ＬＯＧＯ思想與教育信息化（下）整合篇

　　教育信息化有具體的期望：通過編程，逐步實現(xiàn)虛擬的教育世界，增強人們教與學(xué)的效果。而信息化的虛擬如果沒有到達(dá)課程的層面，技術(shù)就難有實際的效果。通過信息化方法論，信息分析被推向更基本要素的層面，就有更強的生成能力，許多不相干的課程，可以有許多共同面，而在共性之下，可以清楚討論各自的特點。這樣可以設(shè)計新課程(信息技術(shù)課程)，來統(tǒng)一處理共性的內(nèi)容，而每個具體課程分別體現(xiàn)各自特點，使得教育內(nèi)容和教與學(xué)的方法更有條理、更有效。對于人文、藝術(shù)等課程，現(xiàn)有的技術(shù)也有新的看法，但尚有有待探討的未明確的問題。我們分節(jié)來討論這些內(nèi)容。
　　
　　信息技術(shù)課程的核心價值
　　
　　我們從基礎(chǔ)篇論述中看到LOGO思想是方法論，可以期望成為教育現(xiàn)代化的指導(dǎo)思想。而在應(yīng)用篇開頭介紹了兒童早期信息技術(shù)教育的創(chuàng)意。對于教師，基礎(chǔ)篇希望明確這個方法論的基本內(nèi)容是什么，又簡單地從長期歷史發(fā)展過程中了解其重要意義與價值。而在應(yīng)用篇中提出信息技術(shù)教育的啟蒙設(shè)想，通過搭積木與LOGO編程來讓學(xué)生體會對象要素來分析一綜合一建構(gòu)一重組一問題解決一創(chuàng)新。這些知識是所有課程的共性，如果每個課程都講，可能是大量重復(fù)，又都講不透；如果集中在一個課程來講，用各門課程的簡單內(nèi)容作為實例來培養(yǎng)塑造學(xué)生的基本信息素養(yǎng)，為各個課程的整合打下基礎(chǔ)，這就是信息技術(shù)這門課程的核心價值。
　　搭積木首先體現(xiàn)要素組合生成的思想，在信息技術(shù)中，要素可以是符號、數(shù)字、文字、聲音、圖畫等，積木塊可以用多種媒體表示。而在拼搭組合的實踐過程中，兒童從模糊的評價標(biāo)準(zhǔn)中逐步清晰，對各種組合形成自己的取舍，無意中得到滿意的組合，這是探試的過程；到有清晰的目標(biāo)時，就是問題的求解過程；簡單的問題求解通過不斷組合生成與測試，復(fù)雜的問題解決通過目標(biāo)指導(dǎo)組合選擇、進(jìn)一步分解基本成分、進(jìn)行各種重組來解決。這與LOGO編程的思想接近。
　　我們看到語文四結(jié)合課題中，有與信息技術(shù)結(jié)合的內(nèi)容，就是結(jié)合打字來學(xué)語文。通過優(yōu)秀的打字方案，少量要素的組合，就可以把相當(dāng)數(shù)量的字詞打出，這是很深刻的LOGO要素分析與組合的思想。下面優(yōu)秀LOGO學(xué)數(shù)學(xué)的課題中，把簡單學(xué)科內(nèi)容作為信息課程的實例，把核心思想通過基本實例潛移默化地變成學(xué)生的素養(yǎng)。教學(xué)中不只注意技術(shù)，更要在技術(shù)基礎(chǔ)上，逐步點明其重要方法論意義與價值，這對于人文與藝術(shù)課程也有意義。
　　
　　通過LOGO思想與編程結(jié)合學(xué)數(shù)學(xué)
　　
　　LOGO思想與數(shù)學(xué)學(xué)科課程的整合是整合最有特色的部分，可以看成信息技術(shù)課程的進(jìn)一步深化。
　　
　　1，數(shù)學(xué)是什么
