面向學科思維的信息技術課程設計

對話嘉賓：

祝智庭：華東師范大學終身教授，教育技術學博士生導師；現任華東師范大學教育信息化系統工程研究中心主任暨上海數字化教育裝備工程技術研究中心常務副主任；兼任教育部教育信息化技術標準委員會主任、國家發改委促進智慧城市健康發展部際協調專家組成員、全國教育科學規劃領導小組成員暨教育信息技術學科組組長、全國信息技術標準化委員會專家委員、北京市教育信息化專家委員會副主任、上海市信息化專家委員會委員、國際標準組織ISO IEC/JTC1 SC36-WG6聯席、聯合國教科文組織（UNESCO）ECNU聯系中心副主任暨首席專家、多家國際學刊編委等職。

主要研究領域：教育信息化理論、教育信息化頂層設計與系統規劃、教育信息化系統架構與技術標準、網絡教育應用、教學與訓練系統設計、面向信息化的教師發展、技術促進教育文化變革等。已承擔國家與省部級項目20余項，在國內外發表論文270多篇，出版著作40多部。

對話嘉賓：

劉姝弘：天津大學碩士研究生，天津市第四中學高中信息技術教師，天津市特級教師。“全國中小學信息技術創新與實踐活動”教學實踐評優賽項評委，全國青少年機器人競賽裁判，天津市中小學“265農村骨干教師培養工程”授課專家、講師團成員，天津市“千名計劃”培訓實踐基地領銜教師，天津市信息技術優質課評審專家，天津市科普項目評審專家。參與編寫全國新課程標準信息技術教材2本、教師用書1本，面向全國發行；主持和參與10項國家、市區級課題研究，獲天津市基礎教育教學成果一等獎，并有10余篇論文在全國、市、區各級刊物發表或獲獎；組建學生信息技術俱樂部、智能機器人活動室，指導學生獲國家級獎勵10余項，市級一等獎60多項。

對話教育技術專家

面向學科思維的信息技術課程是期望學生將信息技術學科思維方式合理遷移至日常生活與學習之中，將信息技術的學科方法滲透到解決信息問題之中，成為信息化社會的問題解決者、革新者和創造者。

劉姝弘：信息技術的迅猛發展給當今社會帶來了翻天覆地的變化，人們每天都在享受著信息技術所帶來的便利。隨著信息技術的發展，信息技術課程也在不斷地發展變化。祝教授，請您介紹一下在中小學信息技術課程的發展過程中都出現了哪些課程開發取向？

祝智庭：國際上的中小學信息技術課程可以追溯到上世紀70年代的計算機教育，我國的計算機教育是從上世紀80年代中后期開始的。近十年來，隨著計算機、網絡技術的發展，以及人們對技術與社會關系認識的深入，它逐漸演變為一個目標多元、內容豐富、方法多樣的現代教育領域，并成為許多國家中小學的基礎教育課程。綜合信息技術課程的發展特點，可概括為“面向學科知識”“面向學科工具”和“面向學科思維”的三種課程設計取向。

面向學科知識的信息技術課程是以學科邏輯為依據，圍繞學科知識與技能設計與開發的課程。受上世紀80年代“程序設計文化”觀念影響，早期中小學計算機課程主要是通過“程序設計語言”展開的。例如，我國中小學計算機教育起始階段就是將“發展學生程序設計技能”作為主要教育目標，學習內容主要包括“基本的BASIC語言，讀、寫程序和上機調試”等程序設計知識。從教育發展來看，面向學科知識的計算機課程為青少年創造了接觸和了解計算機的機會，推動了中小學計算機文化的普及。但是從學生心理發展和實踐效果來看，它脫離了具體的生活情境，忽視了學生自身學習特點，并在抽象地向學生灌輸程序設計知識的計算機課程實施過程中，出現了“知識學不懂、語言學不會、計算機課程流于形式”的問題。

