高中信息技术课程中陈述性技术知识的教学策略_教学过程论文

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      《普通高中信息技术课程标准》把提升学生的信息素养作为课程总目标，强调技术能力和人文素养的双重建构。在内容的建设上，从课程改革之前只关注动手做的技术、以掌握常用软件的基本操作为第一要义，逐步转向以技术工具为基础、以技术活动为核心、以技术思想为归宿的三层架构体系。其中，技术工具层对应于动手做的技术，技术活动层对应于如何做的技术，技术思想层是对前两个层次的总结和升华，对应的是为何做的技术，重点从表层的技术转向深层的技术思想的开拓，包括技术背后隐藏的技术条件、技术原理、技术思想、技术方法和技术价值等更为本质的内容[1]。显然，其中包含了越来越多的陈述性技术知识，于是，陈述性技术知识的有效教学也就成为信息技术教学必须重视的一个问题。

      一、陈述性技术知识及范畴概述

      根据文森迪的观点，陈述性技术知识主要采取概念、规则和原理等形式进行表征[2]。

      （一）技术概念

      概念是事物的本质属性在人脑中的反映，具有高度的概括性及统领性。信息技术中虽然也有一些科学领域的概念，但更多的是技术领域的概念。比如，钟义信教授在《信息科学原理》中所作的定义：“信息是事物的运动状态及其变化方式。”[3]这就是一个科学概念。而压缩是指对信息重新进行编码，以消除其中的多余成分或次要成分的技术，这是一个信息处理活动，其定义体现了技术的实践或行动特征，因而是一个技术概念。

      （二）技术规则

      技术知识的核心是技术规则。具体到信息技术知识领域来说，规则主要有五种（见图1）：第一种是行为规则，也就是社会成员在进行信息活动时需要遵守的伦理道德与法律法规，如网络交流的礼仪和著作权法等；第二种是网络协议，是指在计算机网络通信中，为实现数据交换而建立的通信双方都要共同遵守的数据格式及时序规则，如TCP/IP、HTTP等；第三种是人机交互方式，目前常用的人机交互方式是命令行界面和图形用户界面；第四种是编码标准，如ASCII码是一个字符编码标准，JPEG则是一个静止图像压缩标准；第五种是解决问题的过程与方法，如用程序设计解决问题的基本过程是：分析问题—确定算法—编写程序—调试运行—检测结果。

      

      （三）技术原理

      技术原理是最高水平的技术知识。首先，技术原理的研究主要是为一定的实际目标服务，而不是为了更加深刻地理解理论。也就是说，有效性是技术的核心问题。其次，科学原理具有普遍性，在任何情景下它的解释功能都是一样的。技术原理是按照技术实践的需要进行选择和组织的，其“物性”特征决定了其必然具有情境性，技术知识的情境性特点增加了技术在不同情境之间进行迁移的难度。例如，在蓝天白云图像照片中，虽然蓝色的天空并不是一片纯粹的蓝色，但在某些局部的区域内总认为其色调是相同的。也就是说，图像信息客观存在着一种相关性，需要充分利用人眼的视觉特性有针对性地简化不重要的数据，以得到更高的压缩率。

      二、高中信息技术课程陈述性技术知识的教学策略

      科学教育中陈述性知识的教学目标主要是记忆和理解，可以采用的教学策略有三种：复述策略、精加工策略和组织策略。虽然可以在陈述性技术知识的教学中部分地借用这些策略，但仅仅应用这些策略还远远不够，因为技术学习的最终目的不在于记忆和理解，而在于应用。如果陈述性技术知识的教学不能联系学生的生活经验，有效地利用和整合各种课程资源让学生亲身体验，而只是进行文本上的浅述，那学生很难真正把握技术的内涵。因此，应针对陈述性技术知识的特征，采用与具体情境相结合、案例教学法、类比、开展技术游戏和技术试验等教学策略促进学生陈述性技术知识的学习。

      （一）与具体情境相结合，激发学生的学习动机和兴趣

      在技术教育领域中，情境知识是一个重要的组成部分，技术教育中陈述性知识的学习并不是要传授给学生如技术的概念、规则和一般原理等这样一组抽象信息，而是为了有效地服务于现实生活和问题解决。所以，技术教育要提高实效，其教学场景就应该尽可能地发生在真实或接近于真实的情境中，即将技术知识再情境化，通过具体的情境激发学生的学习动机和兴趣。

      案例1：网络信息检索的策略与技巧（节选）[4]

