黃應(yīng)會

《普通高中信息技術(shù)課程標準（2017年版）》把信息系統(tǒng)作為一個重要的知識模塊，納入到高中信息技術(shù)課程體系中。這個模塊主要涵蓋了信息系統(tǒng)的基本概念、結(jié)構(gòu)、功能、開發(fā)過程以及由信息系統(tǒng)延伸出來的信息社會安全與責任。模塊中貫穿了幾對重要的核心概念——信息技術(shù)與信息系統(tǒng)、信息系統(tǒng)與信息社會、系統(tǒng)與信息系統(tǒng)、用戶與開發(fā)者、優(yōu)勢與局限、現(xiàn)在與未來，通過這些概念，就可以看出課程教學(xué)中充分滲透了系統(tǒng)思想和辯證思維。因此，本文剖析了高中信息系統(tǒng)模塊中滲透的系統(tǒng)思想和辯證思維，并以此為導(dǎo)向，在教材研究和教學(xué)實踐中有效培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力，以期為信息技術(shù)領(lǐng)域創(chuàng)新人才的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

● 系統(tǒng)思維視角下的信息系統(tǒng)

1.對學(xué)科認知要上升到“系統(tǒng)”的層面

義務(wù)教育階段的信息技術(shù)課程，更多的是讓學(xué)生在一個微觀的信息系統(tǒng)中學(xué)習(xí)知識和技能，如在文字處理系統(tǒng)中學(xué)習(xí)文字處理，在Python編程系統(tǒng)中學(xué)習(xí)編程，在圖像處理系統(tǒng)中學(xué)習(xí)圖像處理……學(xué)生的關(guān)注點是自己所學(xué)的內(nèi)容，而不是跳出這些內(nèi)容的框框去關(guān)注更宏觀的內(nèi)容，或者沒有用“系統(tǒng)”這個詞去界定知識所處的范疇。所以，高中階段適時引出“系統(tǒng)”，根據(jù)認知主線“信息→信息技術(shù)→信息系統(tǒng)→信息社會”（如圖1），引導(dǎo)學(xué)生逐步從微觀和局部中走出來，具備系統(tǒng)論的思想與方法，站在更高、更宏觀的角度看待問題，重新審視自己學(xué)過的技術(shù)、技能和所使用過的硬件與軟件，意識到自己一直在使用各種信息系統(tǒng)，不再僅僅停留在局部、微觀的層面去思考問題和看待事物，這樣他們才能站得更高，走得更遠。

2.從整體性去理解信息系統(tǒng)和信息社會的關(guān)系

信息社會是一個較為抽象的概念，而信息系統(tǒng)則較為具體?？梢哉f，很多的信息系統(tǒng)（小系統(tǒng)）和其他系統(tǒng)構(gòu)成了信息社會（大系統(tǒng)），信息系統(tǒng)是信息社會的重要成分，沒有信息系統(tǒng)的社會不能成為信息社會。信息系統(tǒng)處在一個社會系統(tǒng)中，因此，開發(fā)和使用信息系統(tǒng)時需要關(guān)注社會環(huán)境。一個完整的信息系統(tǒng)應(yīng)該包括信息系統(tǒng)的應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)環(huán)境、技術(shù)環(huán)境和社會環(huán)境。目前，單純的技術(shù)手段已經(jīng)無法使信息資源得到充分有效的開發(fā)利用，需要從社會的角度更深入地思考和挖掘。實質(zhì)上，信息系統(tǒng)在一定程度上是社會系統(tǒng)的抽象表達，任何一個實際有效的信息系統(tǒng)都是一個社會系統(tǒng)的映像。社會系統(tǒng)的各個實體之間通過信息發(fā)生作用，將不可見的信息具體化，并進行分類、檢索和儲存，這樣就能提高信息的質(zhì)量，從而提高實體之間交流和相互作用的效率，提高社會系統(tǒng)的運作效率。