　　數(shù)學(xué)內(nèi)容的分類。20世紀(jì)布爾巴基學(xué)派按結(jié)構(gòu)建構(gòu)的思路，按當(dāng)時數(shù)學(xué)發(fā)展的水平，把所有的數(shù)學(xué)知識進(jìn)行分析整理，在集合論基礎(chǔ)上，首先分出基本結(jié)構(gòu)、有序結(jié)構(gòu)、代數(shù)結(jié)構(gòu)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，然后再組合成二級結(jié)構(gòu)與更高級結(jié)構(gòu)。所有的數(shù)學(xué)分支大體都有各自的位置。同時，在這個體系中也可以預(yù)測哪里將有新的分支產(chǎn)生，這樣使得以模式作為數(shù)學(xué)研究的對象，就容易為大家所接受。
　　數(shù)學(xué)知識的表示。數(shù)學(xué)也稱算學(xué)，數(shù)與算是相伴的兩個基本成分。數(shù)相當(dāng)于對象，是名詞、靜態(tài)的；算相當(dāng)于操作，是動詞、有過程。數(shù)與算組成復(fù)雜的算法或程序，而給程序以名字，又變?yōu)殪o態(tài)的名詞概念。這概念內(nèi)涵包含復(fù)雜算法，但形成的復(fù)雜概念可以整體來把握，減低思考復(fù)雜度，支持容易進(jìn)到高層的理解與思考。
　　數(shù)學(xué)對于每個概念成分都給出符號，由于數(shù)學(xué)概念建構(gòu)的性質(zhì)，數(shù)學(xué)知識可以用很規(guī)范的符號形式描述與推演。數(shù)學(xué)知識有非常規(guī)范的形式化表示體系，有了計算機(jī)與各種編程語言的發(fā)展，由底層的編程語言，發(fā)展出同數(shù)學(xué)符號相同層次的數(shù)學(xué)語言，可以逐步建構(gòu)出數(shù)學(xué)知識大廈。把編程的主要內(nèi)容與數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)適當(dāng)結(jié)合起來，是嶄新的數(shù)學(xué)教改思路。
　　
　　2，數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)特色過程
　　數(shù)學(xué)知識的獲得也是個人與外部客觀世界相互交互中建構(gòu)模式與重組模式以表示與解決問題的過程。
　　先回顧傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)的全部過程。
　　解決應(yīng)用題要領(lǐng)。由情境、實際生活、隱性書本知識來提出問題。
　　(1)觀察審題，找到最佳感覺；從幾種可能抉擇中選；無路時另辟路徑思考。
　　(2)借助符號，適當(dāng)進(jìn)行語言描述；依靠圖表，數(shù)形結(jié)合，理解數(shù)量關(guān)系；綜合利用自然語言、數(shù)學(xué)語言、計算機(jī)語言工具幫助。
　　(3)想方設(shè)法建立數(shù)學(xué)模型；正面建模，分析數(shù)學(xué)概念；分析、歸納、換元、反證法；配方法，甚至加上小學(xué)學(xué)習(xí)方法；發(fā)揮計算水平，求解純數(shù)學(xué)問題；逆向解決數(shù)學(xué)模型問題。
　　(4)回到實際，檢驗數(shù)學(xué)結(jié)果。
　　(5)正確表達(dá)，力求敘述完善以得到好評價。
　　這些傳統(tǒng)方法已經(jīng)很有深度。按LOGO思想或信息觀點——先分析領(lǐng)域知識的基本要素，條理化數(shù)學(xué)知識，用微世界知識表示形式軟件表示；設(shè)計程序，開發(fā)學(xué)習(xí)平臺，學(xué)習(xí)環(huán)境，支持?jǐn)?shù)學(xué)的問題解決。這里教學(xué)創(chuàng)新涉及教學(xué)內(nèi)容，涉及知識的條理化、知識的重組。還涉及方法與手段。