      下面以“2008年大雪对社会生活的影响”为例，说明优化检索策略与步骤的方法。

      1.分析主题，确定检索内容

      师生共同分析，确定检索的大范围为雪灾灾情、成因以及对交通、供电和物价等方面的影响。

      2.精选关键词

      首先，学生根据自己的检索经验，说说什么是关键词；其次，教师进行总结归纳；再次，由学生进行多轮关键词检索，分析如何选择关键词才能更有效率；最后，师生共同确定本检索主题的关键词。

      3.巧构检索表达式，实施检索

      教师：（教师演示）如果只输入一个关键词，那么返回的结果一定很多，我们不可能逐个浏览，此时可以做出如下处理。一是先查看几个网站，然后根据这几个网站反映出的对关键词的敏感程度，调整关键词，以进一步缩小检索结果；二是使用逻辑运算符对多个关键词进行组配，构造成合适的检索式，更加准确地表达需要检索的内容。例如，输入多个关键词，不同的关键词之间用一个空格隔开，或者使用减号去除检索结果中不需要的内容。

      教师演示以“雪灾交通”和“雪灾交通影响”作为关键词的检索。如果返回结果极少，那么可能是检索式所设定的范围太窄了，解决的办法是构造“A OR B”的检索式，扩大检索范围。

      案例分析：在这个案例中，教师没有去情境化地讲授逻辑运算符的运算法则，而是以“2008年大雪对社会生活的影响”的信息检索为例，引领学生在使用搜索引擎解决问题的过程中，学会根据检索的需要灵活运用这些运算符构造检索表达式，准确地表达信息检索需求，以提高检索的效率，较好地激发了学生的学习动机和兴趣。

      （二）采用案例教学法，让学生亲历技术知识发现的过程

      规则是陈述性技术知识学习的一个难点。这是由于与科学定律相比，定律对世界的正确认识是一元的；而技术规则是人为制定的，关于规则的有效确定是多元的，需要考虑技术结果的便利、实用与安全以及成本、价格、功能与操作等方面的因素。也就是说，一个技术问题往往有多种解决办法，而且需要整合不同领域的知识。

      从知识的习得方式来看，规则的学习方式主要有例规法和规例法两种。其中，例规法是指先呈现规则的若干特例，然后从例子中抽象、概括出一般规则，这时学生进行的是发现学习，从思维特征来看属于归纳思维；规例法是指教师直接给学生展示要学习的新规则，然后举例说明的一种方法，这时学生进行的是接受学习，从思维的特征来看属于演绎思维。譬如，传统的程序设计教学主要使用的是规例法。这是由于计算机诞生于西方，由此而诞生的各种程序设计语言等都明显地体现了西方文化的演绎思维特征，程序设计语言参考手册中使用BNF（巴科斯范式）或语法图等形式化的方式描述语法规则。这进一步影响到教科书的编写和程序设计的教学，教学中的表现就是从语句的基本格式出发，先进行语法格式说明，再详细讲解语句要素，最后举例说明。这对于主要接受东方归纳思维熏陶的中国学生来说，理解上的难度是显而易见的。在程序设计教学中运用案例教学法，就是在教师的指导下，学生首先对呈现的典型程序进行模仿，在此基础上归纳出语句的基本格式或解决问题的基本规律，再将这些规则或规律应用于类似问题的解决。显然，这是一种例规法，这样的教学更符合中国学生的认知规律。

      （三）通过类比，建立新旧知识之间联系的桥梁

      实施新课程以来，信息技术课程中抽象的技术原理的内容比较多，技术的难度也比较大，而学生又缺乏直接的生活经验和知识经验，教师若处理不好，就很容易变成机械讲授，最终导致学生只能死记硬背教材上的概念和原理，使得技术原理成为陈述性技术知识学习的又一个难点。

      类比是一种逻辑推理方法，也是人类学习过程中常用的方法。类比是建立新旧知识之间联系的一座桥梁，它能促进人们由旧知识向学习新知识的迁移。尽管类比不能代替论证，但可以为理解新知识、概念和规律提供依托。通过类比，能收到化难为易、化抽象为具体的效果，使新知识顺利地纳入学生已有的认知结构中。

      案例2：全文搜索引擎的工作原理（节选）[5]

      1.学生利用已有的知识完成任务——搜索网上的自己。

      2.学生观看《买东西》动画，并把买东西的过程与检索的过程做比较，引出检索器。

      

      4.教师将超市进货流程与索引过程做类比，引出索引器的作用以及工作流程。

      采购员将商品采购回来后，由理货员将商品进行分类、整理、摆放等类比理解。搜索引擎也有专门做这件事情的部件——索引器。

      

