关于中小学信息技术学科价值的几点思考
北京大学附属中学 李冬梅
本文已发表在《中小学信息技术教育》2013年第2期
从1982年开始，在我国中小学信息技术教育发展的不同时期，学术界一直在讨论着这个学科的价值和定位。近年来，对这个问题的讨论尤为激烈，众说纷纭，观点各异。人们越来越清楚地认识到，中小学信息技术学科的定位问题是一个有关学科存亡和发展的大问题，必须经过深入、全面、科学的研究才能得出正确的结论。
我认为，中小学信息技术学科的定位是由学科价值决定的，而学科价值又是由学科内容、特点和现代信息社会对中小学生信息素养的要求所决定的。
关于学科内容的构建需要专文讨论。本文仅根据作者三十年来信息技术教育的实践、探索和研究，从信息素养、思维方式和创新素质三个方面，谈谈对中小学信息技术学科价值的几点思考。
价值之一：让学生系统地掌握信息技术学科的基本知识与技能，从整体上提升信息素养，以适应信息社会需求
同其它任何学科一样，中小学信息技术学科的价值首先是由它的基本内容和信息社会对它的需要程度决定的。毫无疑问，当代信息社会的飞速发展对中小学生的信息素养提出了更高的要求，中小学信息技术教育必须与时俱进，让学生系统地掌握信息技术学科的基本知识与技能，从整体上提升学生的信息素养，才能适应信息社会的需要。这是中小学信息技术学科重要的基本价值。
我认为，信息素养主要包括信息意识、信息能力和信息道德这三个方面的内容。信息意识是指对信息、信息问题的敏感程度，是对信息的捕捉、分析、判断和吸收的自觉程度。信息能力是指运用信息知识、技术和工具解决信息问题的能力。它包括对信息的基本概念、和原理等知识的理解和掌握、信息资源的收集整理与管理、信息技术及其工具的选择和使用、信息处理过程的设计等能力。信息道德是指一个人在应用信息技术时能否遵守相关的信息法律法规，能否遵守社会信息伦理的道德规范。简言之，信息意识决定一个人是否能够想到用信息和信息技术；信息能力决定能不能把想到的做到、做好；信息道德决定在做的过程中能否合法合理。这三个方面都有重要的价值，本文在此主要开讨论第二个方面的价值。
上个世纪80年代初，中学刚刚开设计算机课程时，主要讲程序设计。随着应用软件的出现，程序设计渐渐被软件教学替代。重视基本软件的学习和使用，有其合理性，但是，把软件教学看成信息技术学科的核心内容，甚至是唯一内容就错了。这样做的严重恶果就是破坏了信息技术学科的科学性，也极大地降低了学科应有的重要价值。事实就是如此：当信息技术课成了常用软件教学，当教材成了说明书时，对学科不太了解的人就认为这个学科没有存在的必要性了，因为许多学生自己就能学会软件的使用。这是把信息技术学科的工具性片面地当作学科的唯一价值，同时片面地将信息技术学科的工具性误解为就是会操作各种工具及软件，没有考虑学科的科学性、实践性和创新性等特点。
其实，仅仅会使用一些常用软件，远不能满足迅速发展着的信息社会的需要，与中小学信息技术学科的内容体系也相差甚远。现实情况就是这样：学生虽然从小就会上网，但不知搜索引擎有多种，不知搜索引擎的原理是什么，对于搜索策略和搜索技巧也知之甚少；不知也不会甄别信息的真伪；虽然从小就看动画，但不知动画是怎么做出来的，它的原理是什么；虽然天天听着MP3，但不知为什么一个小小的芯片可以存储海量歌曲；虽然可以熟练地点击软件中的按钮，可以熟练地弹击屏幕，但不知如何恰当地运用工具和软件解决实际问题、呈现内容、表达观点，……。学生只是停留在对信息技术表层的理解上，只会简单的操作与应用，不能比较深入地理解信息技术的魅力和重要作用。
可以说，如果没有系统的中小学信息技术教育，学生对信息技术和信息社会的理解只能是表面的，肤浅的，一知半解的。这将会严重制约学生对未来信息社会的认识，制约其在信息社会中充分发挥自己的潜能。
有鉴于此，我认为：为了更好地实现中小学信息技术教育的学科价值，重点要做好两件事。一是搞好本学科系统的知识和技术的教学，二是全力提高学生运用这些基本知识和技术解决实际问题的意识和能力。
