信息科技课程知识分类及教学价值

【摘要】学科知识是抵达核心素养的起点，要实现核心素养培养需要回归教学本原，需要重新认识、定位、分析、梳理学科知识。信息科技知识是信息科技课程的基本构成和基础要素，承载着课程逻辑和课程思想，是学生核心素养的逻辑起点。笔者根据卢卡斯知识分类的启示，结合学科特质，将信息科技课程知识分为陈述性知识、程序性知识、策略性知识、价值性知识和基因性知识五大类，并从教学角度阐明相关教学建议与价值。【关键词】知识分类；信息科技；核心素养；学科基因自《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》颁布以来，全国掀起了信息科技教育变革的浪潮，各种新课标的理念解读不断，各种新课程的实践探索不断，所有目标共同指向课程的育人价值——核心素养。核心素养是学生通过课程学习逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力[1]。如果把核心素养比喻成“目的地”，那么“出发地”是学科知识，课程的教与学就是“行驶过程”。因此，在探讨如何提升核心素养的问题上，我们应该试着回归教学本原，重新认识、定位、分析、梳理学科底层知识，来对标教育变革背景下的有效教与学。信息科技学科知识的价值信息科技学科知识有狭义与广义之分。狭义的知识指信息科技学科具体知识点；广义的知识可以理解为信息、理解、技能、价值观和态度，也是学习者在经历教学活动之后获得的学习结果[2]。本文讨论的知识主要指具有广义特性的信息科技知识，其价值主要体现在以下三个方面。第一，学科知识是一门课程的基本构成和基础要素，是区别于其他课程的重要属性。信息科技学科知识主要指向“以数字形式表达的信息及其应用中的科学原理、思维方法、处理过程和工程实现”[3]。由此可见，学科知识除了学科具体的知识，还会涵盖与知识相关的理解、思维、实践、应用与创新等。第二，学科知识承载着课程逻辑和课程思想。信息科技作为一门新兴课程，其发展具有多维性，既包含师生发展与进步，又涵盖课程自身的发展与演进。随着教育变革与教学推进，课程的发展日趋完善，课程逻辑与思想也会越来越显现。课程逻辑和课程思想比学科知识要上位，但需要下位的学科知识进行传递和呈现。第三，学科知识是学生核心素养的逻辑起点。学生在每一堂课中亲历的实践学习过程，以及由此而“悟”得的知识，对未来学生核心素养的养成价值极大，这是信息科技课程有别于其他课程的最大不同点。可见，核心素养超越基础知识与基本技能，但又源于基本知识与基本技能。追求核心素养，并不摈弃基础知识和技能。相反，核心素养需要长期养成，不可能一蹴而就，这就需要师生踏踏实实将其落实到每一课知识的教与学。信息科技学科知识分类缘起鉴于信息科技学科的操作特性，我们倾向参照英国比尔·卢卡斯（BillLucas）的知识进阶分类。卢卡斯将知识、技能、情感与价值观等因素融入知识分类，形成“知识、技能、能力/特性、习惯/个性”四阶分类。卢卡斯知识分类除了知识层面知道是什么，其他层面都与“做”有关。当然，这个“做”并非单一地指向狭隘的简单操作，深层次的含义是面向真实问题、真实情境的实践特性，以及面向未来问题解决或问题创新的实践意识。卢卡斯“做”的分类与新课标理念高度一致、内在统一，呼应了新课标提出的“信息科技课程具有基础性、实践性和综合性”。其一，信息科技课程的基础性反映在“做”，基本技能和基础知识是基础性构成的两大要素；其二，“做”是信息科技实践特性的外显，也是区别于其他课程最显著的特点；其三，当面对真实劣构性问题时，“做”往往会变得更为复杂与综合，这是素养养成的必经之路。