信息技術學生實驗課程教學實驗研究
——以初中《計算機病毒與防治》單元為例

王秋爽，錢松嶺，董玉琦

(1.東北師范大學 教育學部，吉林 長春 130024；2.吉林大學 公共計算機教學研究中心,吉林 長春 130024；3.吉林師范大學 教育科學學院,吉林 四平 136000；4.上海師范大學 教育技術系,上海 200234)

根據教育部的統計，信息技術教育在中小學校基本普及，100%的高中、95%的初中、50%的小學都已開設信息技術必修課[1]。隨著信息技術教育在我國的普及，中小學信息技術課程的理論與實踐研究也日漸深入，人們開始對課程自身發展進行反思，本文嘗試以信息技術學生實驗課程作為信息技術學科內一種新的課程形態進行教學實驗研究，以期達到對中小學信息技術課程豐富和完善的目的。

一、信息技術學生實驗課程概述

信息技術學生實驗課程是以培養學生全面的信息素養為主旨，以實驗活動為課程組織方式，以使學生獲得豐富的信息處理經驗和真切的體驗為根本目的的一種課程開發模式。信息技術學生實驗課程具備與學科課程相對應的“經驗課程”與“活動課程”的基本屬性，但又與他們有所區別，一方面，信息技術學生實驗課程是在信息技術學科本身的知識邏輯框架之內，并不打破學科界限；另一方面，信息技術學生實驗課程是基于信息技術學科本身特定的“課程事實”進行實驗而開發的。

從課程哲學的發展上看，與實驗課程具有相似屬性的經驗課程經歷了“浪漫自然主義的經驗課程”“經驗自然主義的經驗課程”和“人本主義的經驗課程”[2]，“人本主義的經驗課程”以個體的主體價值體驗為課程核心，而信息技術學生實驗課程正是通過認識主體即學生對作用于環境的行動結果的反思進行有意義的建構、價值的生成。而當前信息技術課程存在著過分追求工具的效率，“控制”成了信息技術課程“工具理性”的突出特征，課程體現出的“只見技術不見人”為人詬病。信息技術學生實驗課程通過實驗活動的組織方式，使學生在實驗活動中進行體驗，在這個過程中，個體存在著對生活不斷創造與超越的可能性，從而使學生個性得到相對解放，使信息技術課程更能體現出教育的人文精神。

信息技術學生實驗課程的最直接的心理學基礎就是存在心理學，存在心理學“關心的是目的，而不是手段……它關心的是目的體驗、目的價值、目的認知、作為目的的人[3]”。存在心理學追求一種“高峰體驗”，“這種體驗可能是瞬間產生的、壓倒一切的敬畏情緒，也可能是轉眼即逝的極度強烈的幸福感，甚至是欣喜若狂、如醉如癡、歡樂至極的感覺……[4]”。信息技術學生實驗課程為學生提供一種體驗獨特個體知覺、獲得直接的、具體的、全息的認知的可能，學生通過自己的發現、驗證、合作、體驗來發展其社會性、自然性。

信息技術學生實驗課程蘊含著對理論與實踐關系的理解，近代受“唯科學主義”和“工具理性”的影響，實踐變為在“工具理性”支配下的技術行為，喪失了其中的倫理性與社會性，新教育社會學中的批判理論代表人物霍克海默指出：“理論并不是與實踐隔絕的，(批判)理論與其說是一種特殊的理論，倒不如說是政治實踐的智力部分[5]”。即實踐是在批判理性指導下的“反思行為”。信息技術學生實驗課程正是通過行動和反思間的動態相互作用而展開的，是在真實的情境中來考慮的，是在學生之間相互作用中進行的，意義創造和解釋是學生獲得知識的一部分。

以上簡要分析了信息技術學生實驗課程的哲學、心理學和社會學基礎，我們看到信息技術學生實驗課程在促進學生自我反思、個性解放、社會責任等方面的獨特價值，當然，實驗課程與信息技術學科當中傳統的“理論課”和“上機課”在促進學生發展的價值層面上并非對立，而是互補的關系。