第一，从中小学信息技术学科的内容来看，为了培养信息社会的合格人才，我们必须合理地规划设计从小学、初中到高中循序渐进的、系统的信息技术必修课程，构建结构合理、内容完整的信息技术学科体系。使学生经过小学、初中和高中的信息技术学习后，能够对信息技术学科的基本知识和基本原理有较深入的理解，如信息的数字化表示，信息的组织与存储，文字的压缩与解压缩原理，图像、声音的压缩与解压缩，动画的设计与原理，网络知识，算法与程序设计等等。能够对信息技术学科的基本技能有较深层面的运用，能够恰当地选择工具和软件来表达内容和观点。
目前高中信息技术必修模块的内容还比较空泛，零散，缺少系统的学科知识。我们迫切需要重新调整丰富从小学到初中和高中的信息技术学科知识、原理与技能，形成一个逐步递进、螺旋上升的、较系统的学科体系，一个现代信息社会合格公民必须具备的信息技术学科知识体系。所以，高中信息技术学科的必修模块不应取消，而是要重构，提炼学科真正不变的基本内涵，，使之更加系统完善。让一个人经历基础教育后，能够建立起对信息技术的基本理解。因此，我建议把高中信息技术必修模块调整为两个模块，4学分。
第二，要全力提高学生进行信息处理的意识和能力。要发挥信息技术学科实践性特点的优势，让学生在信息处理的实践中学会运用技术与工具，学会解决实际问题的方法、策略和思维方式，提高他们的能力。很明显，这样的要求远远高于工具和软件的简单操作，所重视的是深层次正确运用技术与工具解决问题的能力。
为了达到提高学生能力的目的，我让他们在课堂上都要经历下面这个过程：
（1）创设问题：让学生应用所学内容，去寻找可以解决的问题。
（2）设计方案：分析创设的问题，设计能够让计算机解决问题的方案。
（3）解决问题：将方案提交计算机，经过不断调试，诊错，运行，最终实现方案，问题得以解决。
这样的课堂，强调的是发现并解决“能够应用信息技术解决”的问题，挑战的是学生的想象力、创造力和信息意识，锤炼的是学生的信息能力和解决问题的能力，丰富的是学生利用信息技术解决实际问题的经历。开放的主题还可以让学生随时遭遇信息道德问题，考验学生的信息道德。长期经历这样的课堂，学生的信息素养自然会得到明显的提升。
价值之二：培养学生信息技术学科的思维方式、方法和能力，并将其应用于问题解决中
著名计算机科学家、1972年图灵奖得主艾兹格·W·迪科斯彻曾经说过，我们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维习惯,从而也将深刻地影响着我们的思维能力。目前也有不少学者研究信息技术学科思维方式的特点。研究信息技术对人们思维方式的影响。有些学者认为信息技术学科的思维方式的特点是“算法思维”。美国卡内基-梅隆大学的周以真教授于2006年又提出“计算思维”的概念，将计算机科学中进行信息处理的各种思维进行了高度概括。她认为，计算思维是运用计算机科学的基本概念去求解问题、设计系统和理解人类行为，它包括了涵盖计算机科学的一系列思维活动，是人类求解问题的一条途径。她认为，机器学习已经改变了统计学，计算生物学正在改变着生物学家的思考方式，计算博弈理论改变着经济学家的思考方式，纳米计算改变着化学家的思考方式、量子计算改变着物理学家的思考方式。
我认为，尽管大家对于信息技术学科思维方式特点的认识不尽相同，但是都肯定了它的重要作用。本文在此仅根据自己的教学研究和实践谈谈信息技术学科思维方式的几个特点。
第一是细致的分析性。当学生运用信息知识与技术去解决问题时，首先要理性地分析问题，将一个复杂的问题转变为若干便于解决的简单问题。通过细致的分析，可以自顶向下，逐步求精，不断将问题分解，直至计算机可以解决。这有助于培养学生的分析性思维方式。
第二是整体的结构性。通过分析问题，学生可以看到不同的层次和每个层次上不同的单元，这些层次和单元实际上组成了一个相互关联的整体。只有从整体结构看问题，才能更好地认识不同层次和单元的地位、作用。这有助于培养学生的整体性思维方式。