因此，卢卡斯知识分类对于信息科技课程的借鉴意义体现在以下三方面，一是卢卡斯知识分类理念与信息科技新课标理念一脉相承，两者具有内在统一性；二是卢卡斯分类基本形成“知识—技能—能力—素养”进阶逻辑，为教学提供了参考范本，匡正教学有效性；三是卢卡斯知识分类实践条目对应信息科技课程素养细分，为信息科技课程育人目标提供精准指导。我们以卢卡斯知识分类框架为模板，罗列信息科技学科知识，分析信息科技知识特点，生成具有学科特质的知识分类，分别为陈述性知识、程序性知识、策略性知识、价值性知识和基因性知识五大类。信息科技知识分类及教学价值核心素养是课程育人价值的集中体现，是学生通过课程学习逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力。可见，陈述性知识和程序性知识是核心素养的基石，策略性知识是核心素养的重点，价值性知识是核心素养的关键，基因性知识是核心素养的表现，五类知识逐步提高、螺旋上升。知识分类关联了内容模块和核心素养，让课程学习更具指向性、针对性。1.陈述性知识陈述性知识指向“是什么”，一般分为事实与概念。事实是单一事物的呈现，概念是诸多事实的抽象。鉴于信息科技属于人工学科，陈述性知识主要来自四个方面：其一，来自客观世界的事实，如键盘、鼠标这些看得见摸得着的设备；其二，来自客观世界的映射，多表现为概念，如栈、队、滤镜等，这些都属于学科概念，来源于客观世界，又高于客观世界；其三，来自构建真实世界之间关联，如软件、网络与规则等，如局域网、IP地址等；其四，来自軟件中的术语等，如帧、蒙版等。概念与事实相互关联，概念比事实上位，是事实的综合、抽象、归纳；事实比概念下位，事实有助于概念的认识和理解。不难发现，信息科技学科诸多概念源于生活，是现实的写照，与现实有呼应。生活事实与学科事实、学科概念有着紧密关联，生活事实可以唤醒学习者的经验，形成临近发展区，促进概念理解。同时，概念学习需要打通学科知识，以大单元视角形成大概念学习，促进概念的高通路理解和学习的真实发生。2.程序性知识程序性知识指向“做什么”。作为信息科技的重要组成部分，操作实践是信息科技课程实践特性的外显，一般表现为“动态”的学习，是一种全过程、人机协同的“特殊”程序性知识。信息科技程序性知识与新课程倡导的“做中学”“实践性”一脉相承，是信息科技课程的学习重点，一般分为三个方面。第一，程序。程序指向操作实践过程的序列之分。哪个先做、哪个后做，可能会直接影响操作结果。这就要求学生在操作之前考虑序列、猜测序列，操作中验证序列，操作后归纳序列。一旦学生将程序形成了经验，可以进一步掌握程序性知识。第二，步骤。步骤是一板一眼的操作，学生只有经历一步一步的操作，才可以印证之前的猜想，将设想疑惑化为现实。信息科技为每个学生提供了大胆尝试的机会——撤销。此外，软件基本设定了多种方法、多条途径，为学生在尝试操作时提供更多实现的可能。第三，规则。规则是步骤的总结归纳。从程序性知识我们可以大致总结实践操作的一般规律，如一般先选中，然后操作。选中的对象可以是一段文字、一个文件、一个实例、一个区域等，这些是程序性知识的铺垫。至于实践操作过程中，根据个人习惯，一般提供多种途径的实践方式，右键、菜单、选项卡、按钮等方式，这些既尊重个人的不同操作习惯，也预留了不同用户的多种实现需求，为程序性知识提供多种实践可能。3.策略性知识一般来讲，陈述性知识是课程学习的基础，程序性知识是课程学习的重点，那么策略性知识就是课程学习的核心，是程序性知识的进阶。策略性知识指向“为什么”，可以包含原理和策略两个方面，原理指向“为什么是这样”，策略指向“为什么选这个，而非那个”。