陳凱

當前的課堂設計，越來越重視項目學習活動的設計，希望學生能結合自身或合作團隊的經驗，綜合使用不同學科知識和思維方法，解決真實的、完整的問題。一個優(yōu)秀的項目學習活動方案可能含有多種不同的特性，如能引發(fā)學生沉浸式的、主動的思考，提供促進學生自發(fā)學習的環(huán)境;注重不同類型知識和技能的整合，有助于學生在實踐中培養(yǎng)思維能力，在項目（階段性）結束時，希望能形成可供展示、交流、評價、反思并具有改進潛力的作品。從本期開始，筆者將結合具體案例，和大家一起來討論如何以落實信息技術學科核心素養(yǎng)為目標，更有效地設計項目學習活動方案，這里的“有效”有多重含義，不僅是指培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)方面的有效，而且也指項目學習活動方案創(chuàng)設過程本身的有效。

為了讓大家能產生出和學生相似的體驗，先來看一組“猜謎”游戲，這里先不說明這個活動的用意所在。游戲給學生依次出示兩組各六張卡片（如圖1），卡片上有不同的符號，可以看到有字母a，有數(shù)字0，還有感嘆號、刪除號以及并不顯示卻也很重要的換行符號，這些符號是用來做什么的？每一組最后一張卡片是空白，又有什么特殊的含義？

乍一看卡片上的符號，感覺有些莫名其妙，但稍作觀察，就能發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律，如感嘆號總在第二步時跑到一系列a字符串的正中間，第三步時，感嘆號后的字符都會換到下一行，第四步時，感嘆號會帶著一個多出來的0“飛”到左上角（為什么是0？這代表什么意思？這個問題靠這兩組卡片暫時還無法得到回答），第五步時，最后一行a字符串上加了刪除符號（不妨問問學生為什么能知道這是刪除符號）。只要這些卡片是按圖示次序排列好而不是打亂的，那么多半可以猜測出大部分符號的用途。

如果將這些符號和數(shù)字看作數(shù)據(jù)，那么，除非是頭腦明白了這些符號和數(shù)字的意義，否則就無法知道這一系列卡片想要什么、說明的到底是什么。可以套用一個略草率但常被引用的“公式”：信息=數(shù)據(jù)+意義。注意，這不是嚴格的定義，但這個公式大致闡釋了信息和數(shù)據(jù)的關系，而且這種關系通過上述“猜謎”活動展現(xiàn)了出來。

接下來，可以聯(lián)系一下生活實際，讓學生們在課后找一些例子，來說明在面對一系列數(shù)據(jù)時，只有當明白了其意義，才得以獲取信息。教師不妨從學生的作品中搜集一些有趣的例子來當作下一節(jié)課開始時的“開胃小菜”。如果課堂時間充裕，教師還可以組織一些有深度的討論，如為什么“沒有數(shù)據(jù)”也可以是一種數(shù)據(jù)？一些曾經有意義但極有可能再也無法破解其意義的符號（考古學家常會面臨這樣的情況），還算不算是一種信息？對于這個問題至今哲學界還沒有能達成共識。

到這里，可以總結出以上段落的標題：

第一重思考：關于數(shù)據(jù)和信息的聯(lián)系和區(qū)別

然后，是繼續(xù)讀圖（如圖2）。

在瀏覽了第三組和第四組卡片后，頭腦中會有怎樣的反應？應該是更加確認了先前對卡片中符號意義的猜測了吧。在“猜謎”活動中，教師不妨在前兩組卡片閱讀完成后，分別發(fā)放A套兩組卡片和B套兩組卡片，其中，B套兩組卡片是一些看似有規(guī)律實則混亂的符號，限于篇幅這里就不作展示了，而A組兩套卡片如同圖2所示。若要求學生自己選出更有利于自己做出判斷的一套卡片，相信大家都會選擇A套，雖然直覺上做出選擇比較容易，但究其實質，仍然和數(shù)據(jù)的意義有關，對學生的選擇，不妨追問一句“為什么”，在經過了第一輪討論后，看看大家是否能合理組織自己的回答。

這一輪“猜謎”游戲存在一個“意外”的要點，在第三組的第四步中，預料中的0沒有出現(xiàn)，而是出現(xiàn)了數(shù)字1，若究其原因，可以推測是在第三組第三步，有一個字符a“落單”了，而這個字符a之所以“落單”，是因為在第三組第二步時，面對奇數(shù)個a，感嘆號沒辦法進行均勻分割。這個出現(xiàn)1的“意外”帶來的是一種對新的事件背后規(guī)律的探索，需要給出一個假設，何以1會出現(xiàn)。在第二輪的兩組卡片中，只有一次發(fā)生字母a“落單”的情況，所以，雖然說字母“落單”和數(shù)字1的出現(xiàn)可能存在聯(lián)系，但還不能做出百分百的判定。教師可以預先準備好另一組卡片，或可起名叫“額外提示卡”，限于篇幅本文不作展示，在那些卡片中，記錄有對另一些數(shù)量的a字符串（當然也可以是其他字母的字符串）進行類似的分割操作，學生若能對兩套卡片進行比對，就能驗證自己的假設。似乎這也恰好是考驗學生是否具有充分的信息意識的時刻。