面向學科工具的信息技術課程強調技術工具的應用特征。上世紀90年代計算機操作系統和應用軟件日趨成熟，一些數據庫管理系統、電子報表系統、文字處理系統開始安裝到微型計算機上，越來越多非專業的人員開始從事計算機應用工作。社會對計算機應用的現實需求促使中小學計算機教育從“程序設計”轉向“工具應用”，中小學信息技術課程內容也從前期的“程序設計”發展為“計算機基本組成、計算機基本操作與使用、計算機常用軟件介紹、計算機對現代社會的應用”等實用性技能。這種“學以致用”工具性課程開發取向有其存在的合理性，一定程度上激發了學生的學習動機，特別是對即將畢業尋找工作的高年級學生來說，有助于他們掌握一些在社會生存中實用的計算機操作技能。但是，從教育發展來看，基礎教育畢竟不能等同于社會職業教育，其最主要的任務還應是促進學生綜合素質的全面發展。

面向學科思維的信息技術課程注重學科知識與學科思維發展的結合，其目的是幫助學習者在知識學習的過程中形成獨特的信息技術學科思維方式，全面理解現代信息世界。多元智能專家霍化德·加德納教授在對學生多元智能發展研究中指出，“只限于學科知識的學習雖然可以暫時增加學生的信息量，但過于強調知識記憶也會導致學生喪失解釋新問題的能力，這就需要尋求一種新的教育設計方式，即面向學科思維的課程”。面向學科思維發展的信息技術課程擺脫了“純技術”教育的狹隘觀念，從社會生態學的視角來理解信息環境中各要素的關系，引導青少年在“學技術”“用技術”的基礎上，從現實情境中批判性地認識技術變革給社會發展帶來的整體影響，應用學科思維解決信息社會生活中的現實問題。

劉姝弘：隨著信息技術“傻瓜化”和“日常化”應用的不斷增多，引發了學校信息技術課程究竟應該“學什么”的爭論與困惑，甚至對中學開設這門課程的必要性產生了懷疑。正當大家困惑彷徨之際，您提出了面向學科思維發展的信息技術課程設計思路，為中學信息技術課程的建設和發展指明了方向。祝教授，請您談談面向學科思維發展的信息技術課程設計思路、框架與結構。

祝智庭：面向學科思維的課程設計是知識技能學習與應用情境的結合，它不僅關注學生需要學習“哪些內容”，同樣也引導學生理解“為什么要學這些內容”“怎樣學習這些內容”，以及“如何用這些內容進行專業交流”。因此，面向學科思維的課程設計既不能脫離“知識”孤立地談“學科思維”，也不能忽視“學科方法”講普遍性的“思維方式”，而是要在綜合分析學科結構、學生特點、社會需要的基礎上，對學科課程的學習緣由、知識內容、探究方法和交流方式進行一體化的架構。

首先，要樹立科學、技術與社會（STS）三元課程觀。科學技術革命引發了生產工具的變革，同樣也使得整個“科學范式”發生了根本性的轉換。在此過程中，如果人們缺少了對人、科學技術、社會一致性的思考，忽視技術生態“范式”的重新建構，就很有可能會引發人類生存環境的潛在危機。STS課程觀以學科綜合、生活應用等多樣化的方式描述科學技術與社會的關系，將學生的個人生活、科學技術和社會發展等有機結合起來，實現人、科學技術和社會的一體化的教育。在實施方式上，STS課程觀強調應為學習者學習科學技術提供一個真實的社會情境，其中既包含了技術原理上的知識，也融入了生活應用等其他方面的因素，這種課程理念本身就具備發展學生創造性的教學環境特點。因此，承擔著培養數字化公民的中小學信息技術課程就需要樹立STS的科學課程觀，實現知識學習、技能掌握、思維發展的統一。

其次，要融合原理、方法與工具三類知識。一門充分發展的學科課程應有其獨特的核心概念、邏輯結構和表達方式，以此反映學科課程的本體價值。中小學信息技術課程作為一門基礎性課程同樣需要明晰知識結構，辨清邏輯關系，融合課程本身所固有的原理、方法、工具三類知識。2013年英國教育部重新修訂完成了中小學信息技術課程標準。該課程標準從信息技術領域的核心概念、關鍵過程、技術工具等方面構建內容體系，從“程序與計算”“數據與表征”“抽象與設計”“交流與合作”等維度出發形成結構框架，突出“計算（Computing）”在本學科的核心地位。可見，面向學科思維的信息技術課程也要對學科原理、方法與工具三類知識進行融合，構建課程內容體系，明確核心概念，理順要素關系，并通過引導學生理解信息技術學科的本體價值，發展學生獨特的信息技術思維方式。

