力教師理解課標(biāo)、實施教學(xué)。

關(guān)鍵詞：信息科學(xué)；信息技術(shù)；“科”“技”并重

中圖分類號：G434? 文獻標(biāo)識碼：A? 論文編號：1674-2117（2024）02-0015-03

《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》在“科目設(shè)置”中明確規(guī)定國家課程設(shè)置道德與法治、語文、數(shù)學(xué)、外語（英語、日語、俄語）、歷史、地理、科學(xué)、物理、化學(xué)、生物學(xué)、信息科技、體育與健康、藝術(shù)、勞動、綜合實踐活動等課程，并要求“信息科技在三至八年級獨立開設(shè)”[1]，與之同時頒布的還有《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》）。這兩個文件中都首次出現(xiàn)了“信息科技”的課程名稱，這其中的“科”“技”二字，包括了“信息科學(xué)”和“信息技術(shù)”兩個方面的內(nèi)容。教師在教學(xué)實施時首先應(yīng)該明確信息科技中“科”和“技”的內(nèi)涵，在此基礎(chǔ)上還須明確如何操作才能有效地實現(xiàn)“科”和“技”并重。

“信息科學(xué)”與“信息技術(shù)”

信息科學(xué)以信息為主要研究對象，涉及計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、信息論、控制論、系統(tǒng)論、信息通信、人工智能等多學(xué)科領(lǐng)域。信息科學(xué)以電子計算機為主要研究工具，通過對信息的處理、傳輸、存儲、分析和應(yīng)用的原理與方法的研究，拓展人類的信息功能。

信息技術(shù)是對信息進行采集、傳輸、存儲、加工、表達(dá)的各種技術(shù)的統(tǒng)稱，主要包括微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)。其中，微電子技術(shù)涉及半導(dǎo)體元器件的研發(fā)與生產(chǎn)，是信息技術(shù)重要的基礎(chǔ)支撐；計算機技術(shù)是信息技術(shù)的核心，涉及計算機硬件和軟件的設(shè)計、開發(fā)和應(yīng)用；通信技術(shù)涉及信息的傳輸和交換，其方式有無線通信、衛(wèi)星通信、光纖通信等，是互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)。

在科技領(lǐng)域，科學(xué)強調(diào)“發(fā)現(xiàn)”，技術(shù)強調(diào)“發(fā)明”，二者相互交融、相互促進。信息科學(xué)與信息技術(shù)雖然在追求的目的上各有側(cè)重，但二者的關(guān)系卻是水乳交融的。信息科學(xué)是信息技術(shù)發(fā)展的壓艙基石，其研究成果推動著信息技術(shù)的發(fā)展；信息技術(shù)是信息科技研究的寶刀利刃，其應(yīng)用支持著信息科技研究的發(fā)展。信息科學(xué)與信息技術(shù)相互依存、相互促進、共同發(fā)展，為人類研究信息、處理信息、利用信息提供了堅實支撐。

信息科學(xué)和信息技術(shù)在基礎(chǔ)教育的《課標(biāo)》中合稱為“信息科技”，強調(diào)的是二者的融合。從廣義的角度來看，“信息科技”涉及的科學(xué)技術(shù)的領(lǐng)域非常寬泛，自然科學(xué)、社會科學(xué)等各個科學(xué)領(lǐng)域研究、應(yīng)用的進步與發(fā)展無不與信息科技相關(guān)。例如，在物理學(xué)中，對導(dǎo)體、絕緣體的分類是十分明確的—能導(dǎo)電的物體是導(dǎo)體，不能導(dǎo)電的物體是絕緣體，之后的研究又發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)體和絕緣體之間又出現(xiàn)了一類“半導(dǎo)體”。正是這看似與“信息”無關(guān)的“半導(dǎo)體”研究及技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了“二極管”“三極管”，進而出現(xiàn)了“集成電路”，最終造就了電子計算機的核心元件“中央處理器”及芯片，成就了信息技術(shù)跨越式的發(fā)展。

所以，在當(dāng)今數(shù)字經(jīng)濟飛速發(fā)展的時代，信息科技研究、應(yīng)用的邊際正在擴充，我們對其的認(rèn)識、理解以及教學(xué)活動的開展都應(yīng)擴大眼界、跨越學(xué)科界限進行思考。

信息“科”“技”何以“并重”