      案例分析：搜索引擎的工作原理不仅包括搜索引擎对关键词的处理策略以及用户使用关键词进行信息检索的基本策略，还包括搜索引擎公司如何通过“蜘蛛”从网络上抓取资料并构建自己的专有数据库的方法。上例中，教师在准确把握选修模块搜索引擎工作原理教学要求的基础上，运用了大量的类比，将检索器、搜索器和索引器分别类比为超市的营业员、采购员和理货员，引导学生在比较的过程中，逐步理解全文搜索引擎的工作原理。

      （四）开展技术游戏，使学生生动学习艰深的技术知识

      技术游戏是一个全新的概念，现有的一些学术论文很少涉及技术教育层面上的技术游戏，基本都是关于电子游戏开发技术的研究，或是电子游戏在教育中的应用研究，等等。肖晗予认为：“技术游戏是指在技术教育中所进行的游戏，它根据技术学习的内容创设有趣的模拟情境，吸引学习者全身心投入，从而使学习者在轻松愉快的操作体验中学习或巩固技术知识、技术思想和方法，提高技能，并产生强烈的探究愿望。”[6]

      关于技术教育，大多数人会想到严谨的技术试验和复杂的技术探究。其实，在目前普遍缺乏开展技术试验必要的工具、设备和技术试验室的状况下，利用现有的可能挖掘的课程资源，生动地开展一些技术游戏活动是切实可行的。技术游戏的操作过程虽不如技术试验那般严密，但可以使学生成为游戏的主体，在无形中让学生将技术学习活动当作其内在需求，而且，运用技术游戏时，教学任务是作为游戏任务提出来的，学生把那些较为枯燥、缺少逻辑性、系统性、不利于记忆和较为难理解的技术知识、技术规则隐藏在技术游戏的过程中去体验，使学生身心得到愉悦的同时，也能在轻松的氛围中达到预期的学习目标。

      案例3：数据交换技术（节选）[7]

      请四位同学模拟一次信息传输活动。其中，桌子代表网络交换平台，四位同学分别代表A、B、C、D四个节点，绳子代替线路（如下页图2）。

      

      规则说明：教师给A一首诗，要求A学生将这首诗的内容传到D学生。A将诗传给B，B抄一份，将抄好的传给C，C只要接到B的任务，就不能停歇，再抄好一份传给D。

      活动方案1：A学生将整首诗传给B节点的学生。教师引导学生观察并讨论活动方案1时，出现数据传输慢的问题。师生经讨论，得出活动方案2。活动方案2：A学生将整首诗分为五段，并且按顺序一段一段地传给B节点学生。

      学生思考：为什么第二种方案传输更快？学生阅读教材，思考这两个活动与报文交换技术、分组交换技术有哪些相似之处。经过讨论，学生得出结论：在方案1中，当某个学生忙于进行信息抄送时，其他学生都处在等待状态，造成资源浪费，并且信息不能连续地传送到目标节点，造成信息延时，即“网络延时”。而方案2则使得信息在抄送的过程中尽可能让每个节点上的学生都有事做，信息源源不断地传送到目标节点，从而提高了信息在整个网络中的传输速度。

      案例分析：游戏中，学生扮演网络节点模拟报文交换、分组交换两种数据转输过程，教师引导学生进行讨论比较，最终清晰地区分了两种数据交换技术的特点，使得理论知识的学习从理解层面走向了体会感受层面。

      （五）开展技术试验，深化学生对技术知识的理解

      一般意义上的技术试验是指技术活动中为了某种目的，综合运用知识、经验、技能，通过一定的材料工具、仪器等物质手段所进行的尝试、检验、优化等探索性实践活动。此处是指学生进行技术学习的一种方法。而且，技术试验往往事先并不知道结果，需要学生自己设计试验方法、程序，选择工具、设备，去解决呈现给他们的技术问题。活动成果主要表现为物质形态，例如，产品、装置、设施及软件等。将技术试验引入信息技术课程，有助于克服信息技术教育重“软”轻“硬”的弊端，为信息技术课程带来一种不同于惯常机房授课的教学方式，有利于提高信息技术学习的效果。信息技术课程中技术试验内容的组织形式主要有以下两种：一是用技术试验验证抽象的技术概念、技术原理和规律，帮助学生加深对技术原理和技术规律的理解；二是用技术试验探索解决问题的方案，并在解决技术问题的过程中主动建构新的技术知识[8]。

      与其他方法相比，技术试验课在信息技术教学中显得较为“年轻”，在实施的过程中必然会遇到诸如资金、场地、效益、人手、管理和改建等方面的困难。尽管如此，学校仍应根据本校的实际情况，积极开发与利用技术试验课程资源，认真组织技术试验教学活动，以达到高水平实现信息技术课程价值的目的。

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