第三是严谨的推理性。了解了问题的整体结构和部分间的关联，就可以进行严谨的推理。从最基础的问题开始求解，直到问题的整体解决。计算机一丝不苟的作风为学生提供了训练缜密思维能力的机会；在不断发现方案中的错误问题和不断地解决问题的人机互动过程中，锻炼、提高了学生的故障诊断能力和推理能力。这有助于培养学生严谨的逻辑推理能力。
第四是精确的计算性。信息技术学科在处理和解决问题的过程中，有着大量精确的计算。借助计算机强大快速的计算功能和海量的存储功能，能够对问题进行详细的数据分析，帮助学生更科学、更准确地表达概念，而不只是给出主观的、笼统的说法。这有助于培养学生通过精确的计算进行分析性思维的能力。
确实，分别看来，上述这些特点不是信息技术学科所独有的，但它们在信息技术学科中有充分的和鲜明的体现，都是信息技术学科思维方式所不可缺少的。也是学生在信息技术学科学习中能够深刻感受到的特点。
此外，将任何事物均转化为二进制（0，1）表示的思维方式，也为学生提供了一种发散的、另类的思维方式，如5个手指在常人看来它可以表示5，50，500等，但具有信息技术学科思维方式的人就可以用它来表示0～31的32个数字，在生日蛋糕上插上5支蜡烛，就可以表示1～31间各个的年龄（《不插电的计算机科学》），等等。
那么，如何让学生在信息技术学科学习过程中，经历、体验并逐步建立起学科独特的思维方式呢？
显然，它不是用几节课的时间，专门训练一下就能实现，需要学生在一个较长的时期中，通过每次课的学习逐步建立、形成起来。也就是说，在每次课上都要让学生经历发现问题、提出问题、利用学科思维方式解决问题的过程。这就需要打破现有的以一个个知识点、技能点为主线，按知识（技能）点将学习内容分块的教学组织方式，打破目前流行的讲一点练一点的几段式课堂教学模式。
经过长期的教学研究和实践，我采取的教学策略如下。
首先，从学科的特点和深层价值出发，按照学科知识的内在结构重组教学内容，形成具有一定内在联系的相对独立的结构单元。以项目的方式为每个单元设计课堂作业，每堂课或一个单元完成一个项目任务。
其次，每个项目任务的内容设计为完全开放的主题，或者确定一个大的主题范围，让学生自己去发现能够应用所学内容解决的信息技术问题，从中选择出合适的问题作为项目主题。然后，综合应用知识、技能、能力来分析问题，设计解决问题方案，最终让计算机完成方案，得出结果。这种开放的问题设计，开放的问题解决方案，开放的结果也是对学生发散性思维的最好的锤炼。当学生的每次信息技术课都在经历这样的过程，他们的学科思维方式和思维能力就会逐步建立并强化起来。
再次，重组信息技术课堂结构。作者主张信息技术课要一次上两节，实现九十分钟连排课。开放的项目主题为学生提供了想象创造的空间，与此同时，还需要为学生提供实现想象的充足时间和良好的环境。因此，常规的四十五分钟课堂是远远不够的，必须两节课连排，学生才有可能进行深层次的思考与实践。而且，在连排的课堂上要以教师精讲为基础，以学生的实践作为重点。这样，把课堂分成两部分：一部分学习新内容，精讲，约占整个课堂的1/3时间；另一部分完成项目作业，深层学习，约占2/3时间。
这样的教学方式使学生在每一次课上都能感受到思维方式上的收获。有的学生说：
“老师给我上的第一节信息课就给我留下了很深的印象，因为李老师非常重视我们思维的过程，让我们深刻地理解电脑程序的工作原理，而不是只会使用。这让我很感动。······我以后的工作可能需要的不是信息技术中的一个个零碎知识点，比如某个按钮的作用之类，而是一种信息技术这门学科的思维方式，以及对于电脑这种现代人离不开的工具的深刻理解”。
——北大附中14届学生万雅兰
价值之三：培养学生的创新素质，提高学生的创新能力
在三十年的教学研究和实践中，我越来越深刻地认识到中小学信息技术教育的重要价值还特别体现在培养学生的创新素质，提高学生的创新能力上。信息技术学科是集知识、技术和能力为一体的学科，实践性与创新性突出，对于培养学生的创新素质有着特殊的优势。我想从两个方面谈这个问题。
首先，基础教育应该真正重视提高学生的创新能力，特别是重视培养中小学生的创新素质。因为创新素质的多少与高低决定着创新能力的强弱，只有注重学生创新素质的培养，才能把提高创新能力的工作落到实处。
