義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)中“邏輯主線”的認(rèn)識與理解

李維明

●“邏輯主線”與“邏輯關(guān)聯(lián)”

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）構(gòu)建了邏輯關(guān)聯(lián)的課程結(jié)構(gòu)，并以數(shù)據(jù)、算法、網(wǎng)絡(luò)、信息處理、信息安全、人工智能為課程邏輯主線，按照義務(wù)教育階段學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，統(tǒng)籌安排各學(xué)段學(xué)習(xí)內(nèi)容。[1]這里提出了兩個(gè)概念——“邏輯關(guān)聯(lián)”與“邏輯主線”，應(yīng)該怎么認(rèn)識、怎么理解呢？

查閱《現(xiàn)代漢語大詞典》可知，“邏輯”是“與一般常情相符的規(guī)律”，而從哲學(xué)角度理解，邏輯就是事物發(fā)展的因果規(guī)律，也是認(rèn)識問題的某種思維方法。這兩種解釋都提到了一個(gè)詞，那就是“規(guī)律”。[2]《現(xiàn)代漢語大詞典》中對“規(guī)律”的解釋是“穩(wěn)定并反復(fù)出現(xiàn)的規(guī)則或條律”，因而邏輯就應(yīng)該是“與一般常情相符的穩(wěn)定并反復(fù)出現(xiàn)的規(guī)則或條律”，是事物發(fā)展的因果規(guī)則或條律，也是我們認(rèn)識事物的一種思維方法。由此出發(fā)，所謂“邏輯關(guān)聯(lián)”則可以理解為某些事物的發(fā)展變化之規(guī)則是相互關(guān)聯(lián)的，存在著千絲萬縷的聯(lián)系；所謂“邏輯主線”則說明某些事物存在著內(nèi)在的聯(lián)系，其規(guī)則是一脈相承、融匯貫通的。而我們在認(rèn)識這些事物的時(shí)候，就不能孤立地看問題，需要由此及彼、由表及里地去觀察、分析、處理，明確何“因”生何“果”，或明白此“果”為何“因”。

具體到課程結(jié)構(gòu)，義務(wù)教育信息科技課程內(nèi)容主要由三方面內(nèi)容構(gòu)成——獨(dú)立課程+融合課程+跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)，即“3～8年級單獨(dú)開設(shè)課程，其他年級相關(guān)內(nèi)容融入語文、道德與法治、數(shù)學(xué)、科學(xué)、綜合實(shí)踐活動(dòng)等課程”“具體學(xué)習(xí)內(nèi)容由內(nèi)容模塊和跨學(xué)科主題兩部分組成”。[3]其中獨(dú)立課程包括“在線學(xué)習(xí)與生活”“數(shù)據(jù)與編碼”“身邊的算法”“過程與控制”“互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與創(chuàng)新”“物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐與探索”六個(gè)內(nèi)容模塊及對應(yīng)跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題。這六個(gè)模塊內(nèi)容其縱向由課程的六條邏輯主線串聯(lián)，形成了層層遞進(jìn)、螺旋上升的內(nèi)容結(jié)構(gòu)；其橫向關(guān)聯(lián)的跨學(xué)科學(xué)習(xí)內(nèi)容與內(nèi)容模塊相互呼應(yīng)，共同構(gòu)成了邏輯相關(guān)的課程結(jié)構(gòu)（如下頁圖1）。

圖1

由縱向觀察，第一條邏輯主線是數(shù)據(jù)，其內(nèi)容的線條為“數(shù)據(jù)來源的可靠性——數(shù)據(jù)的組織與呈現(xiàn)——數(shù)據(jù)對現(xiàn)代社會的重要意義”；第二條邏輯主線是算法，其內(nèi)容線條為“問題的步驟分解——算法的描述、執(zhí)行與效率——解決問題的策略或方法”；第三條邏輯主線是網(wǎng)絡(luò)，其內(nèi)容線條為“網(wǎng)絡(luò)搜索與輔助協(xié)作學(xué)習(xí)——數(shù)字化成果分享——萬物互聯(lián)的途徑、原理和意義”；第四條邏輯主線是信息處理，其內(nèi)容線條為“文字、圖片、音頻和視頻等信息處理——使用編碼建立數(shù)據(jù)間內(nèi)在聯(lián)系的原則與方法——基于物聯(lián)網(wǎng)生成、處理數(shù)據(jù)的流程和特點(diǎn)”；第五條邏輯主線是信息安全，其內(nèi)容線條為“文明禮儀、行為規(guī)范、依法依規(guī)、個(gè)人隱私保護(hù)——規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)原則、安全觀——防范措施、風(fēng)險(xiǎn)評估”；第六條邏輯主線是人工智能，其內(nèi)容線條為“應(yīng)用系統(tǒng)體驗(yàn)——機(jī)器計(jì)算與人工計(jì)算的異同——倫理與安全挑戰(zhàn)”（如圖2）。[4]

圖2

這六條邏輯主線自身涉及的內(nèi)容是由信息科技知識體系的內(nèi)在邏輯決定的，其內(nèi)容是層層遞進(jìn)的，難度是漸次加深的，要求是逐步提高的。這種進(jìn)階的設(shè)計(jì)，既考慮了信息科技的知識、技能體系本身的理解、認(rèn)識及操作的難度，也考慮了義務(wù)教育各學(xué)段學(xué)生的心智水平的發(fā)展程度，因而在術(shù)語的表述、概念的理解、操作的難度上都有適合學(xué)習(xí)的安排。

