陈凯:远处的风景和当下的路径

陈凯

上海市位育中学

本刊“啊,我想到了——信息技术课程内容设计集锦”撰稿人

近期信息科技领域取得的进展,可以用眼花缭乱和不可思议两个词语来形容,尤其是人工智能方面,可以说是已经颠覆了人们固有的认知了。可以明显感受到的是,社会大众对信息技术这门学科的期望忽然提高了,一方面相信本学科的发展会受到更多重视,另一方面学科教师可能会迷惑,自己未来的发展,究竟哪里需要改变。

俗话说“当局者迷,旁观者清”,而当前的态势就好像有点这个味道。那如何在旁观者迷的情况下,做到当局者不迷?那就要以科学实证的精神来指导学科建设工作,其中要重点关注的是:一要尊重学科自身概念和技能之间的内在逻辑发展脉络;二要尊重学生的认知规律。

我认为,信息技术学科自身处于核心地位的概念大致出自两个领域,一是信息论,二是计算理论和计算模型,前者联系着信息熵、二进制、编码解码等诸多概念,后者与计算机软硬件实现及算法有关。信息技术学科的教学内容,越往底层、核心走,就越和数学、物理学相关,越向表层、应用层方向走,就越具有综合性、跨学科性。在当前基础教育领域中,信息技术学科的教学内容撇开偏向具体应用和常识性的内容,比较多涉及到的有编码解码、程序算法这些内容,这些内容能充分体现出学科特色,但教师选取这些内容来教学也有着某种不得不如此的感觉,因为实际教学要考虑到所教的知识和技能,其牵扯到的其他相关知识和技能,是学生当前能够基本掌握熟悉的,所以,虽然信息技术学科中有许多精彩的值得学习的内容,但于当下情况来看,却往往只是“弱水三千只取一瓢”而已。

我们经常听说某些时髦的科技名词,如神经网络、深度学习等,但这些技术的具体实现是和一个极其庞大的由概率学、逻辑学、哲学、心理学等不同学科知识技能构造的网络联系在一起的,更不用说还要设计独特的计算机硬件和软件来实现具体需求。当前,人工智能几乎已独立发展成一个完整的学科,仅就其体量而言,便很难硬塞进本已有限的信息技术课程中去。然而在新年伊始,笔者想说的重点不在于无法做什么,而是信息技术教师能做些什么。虽说在基础教育领域专门开设人工智能课程颇有难度,但构建一门以人工智能为大方向的导论性质的综合性课程却是可能的,课程中或许会根据需求涉及到概率学、逻辑学、哲学、脑神经科学等学科的基础知识,即便没有条件进行实际的课程建设,从教师自身发展看,也有必要主动提升相关领域的知识和技能。

又如计算思维,若学生认知水平尚未真正将计算机科学的概念内化为自身经验,计算思维的培养便恍若空中楼阁一般。也有教师在网络上说,计算思维其实是对数理思维加以限制所得到的子集,是借助抽象化和形式化使得抽象数学模型与现实世界同构,我对此观点深以为然。可见,数理逻辑方面的抽象化和形式化的训练,是培养计算思维的前提,是学生进阶无法绕过的必经之途。

无论是为了某个美好愿望开展与课程建设相关的行动研究,还是为了应对未知挑战增加个人知识技能储备,信息技术教师都应该加强与本学科有关联的其他学科的知识和技能的学习,尤其是作为基础学科的数学和逻辑学。

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