　　
　　3，應(yīng)用于數(shù)學(xué)教育領(lǐng)域：LOGO的實際課堂經(jīng)驗
　　貴州省基礎(chǔ)數(shù)學(xué)創(chuàng)新教育技術(shù)研究所的符美瑜老師的“通過LOGO數(shù)學(xué)實驗學(xué)數(shù)學(xué)”是一個有特色的案例。該案例有兩個特點，都很有創(chuàng)意。
　　(1)教師按課程標(biāo)準(zhǔn)將整個教材內(nèi)容仔細(xì)思考，分解出基本成分，每個成分都設(shè)計有基本程序和合適的參數(shù)。這些程序語句容易組合，成為程序段，賦予程序名，就組成復(fù)雜的函數(shù)。學(xué)生只要調(diào)用程序名，就可以畫出復(fù)雜的圖形、計算復(fù)雜的幾何量與數(shù)值。這里教學(xué)創(chuàng)新涉及教學(xué)內(nèi)容，變成可以操作的，這是很有特色的進(jìn)一步深入的起點。
　　(2)在WINLOGO的學(xué)習(xí)平臺上，學(xué)生調(diào)用現(xiàn)成的程序，改變合適的參數(shù)，可以做相應(yīng)的計算與作圖，從而觀察探索，在動手中理解相應(yīng)的概念。這時，可以先把程序看成黑箱，完全在數(shù)學(xué)的層次上學(xué)習(xí)。
　　到一定階段，學(xué)生可以打開某些程序，讀懂程序本身，看程序是怎樣編的，可以逐句運行，看每句的含義。由于中學(xué)數(shù)學(xué)概念簡單，意義明確，不難看懂；程序又可以運行，非常有趣。一般學(xué)生通過動手，把頭腦內(nèi)隱藏的概念外化，可視了，可以很容易地建構(gòu)起復(fù)雜的數(shù)學(xué)概念結(jié)構(gòu)。而程度好的學(xué)生，就會有自主探索新問題的欲望。動手中學(xué)，是現(xiàn)在時髦的做法，但如何用好可探索的環(huán)境呢?下面是符老師很巧妙的做法。
　　由教師設(shè)計、準(zhǔn)備好程序(目前已有大批現(xiàn)成的程序)，上課時進(jìn)行引導(dǎo)，讓學(xué)生動手操作。學(xué)生要么動手調(diào)用程序，進(jìn)行觀察探索；要么改變問題中的條件和結(jié)論，自行修改程序，探索新的規(guī)律。教師從旁幫助、啟發(fā)，最后進(jìn)行總結(jié)，布置課外作業(yè)。
　　在實踐中，教師不斷改進(jìn)數(shù)學(xué)實驗的設(shè)計，在課堂上容易組織群體討論。發(fā)展下去，自然會發(fā)展到用計算機(jī)編程，進(jìn)行數(shù)學(xué)建模解決真實的問題，進(jìn)而推動科學(xué)課程學(xué)習(xí)的創(chuàng)新。如果有健全的網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生也就逐步習(xí)慣在網(wǎng)上交流、討論與合作。這里在做(動手)中學(xué)，手腦并用，數(shù)形結(jié)合，左右腦交互，使難懂的數(shù)學(xué)概念變得容易懂，學(xué)生有效地克服了對數(shù)學(xué)的恐懼感，很少掉隊。
　　這樣，在教學(xué)方式上采用大課與練習(xí)課相結(jié)合的模式，與幾十年前開始流行的習(xí)題課類似，但當(dāng)時學(xué)生身邊只有紙和筆，而現(xiàn)在有了計算機(jī)做工具，并且有一批設(shè)計得很好的程序，所以學(xué)生容易人手，就像搭積木，在“做”中學(xué)，感覺非常有趣，很好地體現(xiàn)了上述先進(jìn)的LOGO思想的精華，同時又表現(xiàn)出明顯的教學(xué)效果。
　　
　　自然科學(xué)類課程：從概念層向客觀真實世界的發(fā)展
