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信息技术的发展促进信息技术课程的思考 王荣良rlwang 华东师范大学全国中小学计算机教育研究中心 苹果零售店里的顾客 信息技术课程是朵什么花 驿外断桥边 寂寞开无主 已是黄昏独自愁 更著风和雨 无意苦争春 一任群芳妒 零落成泥辗作尘 只有香如故 陆游 学生喜欢信息技术还是信息技术课 信息技术 从生产工具到消费产品 发烧友 沃兹尼亚克和乔布斯1976年 个人计算机参与商务应用 Visicalc程序 计算机文化论第一阶段是1985年在前苏联学者伊尔肖夫提出的 程序设计是第二文化 的影响下 国内几所重点高中开设了 程序设计 选修课计算机工具论第二阶段是受当时国际上通行的 工具论 的影响 原国家教委颁发了第二个试验教学大纲 教学内容增加了文字处理 电子表格和数据库等应用软件 开课年级向初中发展 选修课名称为 计算机课 信息素养论第三阶段是2000年起 教育部颁布了 中小学信息技术课程指导纲要 试行 课程名称正式由 计算机课 改成定位更加准确 内涵更为宽泛的 信息技术课程 信息技术课程发展历程回顾 Windows8来了 学校机房升级吗 iPad来了 信息技术课上什么 为什么要改名 信息 计算机 信息 计算机 信息早于计算机 信息技术课程仍然离不开计算机 信息技术教师 你是谁 信息技术教师 你在哪里 理论与现实夹缝中的生存信息化的大投入与地位边缘化信息技术教师 你为什么在这里 专业的错位与定位课程目标的非垄断性与教师整体专业化的垄断要求信息技术教师 你要往哪里去 专业发展的目标与路径信息技术课程中本体性知识的把握与真实的情境中用技术来解决问题 中国信息技术教育2008年第8期作者 王吉 张建鹏 信息技术课程 你是谁 信息技术课程需要思考 无限扩大信息素养内涵不利于国际交流不界定信息技术概念不利于学科同行交流过份强调项目学习能力不利于不同学科的交流 爱迪生的发明 技术的科学性 项目学习 正午测量 关于信息技术课程的思考 信息技术是什么信息技术课程教什么学习信息技术课程需要思考什么 20世纪技术发展的特点 技术同样来自于科学 但20世纪的科学更远离我们的日常生活经验 相应的技术威力更大 更难控制新技术显示了对我们生活世界的重新改造能力基因技术改变人类的自然属性信息技术改变人类的社会属性 我们如何对待高起点 低门槛的信息技术 信息技术发展现状 计算机与摩尔定律1970 s 中央处理器字长与速度1980 s 内存储器速度与容量1990 s 网络带宽2000 s 海量存储器与知识理解2010 s 云 里 物 里互联网与物联网网格 传感器普适计算与云计算Everywhere Everytime Everyone 信息技术领域的历史人物 计算机领域的典型计算装置 启示 对技术发展史学什么 了解技术发展的基本事实体验技术发展的基本特点教师的基本素养 技术发展是技术文化的一部分科学家轶事 众多技术发明的背景与过程技术发明的必然性与偶然性半导体 电话交换机 电视机PC总线 USB总线 莫尔斯发明的电报机 人 机 物三元社会模型 后计算机时代 后摩尔时代后PC时代后IP时代 信息技术的发展 一切皆可计算 信息技术的核心问题 智能 计算机科学的追求可以归结为三个基本问题 巴贝奇问题 构造执行程序的计算机布什问题 人与计算机组成的开放社会图灵问题 计算机模拟和放大人的智能计算机应用的难题最终几乎都归结到语义的理解 解决此难题主要依靠脑科学的进展 工程上取决于将高维 无序 海量数据转化为有序 可管理 易检索的知识 信息技术课程 人 信息与工具 工具处理信息 人运用工具处理信息 人处理信息 具有思考的课程才是有生命力的课程 信息技术课程不是以学习简单的操作为目标 更重要的是学会思考典型思维举例编码 IP地址优化 数据压缩自动化 文件保存人机关系 多种文件格式有很多很多值得思考的化繁为简 时空转换 软硬件平衡 纠错容错 科学方法 观察 假设 理论 人类对计算本质的认识过程计算手段的器械化 算盘等 