最后，課程還應滲透信息技術學科方法與探究過程。學科課程的本質特征既取決于它特有的學科邏輯體系，也表現在它獨特的研究方法和話語體系。科學的學科課程既要包括重要的學科事實、概念、法則、理論，也要反映出探究方法、認知活動的邏輯操作和思維方式。因此，中小學信息技術課程的建設還應幫助學生了解信息技術學科的話語體系和探究方法，鼓勵學生用信息技術的學科方法和研究過程去理解信息現象，思考信息問題。梳理國內外信息技術課程的最新研究成果，“關注學科思維發展的關鍵過程，強調學生通過‘交流’與‘合作’的方式，體驗利用信息技術獲取、分析、判斷、加工、綜合、創新、發布信息的過程，激勵學生嘗試使用‘結構分析’‘模型設計’‘程序開發’和‘調試完善’的學科方法進行信息交流”已成為信息技術課程改革的重要特征。

劉姝弘：信息技術課程在合理安排信息知識與技能、強調學生信息技術解決問題的應用行為時，更需要關注學生利用信息技術處理問題的內在思維發展，形成利用信息技術認識世界的獨特思維方式。請祝教授談一談，在信息技術課程中應著重培養學生哪些思維方式？

祝智庭：你說得沒錯，信息技術課程更著重于幫助學生形成利用信息技術認識世界的獨特思維方式。這些思維方式主要包括計算思維、設計思維和批判性思維。

信息技術課程需關注學生計算思維。算法是應用于計算機中產生特定結果的一種精確、系統的方法。從技術實現來看，它直接體現著計算機解決問題的方法與過程。從人機互動的角度來看，滲透了算法的計算思維是人與機器（計算機）一種重要的可以共通的思維方式。近年來，隨著信息技術工具的普及與推廣，算法思想已廣泛滲透于人們的日常生活、工作與學習之中。發展學生計算思維就是要“像計算機科學家”那樣去思考信息化問題。當然，這些問題絕不只是應用于計算機科學領域，它適合信息技術所滲透的每一個角落。當前，高度信息化社會的思維方式已超越了傳統計算機環境中“為計算而思維”的學術觀念，將其放在了信息化社會大背景下進行研究，形成“用計算而思維”數字化生存的普適理念，以算法為核心的關注人機互動的計算思維已成為信息化社會中處理問題的一種重要思維方式。

信息技術課程需關注學生設計思維。設計是一種創造性的規劃活動，其目的是為事件、過程、服務以及在整個活動周期中所構成的系統建立一個高效組織方式。設計思維正是設計者經過相應的設計活動或學習相應的設計知識后，所具備的擅長于設計的專業技巧，是一種特殊的思維形式，表現在處理問題上包括“現象分析”“問題識別”“事實表征”“概念產生”“方案形成”“方案評價”的過程。從表現形式來看，設計思維更強調通過形象化、結構性的方式來表示設計進程中模糊的屬性，以此來明確所需設計的作品和研究過程的方案。如今，隨著越來越多的信息技術應用于人們的生存空間，怎樣區分復雜的信息現象，如何基于現實需要合理選擇技術工具，怎樣制定與驗證應用信息技術解決問題的可行方案，都是對信息化社會成員設計思維的考查。通過信息技術課程發展學生的設計思維也有益于學生將所學習的信息知識與技能遷移于解決實際的設計問題之中。

信息技術課程需關注學生批判思維。所謂批判思維是指人們對某種事物、現象和主張發現問題所在，并根據特有的思維邏輯作出的理性思考。它指向了“價值判斷”這一核心要點。近年來，青少年接觸信息技術和媒體信息的頻度和時間迅速增長，也引發了“迷戀電視”“沉迷網絡”等嚴峻的社會問題。因此，青少年如果缺少了對信息及信息工具的批判意識與分析能力，將個人陷于信息技術固有的程序控制之中，也就很有可能成為信息技術的“奴隸”，并被技術所“異化”。2008年，國際教育技術協會（ISTE）分析了學生使用信息技術工具中的現實問題，重新修訂了“面向學生的教育技術標準（NETS·S）”，并將批判思維作為一項重要內容標準，明確提出要“發展學生批判思維的技能，引導學生合理地使用數字化工具和資源并作出信息選擇與判斷，解決具體問題”。因此，發展學生的批判思維，提高學生對信息應用的自控能力和價值判斷是中小學信息技術教育的內在價值之一。