　　
　　數(shù)學(xué)教學(xué)新理念已經(jīng)重視從實際出發(fā)，因此科學(xué)課程的教學(xué)與數(shù)學(xué)有許多相同點。但科學(xué)類課程的學(xué)習(xí)與數(shù)學(xué)尚有兩個不同點。
　　(1)在熟悉客觀事實的基礎(chǔ)上，形成正確概念，掌握正確規(guī)律；到現(xiàn)場觀察，通過拍照留下記錄，或是人為設(shè)計條件，進(jìn)行各種實驗，觀察結(jié)果，推論規(guī)律；設(shè)計實驗，用各種儀器進(jìn)行搭建，用多媒體表示各種事物，實際是可以操作的微世界形式，進(jìn)行演示，多媒體提供輸入、觀察過程與結(jié)果的虛擬環(huán)境，定量數(shù)據(jù)收集，然后利用數(shù)學(xué)建立模型，發(fā)現(xiàn)規(guī)律。這是科學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)部分。
　　(2)在經(jīng)過抽象建立模型上，重要的是要建立正確的觀念，通常學(xué)生都會有自己的原始看法，或前科學(xué)概念。老師備課時，分析出新舊觀念的典型認(rèn)知沖突，出示給全體學(xué)生，利用反饋設(shè)備，得到反饋信息的整體統(tǒng)計。
　　
　　信息技術(shù)與語文學(xué)科的整合：走向非嚴(yán)格形式化的語義
　　
　　1，引進(jìn)要素建構(gòu)的方法論
　　把學(xué)習(xí)、研究的對象分解為基本成分(要素)，在這些成份的基礎(chǔ)上再進(jìn)行綜合，建構(gòu)成為不同層次的模型、模式(數(shù)學(xué)領(lǐng)域用語)或語義(語文領(lǐng)域用語)，從極其簡單的成分可以逐步建構(gòu)成非常復(fù)雜的信息世界。
　　語文材料模式的二維結(jié)構(gòu)。
　　
　　2，教與學(xué)的平臺設(shè)計
　　在語言學(xué)習(xí)中，學(xué)生主要靠自己的努力，而教師起引導(dǎo)組織的作用，教材是架構(gòu)師生交流的媒介。在課堂上，教師教學(xué)還需要按課堂可能出現(xiàn)的情況，按統(tǒng)一的教材寫出有針對性的教案，來引導(dǎo)組織學(xué)生的學(xué)習(xí)。可以按教案的各個不同的學(xué)習(xí)模式，利用現(xiàn)成的模板開發(fā)成分別的課件，然后再把各模式課件組裝起來。先在課堂上引導(dǎo)教學(xué)，然后課后提供給學(xué)生自習(xí)、練習(xí)。
　　可以把開發(fā)的語言軟件分為三個層次。
　　數(shù)據(jù)層把教材處理成數(shù)據(jù)(有內(nèi)涵的數(shù)據(jù))，包括把字典、詞典、語法庫、情境對話庫、課文庫等數(shù)據(jù)從庫中取出。
　　數(shù)據(jù)類型：漢字、拼音、其他語言、錄音、動畫、視頻等。
　　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：以文件為中心單位，其上有各種索引，而文件內(nèi)部數(shù)據(jù)還須分段斷開，斷開時還可能有層次、有一定的格式。
　　每個模板有相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式，套上去就是可以操作運行的軟件。如果數(shù)據(jù)與模板要求的格式不一致，需要先轉(zhuǎn)換。就需要轉(zhuǎn)換的程序。
　　模板層 模板把學(xué)習(xí)過程適當(dāng)分解成基本成分，對應(yīng)于教材的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)活動，如放一段錄音聽，記錄發(fā)音，出對比評價，對給出的選項作判斷，接受輸入漢字等，適當(dāng)分解后再組合起來成為模板。