计算过程的形式化 图灵模型 计算执行的自动化 冯 诺依曼模型 不同领域的思维特点数学 推理物理学 Galileo sGravityExperiment经济学 人与社会生活的关系伦理学 TheTrolleyProgram像计算机科学家一样思考计算机科学在本质上源自数学思维 它的形式化基础建筑于数学之上 计算机科学又从本质上源自工程思维 因为我们建造的是能够与实际世界互动的系统 计算机科学是数学和工程思维的互补与融合 算法思维 算法思维描述算法思维能够清楚地说明问题解决的方法能够将一个复杂问题转化成若干子问题并将其进一步简化 以达到解决问题的目的算法思维能够清楚地理解问题解决的规则能够认识到问题的起点 边界和限定范围 按部就班地完成任务或解决问题算法思维能够清楚地分析问题解决方法的优劣能够设计与构造操作步骤更少 更经济的算法算法思维特征算法思维是一种问题求解的思维方式算法思维是一种形式规整的思维方式算法思维是一种人机共存的思维方式 摘自 王荣良信息技术课程中算法学习的价值探索中国电化教育2008 8 算法思维的显性教学 从程序设计中感受算法思维算法是教学的核心 程序设计是教学的途径 程序设计语言是教学的载体从修改代码中感受算法思维阅读程序测试程序修改程序 参数 语句 结构 从程序调试中感受算法思维语法错误的调试有助于语言的学习逻辑错误的调试有助于算法思维的体验 案例 Kodu编程 Kodu编程 课程是以Kodu游戏开发环境为学习载体 以实践 探究 合作为学习方式 以学习编程技术 发展算法思维 培养实践能力 体验成功快乐 全面提升信息素养为目标的课程 掌握必要的编程知识与技能Kodu软件的基本操作 对象和场境的设计方法 语句与编程发展基本的算法思维事件的表述方式 执行的步骤化 人类语言与编程语言的比较 从对故事描述到计算机系统表达的过程培养解决问题能力叙事能力 创新能力 合作能力 质疑能力实施快乐的学习体验学生在开发游戏过程中学习知识与技能 发展思维 提升能力 体验学习的快乐 算法思维的渗透 算法思维是运用信息技术的视角思考问题 解决问题的一种表现形式算法思维是高速发展的信息科技领域中相对稳定的内核算法思维的表征工程化的思维方式 严谨 规范 可重复人机共存的思维方式 充分发挥机器的性能优势隐性算法思维的挖掘活动实施计划体现算法思想 例如流程图的运用应用软件中已内含算法 例如讨论计算机为什么会自动运算 案例 开始做小报啦 教学目标分析知识与技能知道小报的基本组成部分 了解流程图的基本构成和作用 并根据制作小报的先后顺序 学习绘制相关的流程图 掌握启动 WPS文字 的方法 并认识其窗口的组成 过程与方法通过对小报样例的分析 知道小报的的基本组成部分 通过集体讨论 尝试交流等方法 学习制作一份电子小报的流程图 通过旧知迁移 对应比较等方法 掌握启动 WPS文字 的方法 并认识其窗口的组成 情感态度价值观通过绘制流程图 养成在日常生活中 合理有序做事的好习惯 通过使用我国自行开发的文字处理软件 WPS文字 提升民族自豪感和自信心 教学流程情景引入 出示课题 认识小报组成部分 制作小报的流程认识 WPS文字 总结 超越技术的教育价值 三种思维算法思维工程思维批判性思维六种能力工程化表达与实施能力全局观和优化能力满足设计功能和符合设计要求前提下发挥个性和创造能力对工具的合理运用 操作 表达和构思能力质疑与信息辩别能力多种思维综合运用能力 工程思维 工程思维就是在工程的设计和研究中形成的思维 是一种筹划性的思维 工程思维是工程技术人员综合运用逻辑思维 形象思维和顿悟思维分析和解决问题的思维能力 工程思维是运用各种知识解决工程实践问题的核心 工程设计思维工程实施思维工程消费思维信息技术课程中的工程思维教育工程思维的全局观工程思维的逻辑观工程思维的方法观 摘自 王荣良信息技术课程之工程思维辨析中国教育技术装备2012 7 批判性思维 批判性思维是一种怀疑 审慎的心态 是一种理性精神 思维品质和人格特征课程的发展性批判性思维是评估或建构的过程 是一种价值判断的过程机器思维与人类思维批判性思维