长期以来，受“应试教育”的影响，我国中小学教育更偏重于知识的传授，削弱了创新能力的培养。过去，不少人认为培养创新能力是大学的事，中小学就是学知识，打基础。这种观点源于对创新能力培养的肤浅认识。现在，许多学校都在纷纷谈论创新教育，谈论提高学生的创新能力，但是，对培养学生创新素质的重要性还没有足够的认识，做得也不够。
三十年来，我一直把培养学生的创新能力放在最重要的地位，我逐渐明白：虽然一个人的创新能力和创新成果常常是在成年以后的学习和工作中明显表现出来，但创新意识和创新素质的培养要从幼儿园抓起。中小学时期是学生创新素质形成的最佳时期。
那么，什么是创新意识和创新素质呢？简单地说，创新意识就是从新的角度发现和观察问题，用新的知识、技能去解决问题的意识。创新素质是有利于发现问题、思考问题和解决问题的素质。这些素质可以分为观察力、想象力、自信力、思考力、意志力、行动力等方面的素质。如一个具有强大创新能力的人一般都具有敏锐的观察力、丰富的想象力，强烈的好奇心，坚定的自信心，独立思维精神和辩证思维方式，大胆的冒险精神、顽强的意志品质和百折不饶的精神，同时具有承受挫折压力的心理品质，具有突出的实验动手能力和合作精神。
其次，我认为中小学信息技术学科的科学性、技术性、实践性和创新性等特点及鲜明的学科思维方式对于培养学生的创新素质具有独特的优势。
那么，如何在课堂上突出学科优势培养学生的创新素质呢？
一要构建创新的学习环境。
其中之一是资源环境。因为任何创新性学习都需要以丰富的知识、技能为资源基础，丰富的创新资源还有利于启发学生的思维，保证学生创新学习的顺利进行。
其中之二是独立学习环境。因为，学生创新性自主学习首先需要独立思考，发挥自己的个性和独到的见解。这是每个学生具有个性特点的学习的基本保证。
第三，合作与交流环境。合作与交流能够保证学生克服单独学习的局限，扩大视野，能够激发学生的创新性思维。
二要构建创新的教学模式。
创新的课堂核心应该是学生解决问题。这里所说的问题不是小练习，也不是教师事先预设的，而是学习了当堂内容后，让学生带着所学知识、技术和工具去寻求可以解决的实际问题。这是对学生的观察力、想象力、好奇心和独立思维能力的非常有效的锤炼。
在解决自己创设的问题中，每个学生都会面临各种各样的困难和问题，坚持还是放弃？是每个学生必须经历和回答的问题。由于是解决“自己的问题”,所以，再难的问题、再大的困难也要克服，这是对学生独立思维、大胆冒险、顽强意志品质和自信心的磨练。
在课堂教学过程中引领学生思考，随着学生的思路行进、鼓励学生发表不同的观点和想法是对学生发散性思维很好的培养。
三要构建创新的评价模式。
建立科学合理的过程性评价模式，及时反馈学生的学习结果，及时肯定并展示学生的创意和个性，是强化学生创新学习动力，固化学生创新素质一个非常重要的手段。
我的许多学生在总结中都谈到了信息技术学科的学习对于培养创新素质的重要作用。如：
“通过近一年的学习，我深刻的感受到信息技术的魅力所在，它是一门奇妙的学科，需要我们大胆创新，大胆想象，大胆尝试。”
——北大附中14届学生周艳晨
“当VB中显示报错的时候，我的心情总是无比沉重的，当发现了错误又不知如何解决时，往往第一想法就是求助于老师，但我总强迫自己静下心来仔细思考，总有那么一瞬间问题就被迎刃而解，从中我学到了面对困难的信心、坚定的信念和毅力，这是任何其他科目中都无法学到的。”
——北大附中14届学生孙博远
综上所述，我认为中小学信息技术教育对于培养信息社会的合格人才有着非常重要的学科价值。无论是从知识、技术和能力来看，还是从信息社会必需的信息技术思维方式和创新素质的培养来看，中小学信息技术教育都是必不可少的和不可替代的。当然，要充分发挥这样的价值，需要政府和学校的高度重视，更需要从事信息技术教育的一线教师坚持不懈的努力。
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