　　模板分類：語音、寫字、聽力、對話閱讀、課文閱讀以及各種練習(xí)。
　　模板是可以操作的，每個操作有相應(yīng)的按鈕與后面的程序相關(guān)聯(lián)來反應(yīng)學(xué)習(xí)過程，這是開發(fā)的著力重點，具有一定的穩(wěn)定性(但也有若干參量，同一題目的題號，替換題中替換的個數(shù)，替換的次數(shù)，版面大小認(rèn)知，尺寸縮放，顯示與否這樣功能，體現(xiàn)模板一定的靈活性)。
　　平臺層 把教案所需的所有模板軟件再組裝起來，即成為當(dāng)前所需要的課件。
　　把教材內(nèi)容的數(shù)據(jù)放在窗口界面上，把各種有關(guān)的模板，作為菜單的選項按鈕。這樣既5Ge64eKVCpkqjRo7mTMQPg==可以隨意點擊菜單項，進(jìn)行操作、學(xué)習(xí)，又指明了一定優(yōu)化學(xué)習(xí)的順序。
　　開發(fā)好既為上課時教師可以靈活引導(dǎo)授課過程的教師平臺與指導(dǎo)學(xué)生課外自學(xué)復(fù)習(xí)練習(xí)與預(yù)習(xí)的程序，也是學(xué)生的學(xué)習(xí)平臺。
　　再進(jìn)一步設(shè)計教師教學(xué)設(shè)計支持平臺，首先是為專業(yè)人員開發(fā)的，再逐步為教師應(yīng)用開發(fā)的平臺。教師找到大量可用或類似的案例，如果不滿意，可以自由方便地修改。
　　
　　人文，藝術(shù)課程整合：若干需要深入研討的問題
　　
　　LOGO是方法論，它的使用不限于靜態(tài)的邏輯結(jié)構(gòu)與動態(tài)的邏輯思維，我們引進(jìn)“數(shù)”(數(shù)碼)與“相”(實體)的概念后，由于“相”所指可以是各種具體的客觀存在，包括視覺得到的表象、嗅覺得到的氣味，包含可以言傳的知識，也包含人們大腦中不可言傳的默會知識，人們可以用較為簡化的概念符號談?wù)摱鄻拥氖挛铩?br/>　　在互聯(lián)網(wǎng)上，人類相互交流時，明顯有幾個不同的過程。
　　人們在大腦內(nèi)有許多是默會隱含的知識形式，要交流時需要用文字語言表達(dá)，變成計算機(jī)可以傳遞的顯性信息。
　　計算機(jī)傳遞時，對于顯性知識可以進(jìn)行各種信息的處理加工，比如翻譯成其他語言，或加以簡化、加上標(biāo)注解釋等，都是機(jī)械信息的轉(zhuǎn)換。
　　當(dāng)人們看到傳遞的語言信息時，大腦的活動形成各種新的默會聯(lián)想與知識。
　　三個過程結(jié)合起來，就相當(dāng)于直接的人與人的交流。
　　非形式 符號化 非形式，人甲——文本1——文本2——人乙
　　相　機(jī)碼　機(jī)碼　鄰域相
　　這里機(jī)器接到文本知識時，丟了許多默會的信息，人類可能會通過各種語境把丟掉的信息補回來；而變到機(jī)器碼時，是否與原先的信息完全符合，是沒有把握的。
　　人有視覺器官，可以接受形象信息，效率非常高，圖形是靜態(tài)的結(jié)構(gòu)，可是人類缺乏自由表達(dá)形象的器官。要畫出想象的圖形，就要用基本成分、符號、語言、文字等基本成分組合來創(chuàng)造性建構(gòu)地表達(dá)。所以，僅有情境的感受是不夠的。人們的形象思維與邏輯思維，左右腦功能相輔相成、缺一不可。隱性形象的還需要用語言表達(dá)，才能交流。