理解了信息系統(tǒng)與信息社會的關(guān)系，教師要借此引導(dǎo)學(xué)生從國家層面去分析信息社會的安全威脅與國家行動、公民責任，從個人層面去了解社會公民應(yīng)遵守的行為規(guī)范、道德準則和法律法規(guī)。信息時代，現(xiàn)實空間與網(wǎng)絡(luò)虛擬空間并存，每一個參與網(wǎng)絡(luò)社會生活的人都應(yīng)該自覺擔負應(yīng)有的社會責任，自覺接受應(yīng)有的社會約束。總的來說，就是要從信息社會的整體來認識信息系統(tǒng)，嚴格遵守信息社會的法律法規(guī)，承擔信息社會責任，合法合規(guī)地使用信息系統(tǒng)，讓各個信息系統(tǒng)推動信息社會這個大系統(tǒng)健康發(fā)展。

3.從結(jié)構(gòu)性去掌握信息系統(tǒng)的組成與功能

信息系統(tǒng)的組成涵蓋了基本結(jié)構(gòu)和組成要素。關(guān)于基本結(jié)構(gòu)，由于學(xué)生或多或少都接觸過信息系統(tǒng)，從基本結(jié)構(gòu)著手，由結(jié)構(gòu)到要素，從感性認識上升到理性認識，這樣有助于學(xué)生理解。信息系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)有基礎(chǔ)設(shè)施層、資源管理層、業(yè)務(wù)邏輯層和應(yīng)用表現(xiàn)層。信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與要素是不可分的，無論何種結(jié)構(gòu)，其中都“隱含”要素。通過分析信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，就可以提煉出一個完整的信息系統(tǒng)需要包含的關(guān)鍵要素：人、信息技術(shù)、數(shù)據(jù)（大數(shù)據(jù)）和過程。

根據(jù)“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的理論，可以從結(jié)構(gòu)層級和組成要素兩個角度歸納信息系統(tǒng)的功能（如圖2）。

從圖2可總結(jié)出幾點：層級結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵要素相互融合，不可分割，四個關(guān)鍵要素滲透在基本結(jié)構(gòu)中的每一個層級里;因為結(jié)構(gòu)中的“人”是系統(tǒng)中最具活力的要素，所以，其最根本的功能就是為人服務(wù);信息技術(shù)是信息系統(tǒng)架構(gòu)中的物質(zhì)基礎(chǔ)和邏輯支撐，信息系統(tǒng)之所以能為人提供信息服務(wù)，一個至關(guān)重要的原因就是它具備了信息技術(shù)，如果一個系統(tǒng)沒有涉及任何的信息技術(shù)，那么站在本學(xué)科的角度，就不能把它稱為信息系統(tǒng);結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)是寶貴的資源財富，信息系統(tǒng)給人們提供的數(shù)據(jù)深刻影響著人們的思維方式和決策依據(jù);任何一個信息系統(tǒng)都包含著多種過程，每個過程之間也會相互關(guān)聯(lián)，不能把每個過程割裂開來，而過程的多樣性也決定了信息系統(tǒng)功能的多樣性。

4.從動態(tài)性去認識信息系統(tǒng)的生命周期

系統(tǒng)的穩(wěn)定是相對的。任何系統(tǒng)都有自己生成、發(fā)展和滅亡的過程。因此，系統(tǒng)內(nèi)部諸要素之間的聯(lián)系及系統(tǒng)與外部環(huán)境之間的聯(lián)系都不是靜態(tài)的，都與時間密切相關(guān)，并會隨時間不斷變化，這就是系統(tǒng)的動態(tài)性。一方面，系統(tǒng)數(shù)據(jù)的輸入、處理與輸出，數(shù)據(jù)流動持續(xù)進行，信息交換不斷發(fā)生，這是系統(tǒng)動態(tài)性的根本表現(xiàn);另一方面，這個系統(tǒng)隨時與所處的環(huán)境存在物質(zhì)與交換，系統(tǒng)的微觀結(jié)構(gòu)、組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，如機器構(gòu)件老化、軟件版本過時等都是動態(tài)性的表現(xiàn)。