從前邊的分析可以看到，“信息科技”可以解析為“信息科學(xué)”+“信息技術(shù)”，從這一角度來理解，在開展教學(xué)時可以將信息科學(xué)與信息技術(shù)看成兩個獨立的概念。而在《課標(biāo)》中，獨立呈現(xiàn)的有關(guān)“信息科學(xué)”的內(nèi)容較少，要實現(xiàn)“科”“技”并重，必然要引入大量的“信息科學(xué)”相關(guān)的內(nèi)容，這對信息科技這一新學(xué)科來說，困難較大。所以，在教學(xué)實施的過程中需要用信息科學(xué)的發(fā)展引出信息技術(shù)的應(yīng)用，以實現(xiàn)從科學(xué)原理到技術(shù)應(yīng)用的“科”“技”并重。

從另一角度解析，“信息科技”也可以理解為“信息技術(shù)”背后的科學(xué)概念、基本原理。正如《課標(biāo)》所述，“從信息科技實踐應(yīng)用出發(fā)，注重幫助學(xué)生理解基本概念和基本原理，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識信息科技對人類社會的貢獻與挑戰(zhàn)，提升學(xué)生知識遷移能力和學(xué)科思維水平，體現(xiàn)‘科’與‘技’并重”。這里強調(diào)的是從“實踐應(yīng)用”出發(fā)，去理解“基本概念”和“基本原理”，而不是從“基本概念”和“基本原理”出發(fā)去理解實踐應(yīng)用，這體現(xiàn)了信息科技學(xué)科的實踐性，強調(diào)了從經(jīng)驗積累到原理認(rèn)識的學(xué)習(xí)過程，也正是《課標(biāo)》中“遴選科學(xué)原理和實踐應(yīng)用并重的課程內(nèi)容”基本理念及“體現(xiàn)循序漸進和螺旋式發(fā)展”[2]編排內(nèi)容的基本思路。

例如，在義務(wù)教育信息科技第三學(xué)段中，“過程與控制”模塊的第一條內(nèi)容是這樣表述的：“通過體驗和認(rèn)識身邊的過程與控制，了解過程與控制可以抽象為包含輸入、計算和輸出三個典型環(huán)節(jié)的系統(tǒng)?！盵3]這里的“信息科技實踐”內(nèi)容是“體驗和認(rèn)識身邊的過程與控制”，為的是“了解過程與控制可以抽象為包含輸入、計算和輸出三個典型環(huán)節(jié)的系統(tǒng)”。那么，具體的“身邊的過程與控制”指什么呢？《課標(biāo)》在“教學(xué)提示”中給出了家庭常見的實例：家用微波爐給食物加熱的過程可以抽象為通過輸入指令設(shè)定加熱擋位與加熱時間，控制電路接收輸入指令，計算后生成相應(yīng)的工作指令，磁控管和轉(zhuǎn)盤電機等按照工作指令開始工作從而加熱食物，即微波爐工作的過程分為輸入、計算和輸出三個環(huán)節(jié)。而學(xué)生通過觀察、使用家用微波爐還可以了解到微波爐火力的大小及加熱時間的長短是可以調(diào)節(jié)的，這種功能體現(xiàn)了對微波爐加熱食物這一過程的控制。這一案例就是典型的從實踐應(yīng)用體驗到技術(shù)原理認(rèn)識過程的學(xué)習(xí)方式的呈現(xiàn)，在學(xué)習(xí)活動中充分體現(xiàn)了“技”的應(yīng)用和“科”的解析，有效地實現(xiàn)了“科”與“技”的并重。

實施“科”與“技”并重還須考慮不同學(xué)段學(xué)生認(rèn)知水平的差異。我國《義務(wù)教育法》規(guī)定，“凡年滿6周歲的兒童，其父母或者其他法定監(jiān)護人應(yīng)當(dāng)送其入學(xué)接受并完成義務(wù)教育”。而我國義務(wù)教育的學(xué)制是九年，因此，正常完成義務(wù)教育學(xué)業(yè)的學(xué)生畢業(yè)時的年齡應(yīng)當(dāng)在15歲左右。雖然從年齡階段來看6～15歲都屬于少年兒童階段，但其心智的發(fā)展變化是不同的。有研究表明，兒童1歲左右智力發(fā)育程度達(dá)到20%，4歲左右達(dá)到50%，8歲左右達(dá)到80%，12歲左右達(dá)到90%，17歲左右才基本發(fā)育完全。[4]由此看來，義務(wù)教育階段的學(xué)生由于大腦發(fā)育程度存在差異，其認(rèn)知能力必然會受其影響，因此，在實施信息科技課程教學(xué)時，“科”與“技”的內(nèi)容選擇及難度考慮必須有所側(cè)重。