我們開發了初中信息技術學科教學單元《計算機病毒與防治》，并展開教學實驗研究，深入探討信息技術學生實驗課程內在價值、內容開發及其有效性，從而豐富中小學信息技術課程理論與實踐，彰顯課程人文精神。

二、信息技術學生實驗課程的教學實驗

(一)教學實驗設計

教學實驗采用不等控制組設計，有兩個自然條件下的組(實驗班級和對照班級)，先對兩個組進行前測，然后第一個組實施實驗處理，第二組不接受實驗處理，經過教學實驗后，對兩個組再進行后測。

研究對象為某市某中學七年級A、B兩個自然教學班，A班(29人)作為理論教學對比班，B班(34人)作為實驗教學對比班。研究者選用相同的教學內容，分別采用理論教學的方式和實驗教學的方式對兩個班進行授課，如表1所示。

表1 實驗課程教學實驗不等控制組設計

自變量：本研究自變量為實驗組與對照組。實驗組接受實驗課程教學處理，教學一個單元，二課時。對照組不接受實驗處理。

因變量：因變量為參與實驗學生利用二階測試問卷所測得的分數。

控制變量：本研究控制變量是實驗組和對照組所測得的前測分數。

(二)研究工具設計

1.測試問卷及訪談提綱設計

本研究采用了二階測試問卷作為測試工具，在二階測試問卷中，每個問題的構成都有二階，第一階需要學生選擇“是什么”，第二階需要學生選擇“為什么”。采取此設計的目的在于：第一、二階測試問卷幫助學生意識到自己頭腦中的認知，并能夠了解其他學生頭腦中的認知。前者是學習者對自身認知并對影響這種認知的文化進行“自覺”的過程，后者是學習者對其他學生的認知及影響這些認知的文化進行學習、批判的過程。第二，測試工具能夠促進學生對自己的認知提供證據，是為了更精準地測量教學中需要考慮的要素，從而使得教學能夠更好地改善學習。結合教學單元《計算機病毒與防治》的實際教學內容，設計二階測試問卷主要包括計算機病毒的概念、工作機理、特征、預防、查殺等六個部分，具體為：計算機病毒的概念；文件中毒后的變化情況；程序、數據、軟件的概念理解；病毒在計算機中可以存儲的位置以及殺毒軟件的工作機理；病毒、惡意軟件、木馬程序、補丁程序的概念；計算機中毒的常見癥狀。共6個題目，為單選或多選形式。

同時還設計了教學之后的訪談提綱，主要包括學生對信息技術實驗課程的興趣度、對學生合作學習的效果，以及學習者通過實驗操作體驗和感悟三個方面，訪談對象從每個學習小組隨機抽取一名同學。

2.教學資源設計

本教學實驗中的教學單元《計算機病毒與防治》包括兩個實驗，實驗一：計算機病毒的攻擊；實驗二：計算機病毒的防治。學生課前通過《實驗手冊》對本單元的理論知識進行預習。《實驗手冊》的基本結構包括：基礎理論(概念 原理 特征 )、具體案例(感染—發作—清除)。

實驗操作過程中，以學生動手操作為主，教師進行適度合理的引導，使學生通過主體參與實現深度學習。通過這種學習方式不僅要求學生深入理解病毒概念，掌握查毒，殺毒和防毒的關鍵技術，還要了解病毒作為信息的一般工作原理，同時培養信息使用過程的安全意識。

(三)實驗課程教學實驗實施

首先，利用二階測試問卷對實驗組與對照組進行前測，了解學生學習起點；然后，根據學生學習起點進行教學資源設計，展開實際教學，教學時數為2課時(2節連上)；最后，在進行教學處理之后，利用二階測試問卷對實驗組與對照組再進行后測，并對學生小組代表進行訪談。通過以上環節進行數據收集。根據教學單元“計算機病毒與防治”的教學內容與學生實際情況將教學目標確定為：