可以將以上過程簡單歸納為“觀察數(shù)據(jù)—發(fā)現(xiàn)意外—給出假設—尋找佐證（進行新的實驗）—驗證假設（或否證假設并回到給出假設的步驟）—總結規(guī)律”的過程，通常，當人們有意識或無意識實施并完成這個過程的時候，會說“我掌握了新的知識”，整個過程無論如何離不開數(shù)據(jù)和信息，但也可以看出，“知識”這個“概念”與“數(shù)據(jù)”“信息”的概念都有不同。這里不必糾結“知識”的定義，哲學家圍繞“知識”，動輒生產出幾百上千頁的討論文字，但筆者希望學生能體會到，知識與人類發(fā)現(xiàn)、認識、利用、改變、創(chuàng)造規(guī)律有關，從而使得人類擁有了認識世界和改造世界的力量。學生們能否從親身實踐出發(fā)，給出關于通過發(fā)現(xiàn)規(guī)律或創(chuàng)設規(guī)律來（小小地）改變世界的例子呢？這好像是一篇不錯的議論文的主題，頗有和語文教學互動的潛力。

如果游戲卡片的發(fā)放到這里戛然而止，那么學生自己是否能將游戲進行下去呢？最后的結果又會怎樣呢？教師不妨拭目以待。

到這里可以總結出以上段落的標題：

第二重思考：關于信息和知識的聯(lián)系和區(qū)別

最后的一組卡片（如圖3），有著簡短卻強有力的信息，來驗證先前對字符串操作動作的假設是否正確。

大家肯定可以發(fā)現(xiàn)，最后一張卡片中，感嘆號后很像是一個二進制數(shù)，這和一開始的字符串a有什么關系嗎？用計算器驗證一下，不難發(fā)現(xiàn)，字符a有20個，而10100正是20的二進制數(shù)字。同樣，這一系列操作，也可以將其他字符的數(shù)量轉成相應的二進制數(shù)。這里可以向學生提問，他們在按自己所發(fā)現(xiàn)的卡片中數(shù)據(jù)變化的規(guī)律，對數(shù)據(jù)進行操作的時候，是否知道自己到底在做什么？如果學生從未學過二進制相關的知識，那大概率是無法知道自己在玩“猜謎”的同時，其實是在做著將數(shù)量轉換為二進制數(shù)的運算。就算是學生們已學過一些二進制的知識，教師只要將1和0用其他符號來替換掉，這一系列操作的終極目標也很容易被隱藏起來（那么，為什么這一番操作，可以產生出對應于字符數(shù)量的二進制數(shù)？如何解釋其實質原因呢？這個問題既和二進制編碼的方法有關，也和計算思維有著密切的聯(lián)系，如何做出解釋或進一步開展項目活動，會在下一期文章中進一步開展討論）。

活動開展到這里，教師可以給出一個和人工智能有關的重要思維實驗：中文屋問題。一個完全不會中文的人被關在一個屋子中，只能通過文字和外界互動，他可以根據(jù)屋子里預先設置的一系列規(guī)則的指示，根據(jù)外界傳入的紙條上的符號來生成相對應的符號，并向屋子外的人們傳遞紙條，做出看似合理的反饋，就好像自己懂得中文一樣。問題是，能否說屋子里的人懂得中文呢？同理，一臺按規(guī)則行事的機器“知道”自己應該做什么，但它真的具有智慧嗎？中文屋問題在哲學領域和人工智能研究領域都非常有名，不難在網(wǎng)絡上找到相當多的討論文章，關于機器是否可能像人類一樣具有智慧，中文屋問題是一個繞不過去的話題，相關討論至今仍然在激烈地進行著。筆者每次都很好奇，學生們親歷“猜謎”活動后，會針對中文屋問題給出怎樣的有趣觀點。

到這里可以總結出以上段落的標題：

第三重思考：關于知識和智慧的聯(lián)系和區(qū)別

以上每一重思考的標題中都有“聯(lián)系”和“區(qū)別”，通過一系列的實踐活動，就算不用明確的文字描述“數(shù)據(jù)”“信息”“知識”“智慧”這些名詞含義到底是什么——事實上筆者也不相信可以用明確的文字去描述這些概念，學生們也一定能親身體驗到不同概念之間的“聯(lián)系”和“區(qū)別”。在課堂中，引發(fā)思考并開展有理有據(jù)的討論，較給出所謂標準答案，有意義得多。