APP下载

观念的转变:从算法到思维

2018-09-12武健佟燕文

中小学信息技术教育 2018年7期
关键词:计算机操作工具计算机

武健 佟燕文

改革开放40年,我国的信息技术教育从无到有,不断发展壮大,走出了一条不平凡的道路。以史为镜,可以正“衣冠”,看到我们走过来的路,就能更好地找到未来要走的路,这是我们必须要做到的。作为信息技术教育的一名老兵,从一线教师的角度回顾过往,把几条看法写出来,为大时代留下一点印记,以供同行参考吧。

从文化论到工具论

我是1989年毕业就开始教计算机课的。当年用的是LASER310,教的是BASIC语言。不用选择,机器里只有这种语言。当时人说,学好计算机语言,能够“人—机对话”才能适应未来的计算机时代。

当了几年老师后,才知道这是受到“计算机文化论”影响。1981年在瑞士洛桑的第三次世界计算机教育大会上,前苏联学者伊尔肖夫首次提出:“计算机程序设计语言是第二文化”。这个观点引起巨大反响。根据我国代表的建议,1982年教育部做出决定:在清华、北大和北师大等5所大学的附中试点开设BASIC语言选修课,后来逐步扩展。这就是我国中小学计算机教育的起源。

我校是北京東城区较早开设计算机课的学校。开始是BASIC语言,1991年更换为中华学习机后变更为LOGO语言。教学的核心是语句、命令,如何用命令、语句来控制计算机,也就是用计算机语言来完成“人机对话”。不过随着教学时间的延长,我们发现学习,命令、语句控制计算机实际上是低层级的。所以,逐步往编程方向发展。随着教研的发展,发现了算法教学的重要性。计算机教学在沿着“命令、语句——程序设计——算法”这个方向逐步深入。

当年吕品、郭善渡、周美瑞等老师在不同级别的教研活动中所强调的“算法思维”影响了相当一批教师。

1995年前后出现多媒体计算机。随着多媒体计算机出现,教师也开始领会新思路:未来社会要普及微机,更多的人是在“用”计算机。于是,开始由掌握编程向计算机操作转向。核心观念由“文化论”向“计算机工具论”转变。这是联合国教科文组织的专员提出的,得到了领导的认同,所以逐步推广。与计算机课改变同步发生的是学校里逐步展开了CAI(计算机辅助教学),计算机逐步被应用到学校的各种工作中。

转变对于一线老师来说是件挺好的事情。用计算机能做的事情越来越多,自己也增加了很多业务。除了上课外,还有打字、做课件等,学校也开始考虑专设计算机教师岗位了。

从程序设计到计算机操作,教学内容的变化得到了学生的喜欢。学生喜欢、有兴趣上课,教师也就挺高兴的。只是想起程序设计与算法,心里就略有些遗憾。

回顾计算机课的教学发展,几乎有个10年发展规律一说。从1981年开始到大约1991年左右是发展期。课程从无到有,以计算机语言教学为主。从1992年到2000年左右是发展变化期。课程进入的学校越来越多,指导思想从“文化论“转变到”工具论”,教学内容也逐步向计算机操作转变。

两论的分合

计算机技术发展越来越快,计算机/信息技术课程也迅速发展着。从无到有、扩展到更多学校、逐步进入到全国、教研的展开并逐步走向正规化,都促进着课程的发展。教学内容从编程到计算机工具的应用。计算机的文字处理、图像处理……的确是当时大众应用计算机的基本软件,符合当时的学习与应用要求。当然也有人提出一些遗憾。有些老师在问,原来的程序设计、算法教学就这样抛弃了吗?还真有些可惜了。

随着教师规模增大,教研的逐步正规化,对于工具应用进行反思,形成了不同的思考。

2003年第一次在《中国信息技术教育》杂志中所述“生活算法”即是这样的思路。初始的意图很简单,计算机操作是需要按步骤进行的,可以看成一种“程序”;这种程序面对问题解决,体现着算法。掌握问题解决的“算法”的过程就是掌握规律的过程。素养与计算机操作,两者并不矛盾,是一种统一。像使用Word是有自己基本固化的方法与步骤、模式与规则的。后者就是另类的“算法”,是针对使用计算机工具解决生活、工作问题的方法的方法。

人机交互的基本原理也是这样的。操作计算机的微动作构成了基本操作,操作中的方法组合成过程……逐步向上有着“操作算法”。

这种思路,实际上是中国计算机教育前辈吕品、郭善渡、周美瑞等老师的“算法思维”的变式。同时也是在落实工具论指导下的计算机操作过程中融合文化论的尝试。

从计算机到信息技术

对一线教师影响最大的,是2000年《中小学信息技术教育纲要》的发布。课程名称从“计算机”课改为“信息技术”。

这已经不简单是名字的变化,后面还包括着课程的理念、思想、内容、教学方法等的变化。这些都是需要广泛宣传的。如同当年小学自然课改名成为“科学课”。很多老师都能够明白缘由:“科学”范畴更广,同时还指向科学的方法与过程,是“自然课”的升级。但是可惜的是,“信息技术”缺了这样一场大讨论。

当年的我们对于“信息技术”一词并不太理解。还会经常随口说到“电脑课”“微机课”或者“计算机课”。甚至到了今天,很多一线老师还不能明确“计算机技术(Computer Technology)” 和“信息技术(Information Technology)”“计算机科学(Computer Science)”和“信息科学(Information Science)”之间的区别。