　　從默會知識到可以言傳的顯性知識間的轉(zhuǎn)換是新的問題，默會的隱性知識可以用概念指向，但最后是否可以完整明確地表示，涉及大腦的構(gòu)造。默會的性質(zhì)，是一個哲學(xué)上尚待討論的問題。因此人文、藝術(shù)類課程的整合，涉及頭腦內(nèi)默會知識的表示，可能丟掉而失真，對其效果，有更多的保留。LOGO思想能否應(yīng)用于默會知識是尚待研究的問題，但并不妨礙LOGO思想在教育上作為方法論的價值。而且這類默會問題，在其他課程中也不同程度地存在，可以采取其他辦法來補救，需要大家繼續(xù)探討。
　　
　　幾點看法
　　
　　(1)信息的處理加工概念對于信息技術(shù)用于教育領(lǐng)域是極為重要的。信息具有三大屬性——傳遞，表示與處理加工。學(xué)習(xí)是知識信息的傳遞接受與處理加工，把學(xué)習(xí)只看做信息的傳遞接受也即強調(diào)記憶是落后的觀念，而新理念特別強調(diào)把學(xué)習(xí)看成知識信息的處理加工。因而多媒體技術(shù)與網(wǎng)頁靜態(tài)形式的知識表示，僅涉及信息的表示與傳遞，屬于傳播學(xué)的層次，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。容易理解自主、生成式、創(chuàng)新式的學(xué)習(xí)與群體合作性的學(xué)習(xí)(多樣意見的爭論與協(xié)調(diào))遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過編碼文本吸收式學(xué)習(xí)的效果。
　　(2)教育信息化觀念與技術(shù)兩個層面的相互關(guān)系。面向21世紀(jì)信息社會的教學(xué)改革，是以教育信息化為特征的。教育信息化包含了教育觀念的更新與充分應(yīng)用信息技術(shù)兩個層次的內(nèi)容，包含用信息方法分析所有教育現(xiàn)象(知識與教學(xué)活動)，這是觀念層面的信息化，從而可以進(jìn)，行優(yōu)化思考，使得教育形成科學(xué)(這里涉及本體層面的作用)，接著把易于信息化而又可能有效增強學(xué)習(xí)的成分開發(fā)成軟件，復(fù)雜的仍由人類教師來承擔(dān)，但優(yōu)秀的軟件可以增強人們的學(xué)習(xí)(這是工具性質(zhì)的)，所以人機(jī)結(jié)合是重要的原則。要探討技術(shù)如何恰當(dāng)促進(jìn)人類的學(xué)習(xí)，這是教育技術(shù)學(xué)的使命，信息科學(xué)是具有方法論性質(zhì)的學(xué)科。教育需要觀念與技術(shù)兩個不同層面的信息化緊密銜接，相互促進(jìn)，但都基于統(tǒng)一的方法論，共同推動教育的現(xiàn)代化。
　　(3)LOGO思想是深層的信息素養(yǎng)，是方法論，可以是教育信息化的統(tǒng)一的指導(dǎo)思想。為了順利實現(xiàn)教學(xué)改革，師生都要進(jìn)行信息技術(shù)教育，培養(yǎng)信息素養(yǎng)。也就是說這里應(yīng)該有個統(tǒng)一的指導(dǎo)思想，核心的方法論，那么信息素養(yǎng)是什么?什么是他的指導(dǎo)思想?這就是LOGO方法論的持續(xù)運用，導(dǎo)致計算機(jī)的誕生。計算機(jī)的巨大威力促進(jìn)現(xiàn)代信息概念信息學(xué)科也即工程或人造信息學(xué)的形成，LOGO方法論與信息科學(xué)已經(jīng)廣泛滲透到幾乎所有學(xué)科，也滲透到教育學(xué)，并理解對于師生信息素養(yǎng)的重要核心價值。它指導(dǎo)信息技術(shù)課程的有效開設(shè)，也指導(dǎo)信息技術(shù)與課程的有效整合，也會對思考教育技術(shù)學(xué)科發(fā)展前景的討論有很好的指導(dǎo)作用。當(dāng)然，教育是相當(dāng)復(fù)雜的，這個方法論的價值與局限，希望大家進(jìn)行評價討