劉姝弘：計算機的無處不在，網絡的日臻發達，智能手機的大量普及，智能家電的迅速崛起，無不映射出人類與信息技術日益緊密的融合。青少年是這些新技術的最大用戶群和追隨者，因此當前的中學信息技術課程也面臨著重重困惑。祝教授，請您分析一下應該如何重構高中信息技術課程，才能實現知識技能與方法過程的統一，發展學生信息技術學科的思維能力？

祝智庭：其一，建立信息技術學科思維的表現性標準。表現性標準解釋了在一定學習水平層次上學生應表現出來的行為特征，是一種可操作性的、具有等級特征的標準體系。從應用效能來看，它既可以把抽象的學習目標細化為可操作性的具體要點，也可以表述這些具體要點之間的相互關系，保持學習目標的整體特征。在面向學科思維的課程設計中，為了能明確學科思維的具體學習結果，知道學習結束后所應具備的信息技術的學科能力，就有必要建立與之相對應的表現性標準。建立一套清晰、具有可操作性的信息技術學科思維表現性標準，既有利于師生對學科思維的理解，也便于組織教學內容，有針對性地開展教學。

其二，設計與表現性標準一致的學科知識結構框架。學科思維之所以能夠對學科規律作出間接的、概括的反映，一定程度上它是以學習者自身的知識經驗為基礎的。沒有足夠的知識經驗，學科思維也難以很好地發揮作用。信息技術課程的重構也需要按照信息技術科學的內在邏輯體系和學科思維的表現性標準建構與之相對應的知識結構和內容框架。借鑒國際先進研究成果和國內經驗，可以通過分析信息技術自身的原理、方法和工具特征，梳理其中的核心概念和內在關系，從計算、通信、控制三個維度建構促進高中學生信息技術學科思維發展的知識結構框架，將此融合于學科活動情境之中，為學生提供解決信息問題的知識與技能支撐。

其三，組織信息技術學科思維遷移的教學活動。面向學科思維的信息技術課程是期望學生將信息技術學科思維方式合理地遷移至日常生活與學習之中，將信息技術的學科方法滲透到解決信息問題之中，成為信息化社會的問題解決者、革新者和創造者。從現代學習心理學理論來看，思維的發展是一種富情境化的過程，脫離了真實情境的說教式教育很難真正實現學生思維能力的遷移。國外一些學者在發展學生思維研究中開發了面向問題的學科思維發展模式，通過“學科情境問題、專業思考與探究、情境問題表述與解決、深入交流與反思”的方式將學生學科知識的建構與學科思維的發展結合在一起。因此，為了促進學科思維的學習遷移，高中信息技術教學活動就不應停留于知識的講解和技能的操練上，同樣還需要創設隱含計算方法的、與學生生活和學習相類似的學習情境，引導學生在其中發現計算問題，并應用信息技術學科方法設計與解決問題，將學科思維遷移于真實的問題情境中，逐步完善和發展這種思維方式。

劉姝弘：據了解，目前國家正在修訂高中信息技術課程標準，我想不久的將來信息技術教材也將隨之變化。您認為在未來的新教材中應該如何體現信息技術的學科思維？

祝智庭：教材是制約學校教學的一個重要因素，它在一定程度上直接影響著學生學科思維的發展。信息技術教材受知識更新快、實踐應用性強、技術環境要求高等因素的影響，面向學科思維的信息技術教材建設本身就具有了特殊性。