策略性知识对于学生形成思考力、实践力和创新力至关重要。信息科技原理是指在信息科技实践中，为实现应用目的，根据已有的科学原理和技术经验，通过创造性思维和技术试验所获得的关于途径、手段、方式和方法的理论规范。从学科教学的角度，信息科技原理一般简化为信息科技背后的技术思想、设计和实现。[4]如滤镜作为概念属于陈述性知识，学生使用相关软件把校园风景照处理成不同风格的实践过程属于程序性知识。当然，人对事物的认识一般由表及里，由浅入深。只认识、理解陈述性知识，只会程序性知识还远远不够，信息科技课程的学习需从关注表层技术操作到关注背后技术原理，即从认识表面的滤镜神奇效果到了解背后的技术原理。原理的价值在于让学生体悟科学精神、培育科技伦理，为科技创新埋下种子。滤镜原理是通过一定的算法改变像素位置或颜色产生各种特殊效果。实际教学中，师生利用原理结合编程软件，模拟滤镜实验，体验滤镜设计，创新滤镜功能。信息科技课程策略是面向真实情境采取不同方法、策略、途径来解决问题，考验学习者“对任务的认识、对学习方法的选择和对学习过程的调控”。首先，真实问题往往具有劣构性，“对任务的认识”，不仅仅表现在“读题”，还在于利用已有知识和经验，将任务进行分解与打散，为重构做准备；其次，“对学习方法的选择”，这表明解决问题的方法不止一种，在一些方法中寻找最优解是策略的关键；最后，“对学习过程的调控”是实践过程中的自我验证与调整。策略往往从思维开始，行不行需要实践验证，这就说明策略性学习会有失败、反复、调整。除了方法的调整，策略还包括学习品质的锻炼与铸造。因此，策略性知识一般面向真实生活情境和劣构现实问题，需要不断扩大项目思考外延，注重思考的系统性。策略性知识是形成能力的关键，关乎如何实践，更关乎如何学习、如何真实地解决现实问题。4.价值性知识如果说策略性知识指向能力的培养，那么价值性知识指向技术价值观的培育，简单地说是“有什么”，一般指经过陈述性知识、程序性知识和策略性知识学习后，如何评价技术应用、创新以及由此产生的学习体验、体会和感悟等。即使面对相同内容的学习，价值性知识体现在学习者身上也有较大区别，具有个性化和私人化的特征，主要因素有三个：一是学习者学习前既有知识掌握的差距；二是学习者个体经验、认知水平的差异；三是学习过程中学习者新知理解、接受的差别。显然，价值性知识就是引导学生重温学习过程，进行学习评价，形成学习感悟，逐步形成技术价值观，也可以促成跨学科的理解与融通。由此可见，价值性知识可以还原实践过程，可以转换成经验，甚至形成人生观。价值性知识作为信息科技课程必不可少的知识分类，可以弥补信息科技偏理的学科属性，用学生感性的体悟、感想中和偏理的实践过程。价值性知识是理解技术、理解学科思想的重要抓手，是形成情感、态度、价值观的实现方法，也是促进课堂文化、生成课程文化的关键路径。5.基因性知识基因性知识指向“剩什么”，等同于核心价值，不再指向微观层面的知识与技能。如爱因斯坦所说，教育是学校知识全部忘却之后留下的内容。信息科技基因性知识包含两层含义：第一层指未来学生在忘却学校信息科技教育和具体知识之后，还剩下的具备信息科技课程特性的思維习惯、行为惯性等；第二层指面对科技发展，学生逐步形成匹配未来科技社会的高阶数字素养以及与之契合的价值观等。信息科技基因性知识一般具有无意识、自动化、创新性等特点，是学生面对未来社会形成适应力、胜任力和创造力的关键。无意识指应用而不自知，一种自然而然的思考与实践。自动化指具备信息科技实践应用的自动处理模式，灵活应用信息科技达到浑然天成的效果。创新性是基因性知识要核，由信息科技思想启发灵感用于创造性地解决问题或呈现高端