例如，“算法”這條邏輯主線就以問題及解決為線索，以“身邊的算法”為切入點(diǎn)，并“借助學(xué)習(xí)與生活中的實(shí)例”去“分解”問題，“用自然語言、流程圖等方式描述算法”，逐步形成“解決問題的策略或方法”，以達(dá)到運(yùn)用算法解決問題的目的。在這里，既沒有算法定義生澀的描述，也沒有算法代碼冗長的表達(dá)，而是抓住使用算法解決問題的本質(zhì)，從問題的分解入手，以少年兒童熟知的學(xué)習(xí)生活為實(shí)例，用最平常的語言和框圖去描述、分析問題，最終形成策略或方法。

其實(shí)，從“問題分解”到借助“算法”載體形成“解決問題的策略或方法”的過程就是用計(jì)算機(jī)解決問題的一種普遍使用的方法。這種方法在網(wǎng)絡(luò)平臺的搭建及應(yīng)用的開發(fā)、信息數(shù)據(jù)的處理及應(yīng)用、信息數(shù)據(jù)的安全及防護(hù)、人工智能的開發(fā)及應(yīng)用等各個(gè)方面都廣泛適用。所以，“算法”這條邏輯主線是信息科技課程中最為基礎(chǔ)的邏輯主線之一，它和“數(shù)據(jù)”邏輯主線一起構(gòu)成了信息科技課程的基礎(chǔ)支撐。

因此，從橫向觀察，這六條邏輯主線并不是完全平行的，其中的“數(shù)據(jù)”“算法”貫穿了整個(gè)課程，為其他四條主線提供了數(shù)據(jù)和方法的基礎(chǔ)支撐。而各條邏輯主線的內(nèi)容之間相互交叉、相互聯(lián)系，共同形成了邏輯關(guān)聯(lián)信息科技課程結(jié)構(gòu)及邏輯主線貫穿的內(nèi)容體系。

另外，對于新課標(biāo)中描述的1～2年級和9年級的“融合課程”，其結(jié)構(gòu)與獨(dú)立課程基本相同，六條邏輯主線也貫穿其中，它和獨(dú)立課程一起共同組成了完整的義務(wù)教育階段信息科技課程。

總之，新課標(biāo)用邏輯主線串起了課程內(nèi)容，同時(shí)也搭建了邏輯關(guān)聯(lián)的課程結(jié)構(gòu)，這使得課程形成了一個(gè)“科學(xué)的、完整的、便于教學(xué)組織的學(xué)科知識體系”。[5]

●“邏輯主線”的教學(xué)價(jià)值

正如新課標(biāo)表述的那樣，“依據(jù)核心素養(yǎng)和學(xué)段目標(biāo)，按照學(xué)生的認(rèn)知特征和信息科技課程的知識體系，圍繞數(shù)據(jù)、算法、網(wǎng)絡(luò)、信息處理、信息安全、人工智能六條邏輯主線，設(shè)計(jì)義務(wù)教育全學(xué)段內(nèi)容模塊，組織課程內(nèi)容，體現(xiàn)循序漸進(jìn)和螺旋式發(fā)展”。[6]在這里，從課程設(shè)計(jì)者的視角考慮，六條“邏輯主線”用以“統(tǒng)籌安排各學(xué)段學(xué)習(xí)內(nèi)容”，這里的“統(tǒng)籌”“安排”包括了“設(shè)計(jì)”模塊、“組織”內(nèi)容、“體現(xiàn)”發(fā)展。

如果從課程實(shí)施者——教師的角度來考慮，這樣的“統(tǒng)籌”“安排”對開展教學(xué)活動(dòng)有什么價(jià)值？其優(yōu)勢何在？也就是如何正確認(rèn)識“統(tǒng)籌”的意義，運(yùn)用邏輯主線的統(tǒng)籌作用去實(shí)施教學(xué)，以理解模塊設(shè)計(jì)意圖、組織課程內(nèi)容教學(xué)、實(shí)現(xiàn)學(xué)生發(fā)展？首先需要了解“邏輯主線”的統(tǒng)籌價(jià)值，遵從學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，按照“小學(xué)低年級注重生活體驗(yàn)；小學(xué)中高年級初步學(xué)習(xí)基本概念和基本原理，并體驗(yàn)其應(yīng)用；初中階段深化原理認(rèn)識，探索利用信息科技手段解決問題的過程和方法”這一要求實(shí)施教學(xué)[7]，然后需要厘清知識體系的內(nèi)在邏輯，以其“邏輯主線”為脈絡(luò)展開教學(xué)，同時(shí)注意各條主線及各模塊內(nèi)容的邏輯關(guān)聯(lián)及遞進(jìn)關(guān)系，循序漸進(jìn)，螺旋上升，促進(jìn)發(fā)展。

由此看來，信息科技課程中的“邏輯主線”為教學(xué)實(shí)施提供了基本線索，每一條“邏輯主線”既是信息科技知識體系的內(nèi)在邏輯，又是課程內(nèi)容的主線脈絡(luò)，也是教學(xué)實(shí)施的重要抓手。在課程實(shí)施的過程中，要充分理解課程“邏輯主線”的內(nèi)含，了解其教學(xué)價(jià)值，合理運(yùn)用，提高課程教學(xué)效益。