1.知識與技能目標：掌握計算機病毒概念，了解計算機病毒的四大特性，知道如何預防計算機病毒；

2.過程與方法目標：學生通過自己動手實驗，能初步識別計算機病毒并能采取有效措施預防計算機病毒；

3.情感態度與價值觀目標：能與同伴合作的積極態度，認識到計算機病毒的危害。

具體教學流程如表2所示。

表2 教學流程

(四)教學實驗結果分析

1.前測結果分析

利用測試問卷，我們從計算機病毒的概念、工作機理、特征、預防、查殺等方面來考察。

學生的學習起點情況。被試對象為七年級A、B教學班全體同學共63人，回收有效問卷63份。統計結果如圖1所示。

圖1 前測一階問卷統計結果

題目中選對率最高僅為47.1%，不足半數，甚至有兩道題目正答率為0。從前測一階問卷的統計結果反映出，被試對象對于計算機病毒的概念、工作原理、特征、預防、查殺等方面的知識較為欠缺。那么，學生對這部分知識存在什么樣的認知呢？我們利用二階測試問卷得到學生們對這部分知識的理解，我們選擇部分代表性回答如表3所示。

表3 前測問卷二階統計結果

根據二階測試學生敘述原因的結果來看，我們分析如下。

第一題，學生的回答是基于已經安裝了殺毒、防護軟件的電腦中發生的現象，殺毒軟件會清除被感染的程序，清除時常常導致文件損壞，并且這兩種情況下都會有明確的文字提示(當然，殺毒軟件肯定不會承認是他們在殺毒時造成的程序損壞)。第二題，學生對與病毒對計算機危害的步驟劃分不清。第三題，大部分學生混淆這三個概念且不清楚三者關系。第四題，大部分同學有使用殺毒軟件的經驗，但是不清楚殺毒軟件的適用范圍只針對已被發現，且存于病毒庫的病毒。還不了解當有新型病毒或在磁盤引導區病毒時，通過殺毒軟件是不奏效的。第五題，大部分同學對其概念不清，對這幾個名詞之間的區別不了解。學生對于病毒和木馬基本上沒有區分，認為只要影響計算機使用的、不請自來的程序都是病毒。第六題，從學生作答的理由來看，學生從自身經驗中了解中毒后計算機變慢，容易死機的現象是普遍的，對于背后的原因，他們不是很清楚。

總之，學生對于計算機病毒概念、工作原理、特征、預防、查殺的理解存在偏差，學習起點不高。在接下來的教學中，我們在進行教學設計時，應該充分考慮學生的實際情況。

2.前后測對比分析

后測問卷編碼賦值規則如下：正確答案及其匹配理由(理由合理即可)得3分；正確答案及與其不匹配的理由得2分；錯誤答案及其匹配理由得1分；其余得0分。

在二階問卷調查結果統計表中，將前概念調查的對應列標記為“學前”，將學后變化調查的對應列標記為“學后”。前后測對比結果如表4所示。

表4 后測問卷賦分統計結果

通過表4可以看出，通過教學實驗，實驗課后測得分普遍高于理論課學后得分，說明實驗課程教學促進學生正確理解計算機病毒概念、工作原理等認知，根據前測二階問卷的原因分析，我們可以看出實驗課教學之后，學生的一些偏差認知得到有效矯正。

本研究對理論課前后測均值、實驗課前后測均值分別進行了成對樣本的t檢驗，檢驗結果如表5所示：對于理論課，后測均值比前測均值大約高0.217分，但未達到顯著性水平，t統計量的顯著性(雙側)概率為0.072(＞0.05)；對于實驗課，后測均值比前測均值大約高1.388分，達到顯著性水平，t統計量的顯著性(雙側)概率為0.001(＜0.05)。由此可以得出，經過實驗課之后，學生對學習內容的理解程度得到顯著提升，而理論課之后未達到顯著水平。

表5 成對樣本檢驗結果

三、研究結論

通過以初中信息技術學生實驗課程教學單元《計算機病毒與防治》為例，我們更加深入地認識到信息技術學生實驗課程的內在價值，并在課程內容選擇方面有了新的理解。信息技術學生實驗課程開發與教學一定會豐富中小學信息技術課程理論與實踐。