系統(tǒng)的動態(tài)性提示我們要樹立“運行與維護”的開發(fā)思想。信息系統(tǒng)的建設(shè)需要足夠的人力、物力等多方面的支持。投入建設(shè)固然重要，但后期的運行與維護更為關(guān)鍵，是系統(tǒng)保持良性運作的保障。樹立正確的“運行維護”觀，培養(yǎng)系統(tǒng)觀、工程觀，也是學(xué)習(xí)這門課程的一個重要目的，更是信息素養(yǎng)和計算思維的重要體現(xiàn)。從系統(tǒng)動態(tài)性的角度來學(xué)習(xí)信息系統(tǒng)的四個關(guān)鍵要素，也讓人豁然開朗：人是信息系統(tǒng)中最具有生命力的角色，人的思考力和創(chuàng)造力是系統(tǒng)生命的源泉;信息技術(shù)的發(fā)展和進步是信息系統(tǒng)不斷升級完善的推手;數(shù)據(jù)就像系統(tǒng)中流動的血液，源源不斷;過程就像潛在系統(tǒng)的指令和目標，有既定方向又在動態(tài)調(diào)整。

● 辯證思維視角下的信息系統(tǒng)

辯證思維是反映和符合客觀事物辯證發(fā)展過程及其規(guī)律性的思維，最主要的觀點是事物普遍聯(lián)系的觀點、發(fā)展變化的觀點和對立統(tǒng)一的觀點。用辯證思維去認識信息系統(tǒng)，就要從信息系統(tǒng)內(nèi)在矛盾的運動變化中，從其各個方面的相互聯(lián)系中考察信息系統(tǒng)。

1.整體性架構(gòu)和局部性模塊的對立統(tǒng)一

系統(tǒng)的整體架構(gòu)和局部模塊是一個對立的統(tǒng)一體，雙方相互依賴，一方的存在以另一方的存在為前提。從宏觀和整體上看，一個運行良好的信息系統(tǒng)，其架構(gòu)齊全穩(wěn)定，功能友好完善。但支持這個整體運轉(zhuǎn)的是規(guī)模相對更小、更獨立的子系統(tǒng)、模塊或部件。由于模塊的相對獨立性，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中常常表現(xiàn)為一個獨立的子圖;在硬件的組成上，常?？梢员缓唵蔚靥鎿Q、升級;在軟件系統(tǒng)中可以作為子程序單獨設(shè)計，被靈活調(diào)用到不同的系統(tǒng)里。在這個思想的指導(dǎo)下，模塊的維護、升級等調(diào)整對系統(tǒng)的影響相對比較小，但如果沒有模塊化的系統(tǒng)，這些調(diào)整則常常會牽一發(fā)而動全身。

在信息技術(shù)學(xué)科中，模塊化是一個非常重要的設(shè)計思想。在開展信息系技術(shù)架構(gòu)知識的教學(xué)時，要適時向?qū)W生滲透這種辯證思維方式，引導(dǎo)他們同時關(guān)注架構(gòu)中的模塊設(shè)計。例如，在程序設(shè)計中，首先將一個主程序按照功能劃分為若干子程序模塊，每個子程序模塊完成一個確定的功能，并在這些模塊之間建立必要的聯(lián)系，從而通過各個模塊的功能輸入與輸出獲得主程序的功能。模塊化是為了降低程序的復(fù)雜度，使程序設(shè)計、調(diào)試和維護等工作都具體化、簡單化。改變某個子功能只需相應(yīng)改變相應(yīng)模塊即可。同樣，在信息系統(tǒng)中，體現(xiàn)在硬件上，就是部件的靈活置換、便于升級;體現(xiàn)在軟件上，就是模塊的靈活調(diào)用、代碼共享、便于修改。正是有了模塊化的設(shè)計，才使得信息系統(tǒng)整體功能的完善。引導(dǎo)學(xué)生從整體性和模塊化這一對矛盾體中認識信息系統(tǒng)，會讓他們真正從學(xué)科的角度把握信息系統(tǒng)的本質(zhì)。