2000年前后,互联网技术大普及。从拨号上网逐步发展到百兆、千兆光纤入网。信息技术课的内容也得到了实效发展。十年间,主要教学从开关机、使用鼠标这些简单计算机操作向网络获取信息、技术的综合应用方向快速发展。虽然还有着疑惑,但是发展的主题,归纳到底就是“转变”。

教学中也逐步由计算机操作向着技术应用发展,同样的教学有着不同的演变。课程中“计算机”与“信息技术”在不同阶段交织着,很像知、行的研究。从知先行后、行先知后的理解,到知难行易、知易行难的讨论……最终提出了“知行合一”。知与行是对立、统一的关系。在信息技术课中,工具论所代表着的“计算机操作—计算机工具—计算机技术”等观点,与文化论代表“信息—问题解决—信息素养”也在逐步统一。

周以真教授在2008年提出的“计算思维”更是这种思想的延伸。以问题解决为主要目标,以计算机的思维方式为主要依靠更是工具论与文化论的统一。

当代,需要特别注意的是“计算思维”(Computational Thinking for Everyone)的外延,是计算机思维还是计算思维。他山之石可以攻玉。思维水平的提升不仅仅是程序设计、计算机算法才能达到。生活中问题解决的算法也是促进思维水平发展的重要方面,更是基础教育的培养目标。学生思维水平提升后最终要落回到生活。

从信息技术到信息素养

我们主要的时间耽误在“信息”定义上了,多年在这里打转转。据彭绍东老师专著《信息技术教育学》里统计过,定义有近200种之多。“信息”定义不清晰,则再讨论“信息素养”总有在沙滩上盖楼的感觉。

核心概念的模糊造成了课程几个基本的问题在一线教师理解中的混乱。是“信息”还是“计算机”的问题扩展开来就是,核心是培养计算机操作(或者编程)技能还是提升人的信息获得、加工、处理、传递、应用的能力?在一线教师中扩展成了很多问题。

研究“信息”定义的困局,可能不在教育界、课程研究者的身上。后来,在与柳栋、魏宁等同伴的交流及与中国信息科学家沟通中发现,对信息定义最清晰的是钟义信教授。其代表作《信息科学原理》2004年才完成较大改版的第4版。那个时代刚开始在大学中逐步展开。

虽然研究有困难,信息技术课在十几年前就提出“信息素养”,无疑是非常超前的。不仅说明课程研究者的远见,也说明了信息技术课程更早地关注为将来培养人才。到了今天,从经合组织的PISA和从国家层面的核心素养角度来看,甚至从各学科的国家课程标准中来看,信息素养都占有重要位置。

落实到课程的教学活动中,则需要在具体的情境中提出开放性的任务与活动。其中对学习者的思维水平有着更高的要求。信息素养不仅包括利用信息工具和信息资源的能力,还包括选择获取识别信息、加工处理传递信息并创造信息的能力。将工具操作、技术应用放到更广泛的基础上去思考,对于学习者的要求会更高。

当今课程变化

“电脑课(编程)—计算机—信息技术—信息科技”,总觉得课程是沿着这个发展方向不断地转变。义务教育阶段的“纲要”虽然很多年没變了,但课程总是不断地随着技术的发展而发展。发展中可以看到螺旋上升的趋势,如今的信息技术课有了更多的元素,加入了单片机、机器人、移动设备、VR编程……这些内容的不断增加使课程内容越来越丰满、丰富。

尤其是对STEM的学习。小学课程也越来越靠近当年教育部给信息技术课的定位。信息技术与研究性学习等是“综合实践课”中的组成部分。而综合实践课中强调的是“综合”,是“实践”——真实生活中的问题解决。

如果从“算法—思维”的角度看,计算机编程、单片机等专业技术、操作计算机工具解决问题的步骤方法与背后的算法相辅相成,构成了一个整体。同时也是一种“文化论”和“工具论”的统一。信息科学、信息技术是现代计算机技术的快速发展推动的。信息技术课程也应当是这样。能通过多种形式,包括计算机编程、计算机的使用来提升人的信息素养。

如果从发展上看,信息技术课的工具论和文化论像DNA中的双螺旋一样,与课程发展一致,不断升华。

发展过程中,有些过程是必然的,但有些事件需要特别反思。有人说,无论文化论还是工具论在不同阶段都起到重要影响作用,但它们都是国外专家、学者提出的,理论认同后,再由政府部门推动、学校逐步落实……今天再看,从一条简要的理论到全国全面落实,其中推进的动因、条件、背景、影响等都需要进一步推敲。

注:2018年,张进宝、姬凌岩老师在《电化教育研究》第5期刊发了文章《中小学信息技术教育定位的嬗变》。文章对信息技术教育发展历史的梳理与回顾,引发笔者的感触与思考,在改革开放40周年暨《中小学信息技术教育》杂志创刊200期之际,以此文作为回应

参考文献

张进宝,姬凌岩. 中小学信息技术教育定位的嬗变[J]. 电化教育研究,2018(5).

李乐山. 人机界面设计[M]. 北京:科学出版社,2009.

彭绍东. 信息技术教育学[M]. 长沙:湖南师范大学出版社,2004.

猜你喜欢

计算机操作工具计算机
计算机操作系统
波比的工具
波比的工具
基于计算机自然语言处理的机器翻译技术应用与简介
信息系统审计中计算机审计的应用
“巧用”工具
成人高考档案管理中存在的问题及对策
Word文字处理软件使用中常见问题及解决措施分析
成人高考档案管理中存在的问题及对策
高职计算机操作基础教育考核方法探究