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(jià)值意義與實(shí)施策略，助力教師理解課標(biāo)、實(shí)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(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：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(guó)家課程設(shè)置道德與法治、語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、外語(yǔ)（英語(yǔ)、日語(yǔ)、俄語(yǔ)）、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(dòng)、綜合實(shí)踐活動(dòng)等課程，并要求“信息科技在三至八年級(jí)獨(dú)立開設(shè)”[1]，與之同時(shí)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(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》）。這兩個(gè)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(gè)方面的內(nèi)容。教師在教學(xué)實(shí)施時(shí)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(shí)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(duì)象，涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、統(tǒng)計(jì)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(jì)算機(jī)為主要研究工具，通過對(duì)信息的處理、傳輸、存儲(chǔ)、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(duì)信息進(jìn)行采集、傳輸、存儲(chǔ)、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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)技術(shù)是信息技術(shù)的核心，涉及計(jì)算機(jī)硬件和軟件的設(shè)計(jì)、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(wú)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(qiáng)調(diào)“發(fā)現(xiàn)”，技術(shù)強(qiáng)調(diào)“發(fā)明”，二者相互交融、相互促進(jìn)。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(dòng)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(jìn)、共同發(fā)展，為人類研究信息、處理信息、利用信息提供了堅(jiān)實(shí)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(qiáng)調(diào)的是二者的融合。從廣義的角度來(lái)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(huì)科學(xué)等各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域研究、應(yīng)用的進(jìn)步與發(fā)展無(wú)不與信息科技相關(guān)。例如，在物理學(xué)中，對(duì)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(wú)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(jìn)而出現(xiàn)了“集成電路”，最終造就了電子計(jì)算機(jī)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(jì)飛速發(fā)展的時(shí)代，信息科技研究、應(yīng)用的邊際正在擴(kuò)充，我們對(duì)其的認(rèn)識(shí)、理解以及教學(xué)活動(dòng)的開展都應(yīng)擴(kuò)大眼界、跨越學(xué)科界限進(jìn)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(lái)理解，在開展教學(xué)時(shí)可以將信息科學(xué)與信息技術(shù)看成兩個(gè)獨(dú)立的概念。而在《課標(biāo)》中，獨(dú)立呈現(xiàn)的有關(guān)“信息科學(xué)”的內(nèi)容較少，要實(shí)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(duì)信息科技這一新學(xué)科來(lái)說，困難較大。所以，在教學(xué)實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)信息科技對(duì)人類社會(huì)的貢獻(xiàn)與挑戰(zhàn)，提升學(xué)生知識(shí)遷移能力和學(xué)科思維水平，體現(xiàn)‘科’與‘技’并重”。這里強(qiáng)調(diào)的是從“實(shí)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(shí)踐應(yīng)用，這體現(xiàn)了信息科技學(xué)科的實(shí)踐性，強(qiáng)調(diào)了從經(jīng)驗(yàn)積累到原理認(rèn)識(shí)的學(xué)習(xí)過程，也正是《課標(biāo)》中“遴選科學(xué)原理和實(shí)踐應(yīng)用并重的課程內(nèi)容”基本理念及“體現(xiàn)循序漸進(jìn)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(yàn)和認(rèn)識(shí)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(jì)算和輸出三個(gè)典型環(huán)節(jié)的系統(tǒng)?！盵3]這里的“信息科技實(shí)踐”內(nèi)容是“體驗(yàn)和認(rèn)識(shí)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(jì)算和輸出三個(gè)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(shí)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(shí)間，控制電路接收輸入指令，計(jì)算后生成相應(yīng)的工作指令，磁控管和轉(zhuǎn)盤電機(jī)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(jì)算和輸出三個(gè)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(shí)間的長(zhǎng)短是可以調(diào)節(jié)的，這種功能體現(xiàn)了對(duì)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(shí)踐應(yīng)用體驗(yàn)到技術(shù)原理認(rèn)識(shí)過程的學(xué)習(xí)方式的呈現(xiàn)，在學(xué)習(xí)活動(dòng)中充分體現(xiàn)了“技”的應(yīng)用和“科”的解析，有效地實(shí)現(xiàn)了“科”與“技”的并重。

實(shí)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(guó)《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(hù)人應(yīng)當(dāng)送其入學(xué)接受并完成義務(wù)教育”。而我國(guó)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(shí)的年齡應(yīng)當(dāng)在15歲左右。雖然從年齡階段來(lái)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(lái)，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(huì)受其影響，因此，在實(shí)施信息科技課程教學(xué)時(shí)，“科”與“技”的內(nèi)容選擇及難度考慮必須有所側(cè)重。

對(duì)低學(xué)段學(xué)生應(yīng)當(dāng)側(cè)重“技”，在學(xué)習(xí)時(shí)重體驗(yàn)、感受。因?yàn)檫@一階段的學(xué)生主要是通過聽覺和視覺進(jìn)行學(xué)習(xí)，所以技術(shù)應(yīng)用的演示及實(shí)際應(yīng)用的場(chǎng)景是非常有效的。要讓學(xué)生積極地看、積極地聽，并給予動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，讓他們通過對(duì)技術(shù)應(yīng)用的親身體驗(yàn)感受信息科技帶來(lái)的改變。例如，對(duì)一年級(jí)的學(xué)生教師可以采取如下方式進(jìn)行教學(xué)：創(chuàng)設(shè)情境，組織學(xué)生與智能工具進(jìn)行互動(dòng)，借助智能語(yǔ)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(bào)、收聽中華傳統(tǒng)美德故事等活動(dòng)；利用生活中的掃碼點(diǎn)餐、刷臉進(jìn)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(jìn)科學(xué)思維的形成和發(fā)展。

對(duì)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(shí)迅速發(fā)展，逆反心理增強(qiáng)，做事喜歡遵循自己的意愿。這一時(shí)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(dú)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(shí)，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(shí)踐，為其提供相關(guān)的科學(xué)原理的補(bǔ)充，讓其以科學(xué)的思維去解釋技術(shù)應(yīng)用帶來(lái)的改變，以實(shí)現(xiàn)“科”與“技”的并重。例如，初二年級(jí)的學(xué)生在學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容時(shí)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(jiǎn)易物聯(lián)系統(tǒng)等途徑，指導(dǎo)學(xué)生實(shí)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(diǎn)。[6]這個(gè)案例通過對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的了解及實(shí)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(diǎn)，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(duì)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(duì)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(lái)進(jìn)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(lái)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(xiàn)：

[1][2][3][5][6]中華人民共和國(guó)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.