2.使用者和開發(fā)者的對立統(tǒng)一

信息系統(tǒng)的使用者（用戶）和開發(fā)者，是“人”這個關(guān)鍵要素中的一對矛盾。傳統(tǒng)意義上，二者分別處于系統(tǒng)接口的兩端，用戶是系統(tǒng)享用者，為開發(fā)者提供終端數(shù)據(jù)反饋;開發(fā)者是系統(tǒng)創(chuàng)建者，為用戶提供技術(shù)服務(wù)。二者互相依賴、共同協(xié)作，使系統(tǒng)得以順利開發(fā)和運轉(zhuǎn)。開發(fā)者明白，只有由最終用戶親自參與構(gòu)造的系統(tǒng)才是最適合用戶需求的系統(tǒng)。

教師要引導(dǎo)學(xué)生從辯證思維的視角分析思考使用者和開發(fā)者的關(guān)系。首先，強調(diào)“人”是一個抽象概念，不是某個具體的個體，而是信息系統(tǒng)中承擔具體責任的“角色”。因此，一個人可以在一個信息系統(tǒng)中擔任多重角色。其次，在介紹信息系統(tǒng)常見類型與功能時，引導(dǎo)學(xué)生站在使用者的角度，代入個人的體驗經(jīng)歷和個人感受來分析信息系統(tǒng)有哪些常見類型及其具備的功能。同時，還要引導(dǎo)學(xué)生站在企業(yè)管理的角度，分析企業(yè)信息系統(tǒng)的類型與功能，并以探究學(xué)習(xí)的方式走進企業(yè)，了解企業(yè)信息系統(tǒng)的功能。而在介紹信息系統(tǒng)開發(fā)過程時，則引導(dǎo)學(xué)生站在開發(fā)者的角度，沿著開發(fā)的四個階段逐步了解和實踐信息系統(tǒng)開發(fā)的過程。在這個學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生通過多種角色沉浸到信息系統(tǒng)中，既體驗了多種角色的對立統(tǒng)一關(guān)系，又進一步加深了對“人”作用的理解。

3.信息系統(tǒng)的優(yōu)勢與局限性的對立統(tǒng)一

對立統(tǒng)一的觀點也提示我們，要全面地看待事物，分析事物時既要看到其正面也要看到其反面，既要看到其優(yōu)點也要看到其缺點。因此，在分析信息系統(tǒng)的優(yōu)勢時，要同時分析其局限性。在探討系統(tǒng)的優(yōu)勢與局限性時，按照一般思維方式，很容易把兩者割裂開來分析，先闡述系統(tǒng)具備哪些優(yōu)勢，然后再闡述系統(tǒng)具備哪些局限性。但受辯證觀點的啟發(fā)，我們應(yīng)該同時認識到技術(shù)的發(fā)展無止境，信息系統(tǒng)可以無限接近完美，但無法達到完美。因此，分析每一條優(yōu)勢的同時分析其對應(yīng)的局限性，把優(yōu)勢和局限性作為一個整體，優(yōu)勢和局限性同時闡述。也就是說，任何一個信息系統(tǒng)的使用，在具備優(yōu)勢的前提下，也都存在著一定的局限性，二者是并存的關(guān)系。簡單來說，優(yōu)勢一般是指對以前功能不足的突破，而局限性一般是指對目前尚存的不足，二者相輔相成，不斷推動信息系統(tǒng)前進。因此，要把優(yōu)勢與局限性結(jié)合起來分析，用辯證的觀點來看待，而不是把它們割裂開來。

引導(dǎo)學(xué)生用辯證思維來看待信息系統(tǒng)的優(yōu)勢與局限性，可以讓他們接受一些不完美系統(tǒng)的存在。而從發(fā)展的眼光看，雖然技術(shù)決定了信息系統(tǒng)的先進性，同時也造成了系統(tǒng)對技術(shù)的依賴，但正是這對矛盾的存在，推動了信息系統(tǒng)不斷更新，促進人類不斷地學(xué)習(xí)，從而讓各類信息系統(tǒng)更好地為人類服務(wù)。