對低學(xué)段學(xué)生應(yīng)當(dāng)側(cè)重“技”，在學(xué)習(xí)時重體驗、感受。因為這一階段的學(xué)生主要是通過聽覺和視覺進行學(xué)習(xí)，所以技術(shù)應(yīng)用的演示及實際應(yīng)用的場景是非常有效的。要讓學(xué)生積極地看、積極地聽，并給予動手實踐的機會，讓他們通過對技術(shù)應(yīng)用的親身體驗感受信息科技帶來的改變。例如，對一年級的學(xué)生教師可以采取如下方式進行教學(xué)：創(chuàng)設(shè)情境，組織學(xué)生與智能工具進行互動，借助智能語音助手、智能音箱等數(shù)字設(shè)備引導(dǎo)學(xué)生開展查詢天氣預(yù)報、收聽中華傳統(tǒng)美德故事等活動；利用生活中的掃碼點餐、刷臉進門等案例，讓學(xué)生說一說這些數(shù)字設(shè)備的應(yīng)用過程；通過在網(wǎng)上參觀故宮博物院、敦煌石窟等數(shù)字博物館，引導(dǎo)學(xué)生欣賞中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化。[5]通過親身“看”“聽”“做”“說”，達(dá)到以“技”促“思”的效果，促進科學(xué)思維的形成和發(fā)展。

對義務(wù)教育高學(xué)段的學(xué)生，特別是初中學(xué)生，他們的年齡階段處于青春期，自我意識迅速發(fā)展，逆反心理增強，做事喜歡遵循自己的意愿。這一時期的學(xué)生的思維正處于形象思維向抽象思維過渡的階段，抽象思維逐漸占主導(dǎo)地位，獨立性和批判性也在發(fā)展。所以，在學(xué)習(xí)信息科技課程時，僅僅為其提供“技”的學(xué)習(xí)是不夠的，還應(yīng)該更多地結(jié)合信息技術(shù)的應(yīng)用實踐，為其提供相關(guān)的科學(xué)原理的補充，讓其以科學(xué)的思維去解釋技術(shù)應(yīng)用帶來的改變，以實現(xiàn)“科”與“技”的并重。例如，初二年級的學(xué)生在學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容時可以通過分析典型物聯(lián)應(yīng)用、使用物聯(lián)設(shè)備、搭建簡易物聯(lián)系統(tǒng)等途徑，指導(dǎo)學(xué)生實踐并掌握從物聯(lián)設(shè)備中讀取、發(fā)送、接收和使用數(shù)據(jù)，并了解這些過程背后的物聯(lián)協(xié)議及其主要特點。[6]這個案例通過對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的了解及實際的搭建和使用，讓學(xué)生感受物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的全過程。但這還不夠，《標(biāo)準(zhǔn)》還要求學(xué)生了解這些技術(shù)應(yīng)用背后的協(xié)議，了解物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的特點，也就是讀取、發(fā)送、接收和使用數(shù)據(jù)背后的技術(shù)原理，達(dá)到“科”“技”并重的學(xué)習(xí)效果。

信息科技課程中的“科”與“技”，其作用的對象都是“信息”，而信息是為了滿足用戶決策的需要而經(jīng)過加工處理的數(shù)據(jù)。[7]由此可以看到，“科”與“技”二者的作用對象是數(shù)據(jù)，有關(guān)信息的收集、處理、發(fā)布等操作都可以使用數(shù)字化的工具來進行，所以從發(fā)展學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)、提升學(xué)生的數(shù)字技能等意義上來說，開設(shè)“科”與“技”并重的信息科技課程是十分必要的。

參考文獻：

[1][2][3][5][6]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

[4]本杰明·S·布盧姆.人類特性的穩(wěn)定性與變化[M].1964.

[7]霍頓.信息資源管理：概念和案例[M].南京：南京大學(xué)出版社，2013.