從教材結構來看，信息技術教材要突出項目活動的設計。思維教育強調的是知識學習與能力提升的結合，其目的是在活動過程中利用原有知識和當前信息生成新的知識，理解生活中的世界。項目活動是以自主探究為基礎，強調應用學科知識、方法或思維方式去解決實際問題的一種學習方式。它鼓勵學生在活動中發現問題、尋求信息、解決問題、建構知識，突出了“用中學”。因此，信息技術課程是活動性較強的課程，其教材在組織結構上就需要設計出一些與學生認知能力相符合的項目活動，這種活動要和學生的生活相結合，與學生的學習相結合，與其他學科內容相結合，通過真實的活動促進學生建構知識，發展思維，形成創新能力。

從教材內容來看，信息技術教材要科學滲透學科概念邏輯結構，反映信息技術學科領域特有的“話語體系”。前面講過，一門充分發展的學科課程要有其特有的核心概念、邏輯結構和獨特的表達方式，以此反映其本體價值。信息技術課程作為中小學的基礎性課程，其教材內容的組織也要體現出該學科的核心概念，梳理出概念之間的邏輯關系，清晰地呈現知識內容結構，讓學生感受到信息技術學科領域的“話語體系”，通過學科“話語體系”與他人交流，理解并解決問題，發展學科思維。

從教材呈現方式來看，信息技術課程要加強數字化學習資源的開發和應用，朝著“智慧課程”方向發展。信息技術課程的知識更新快、實踐性強、技術環境要求高等因素對教材建設提出了新的挑戰。數字化課程的“富媒體性、交互性、關聯性和開放性”的技術優勢不僅可以隨時拓展信息技術的學習內容，也有益于學生利用信息技術環境去學習信息技術。而且信息技術課程最適合于嵌入創客教育內容，因此要注意“創材”（創客教育器材）的開發。最近我提出智慧課程的學習資源生態觀，認為課程資源應該包括學材（面向知識學習）、習材（面向技能發展與綜合應用）、創材（面向創造潛力發展）。我熱切希望修訂后的信息技術課程能夠真正突破傳統的課程框架，為智慧教育發展開辟道路。

鳴謝祝智庭教授團隊的李鋒副教授為本文所做的重要貢獻。

對話印象

和藹的祝智庭教授

初識祝智庭教授是在12年前，當時我有幸參與到新課程的教材建設中，參加了普通高中國家課程標準教科書的編寫工作。更幸運的是，我們請到了在國內外聲譽卓著的祝智庭教授做教材主編，這使我有機會與全國教育信息化領域最著名的教育專家、學者共事。

本以為像祝教授這樣泰斗級的人物、大牌專家可能不好接近，沒想到第一次見面就感到祝教授是那樣和藹可親、平易近人。在我們面前他從不擺架子，非常樂于傾聽我們這些來自一線教師的意見和建議，他認為我們的想法是最接近事實的。從祝教授那里，我也了解到了許多國際上的前沿知識和理念，明白了什么是做研究，什么是教育上的創新。

睿智的祝智庭教授

祝教授是親切和藹的，更是睿智機敏的。這一點在編寫教科書的過程中，我感受頗深，印象深刻。記得在上海和天津研討時，祝教授無論多忙都會親自和我們一起商討教科書的設計，如案例選取、內容編排等。他對新課程標準和理念的深刻理解及分析，對新教科書方向和基調的準確把握及定位，讓我們所有編者無不欽佩折服，他的理念與思想使我們明確了方向，增強了信心。

祝教授說：“課程發展就是教師的專業發展，教師和課程改革是共同成長的。”正是祝教授在學術和專業上的引領點撥，使我迅速實現了專業化成長，成為課程改革和發展的親身實踐者和受益者。

高效的祝智庭教授

祝教授身兼數職，工作無比繁忙，卻極為高效。這從祝教授承擔了國家與省部級項目20余項，在國內外發表論文270多篇，出版著作40多部的豐碩成果中可略見一斑。

這次應《中國信息技術教育》雜志的邀請與祝智庭教授對話，我是抱著試試看的心理開始的。因為我知道祝教授有多么忙碌！沒想到祝教授接到我的電話后欣然應允了，讓我著實感動。暑假本是休息時間，我卻不得不總是打擾祝教授，心里很是過意不去。但是祝教授每次的回復都非常迅速，這讓我看到了什么是高效率的工作，汗顏之余更暗下決心要好好地向祝教授學習！這就是我熟悉的祝智庭教授，從他的身上我受益無窮！

——劉姝弘