4.學(xué)生現(xiàn)實生活與未來發(fā)展的對立統(tǒng)一

課程學(xué)習(xí)提倡不僅要緊密結(jié)合學(xué)生的現(xiàn)實生活，還要呈現(xiàn)本課程的發(fā)展趨勢和未來方向，為學(xué)生將來走入社會打下堅實的基礎(chǔ)。在處理信息系統(tǒng)這部分內(nèi)容時，要始終把握好現(xiàn)實生活和未來發(fā)展之間的平衡點。首先，在加強內(nèi)容與學(xué)生生活相關(guān)度方面，要明確“學(xué)生生活”的范疇。作為高中生，其認知度和關(guān)注點涉及校園、家庭、社會三個層級，因此，這個范疇是比較廣泛的。明確了這個觀點，則可以從以下幾個方面引導(dǎo)學(xué)生加強現(xiàn)階段學(xué)習(xí)與現(xiàn)實生活的相關(guān)度：以“角色代入”類似的情境中，感受信息系統(tǒng)的相關(guān)概念;充分挖掘信息系統(tǒng)案例來分析每一個知識點，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)它們都來自自己的學(xué)習(xí)與生活。其次，本課程還要引導(dǎo)學(xué)生基于生活，超越生活，站在未來發(fā)展的高度。因此，要提高政治覺悟，要緊密結(jié)合國家發(fā)展的大方向和個人未來選擇來談趨勢，如學(xué)習(xí)黨的十九大報告中關(guān)于信息技術(shù)發(fā)展的相關(guān)指導(dǎo)思想以及國家發(fā)展規(guī)劃《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，引導(dǎo)學(xué)生從國家層面認清信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，明確只有緊跟國家的大方向，才有更加美好的未來。另外，從學(xué)生個人發(fā)展的角度切入，給出信息系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)及其職業(yè)的指引，能在一定程度上幫助學(xué)生在現(xiàn)實學(xué)習(xí)中找到未來的發(fā)展方向。

● 結(jié)語

無論是系統(tǒng)思維還是辯證思維，都要求我們以發(fā)展的眼光去看待事物，在事物的運動變化中把握住發(fā)展的趨勢，在面臨挑戰(zhàn)的同時看到機遇?；仡櫺畔⑾到y(tǒng)的發(fā)展歷程可以看出，信息系統(tǒng)從低級的電子數(shù)據(jù)處理和事務(wù)處理發(fā)展到高效友好的高級階段，并以高速網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)的新發(fā)展以及系統(tǒng)的應(yīng)用集成技術(shù)等為手段，實現(xiàn)目前高度集成的應(yīng)用系統(tǒng)，并普及到社會的方方面面。

我國正走在技術(shù)高速發(fā)展的道路上，在國際上面臨著異常激烈的競爭，尤其是信息技術(shù)領(lǐng)域的競爭，涉及芯片技術(shù)、5G技術(shù)等核心技術(shù)的自主研發(fā)等。同時，物聯(lián)網(wǎng)成為采集數(shù)據(jù)的重要源頭;大數(shù)據(jù)內(nèi)容成為戰(zhàn)略性資源;云計算也正在越來越多的信息系統(tǒng)中有更深入的應(yīng)用，云服務(wù)更加普及;人工智能在智能交通系統(tǒng)、智能檢索系統(tǒng)、自動翻譯系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域正有越來越多的突破?！翱萍紡妵钡囊庾R要從學(xué)生抓起，而信息技術(shù)學(xué)科是科技教育在中小學(xué)教育的重要抓手。因此，在信息系統(tǒng)模塊知識的學(xué)習(xí)中，要引導(dǎo)學(xué)生用辯證思維的發(fā)展觀，分析信息系統(tǒng)的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢，清醒地看待發(fā)展道路上的各種曲折，勇敢自信地在正確的科技強國的道路上奮勇前進。