(一)信息技術學生實驗課程在培養學生信息素養方面具有獨特價值

通過實驗課程的教學實驗，信息技術學生實驗課程的價值至少體現在：

1.為學生提供了“體驗”的空間。激發了學生“通過建立在體驗性規律基礎上的符合規則的行動而對環境加以控制的人類的基本興趣[6]。”訪談中有學生表示“這個課，我上得好緊張，一點都沒有溜號，像是在打游戲，就把知識學到了，平時的理論課，要是下午上，我都特別困”。

2.為學生提供了“反思實踐”的可能。實驗課程的教學是一個行動過程，其中實驗計劃、實施和評價都是相互聯系有機統一的，學生對個體的知識建構，是在這樣的學習過程中進行批判性反思，有效矯正之前錯誤的偏差認知。如有同學表示“以前以為只要計算機有病毒，就一定會立刻壞掉，今天通過做了這個實驗發現，病毒時潛伏期的，在潛伏期病毒時不會發作，以后再使用電腦的時候，即使沒有不好使的情況發生，我也得注意查查病毒”。

3.促進“開放、合作”的學習文化形成，提高學習品質。實驗課程的教學“既向產生洞見和發明的新的可能性開放，又為形成獨特的個性結構提供充分的文化和人際資源[7]。”有同學說“這個課和以前的課的最大卻別就是，我們分了小組，在小組里我是數據記錄員，我必須要認真觀察每個環節，要不我把記錄寫不完全，影響了我們小組的同學。一堂課下來，雖然有點緊張，有點累，但是我覺得這樣我全弄懂了”“我在做病毒攻擊的那個實驗的時候，忘記了進入模擬系統，差點讓整臺計算機徹底壞掉，同組的同學及時發現了我的錯誤，提醒了我，多虧了她啊！”分組的組織形式實際上是為學生構建了一種社會性的學習環境，師生也是一種對話關系，學生群體成為學生個體知識建構的促進者，學生通過學習行為形成了“學習共同體”。

(二)信息技術學生實驗課程的開發向度

社會必然是信息技術學生實驗課程的開發向度之一，實驗課程目標要促進人的社會性發展。實驗課程“學習共同體”形成人的合作、理解、關愛等主體意識，生生之間、師生之間是一種“交互主體”的民主關系。學生作為信息技術學生實驗課程的開發向度之一，意味著實驗課程目標指向人的自主性發展，在實驗課程教學中，學生正是通過自我的體驗，自我的反思體現出了人的自主性；同時，學生在此過程中完成了自我知識的創造與建構。信息技術學科中特定的“課程事實”是實驗課程開發的重要載體，這意味著，實驗課程作為一種課程教學模式是與具有體驗、證偽等特性的某個知識點相連結，在微觀上有著實驗課程設計的可能，如本教學實驗讓學生對計算機感染計算機病毒后的“癥狀”這一特殊內容進行實驗。因此，信息技術學生實驗課程內容的選擇要考慮學科課程特定的課程事實，又要考慮實驗課程的基本特征。

(三)信息技術學生實驗課程教學的有效性

就《計算機病毒與防治》教學單元的教學實驗結果，通過前后測對比，對學生的學業情況進行分析，發現采用學生實驗課程的教學模式比理論課程的教學模式，學生學業成績明顯提升。信息技術學生實驗課程不僅可行，而且有效。

[1]教育信息化工作進展情況[EB/OL].http://www.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s7204/201302/148023.html,2014-12-15.

[2]張華.經驗課程論[M].上海:上海教育出版社,2001.271.

[3]A.H.馬斯洛.存在心理學探索[M].昆明:云南人民出版社,1987.65-66.

[4]馬斯洛.談談高峰體驗[M].北京:華夏出版社,1987.366-367.

[5]霍克海默.批判理論[M].重慶:重慶出版社,1989.236.

[6]S.Grundy.Curriculum:Product or Praxis?[M].London:The Falmer Press,1987.12.

[7]Philip H.Phenix,Transcendence and the Curriculum[J].Teacher College Record,1971,(73)：279-280.