曹恒來 鐘柏昌

去年，筆者有幸參加了第四屆全國普通高中信息技術(shù)優(yōu)質(zhì)課展評活動，既觀摩了全國各地優(yōu)秀教師的教學風采，也聆聽了李藝教授關(guān)于信息技術(shù)課程思想建設(shè)的專題報告。教學觀摩和專題講座，使筆者對信息技術(shù)課程目標和課程價值有了更加深刻的理解，對于如何準確把握各個模塊的技術(shù)深度和技術(shù)廣度，突破技術(shù)難點，也有了更加準確的認識。

理解課程目標 把握技術(shù)深度

“信息技術(shù)基礎(chǔ)”是高中信息技術(shù)課程的基礎(chǔ)模塊，是一個涉及多個技術(shù)分類（如程序設(shè)計、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)）的橫向課程[1]。因此，這個模塊的內(nèi)容多而廣泛，一章甚至一節(jié)就對應著一個選修模塊的內(nèi)容。對于如何準確定位該模塊中大眾信息素養(yǎng)的課程內(nèi)容，教師普遍感到難以把握，容易以選修模塊的要求和深度實施教學。

“信息的編程加工”就是其中一節(jié)比較典型的內(nèi)容?！敖?jīng)歷信息編程加工的一般過程”是本節(jié)課的一個重要學習目標，強調(diào)學生在經(jīng)歷利用程序設(shè)計解決問題的過程中，體驗用編程解決問題的思想與方法，并內(nèi)化到自己的意識當中。這一過程屬于宏觀意義上利用計算機解決問題的一般過程，而在教學實踐中，常常需要以一個具體的程序設(shè)計問題為載體開展教學。由于大多數(shù)學生的程序設(shè)計基礎(chǔ)非常薄弱，許多教師為了幫助學生完整、準確地理解程序，十分關(guān)注具體如何編寫程序、程序代碼中各個語句的功能，甚至詳細分析程序的執(zhí)行過程。這些微觀的技術(shù)實現(xiàn)過程，應是“算法與程序設(shè)計”模塊教學中關(guān)注的內(nèi)容。顯然，在基礎(chǔ)模塊進行這種教學處理對技術(shù)深度的把握就不恰當，不符合課程標準對本節(jié)課的教學要求。比較而言，貴州清鎮(zhèn)一中汪思言老師執(zhí)教的“信息的編程加工”一課的處理就比較到位。在這節(jié)課中，汪老師圍繞情報解密問題，由淺入深地引導學生從人工解決的思路過渡到使用計算機解決問題，并呈現(xiàn)編程加工的一般步驟：分析問題→設(shè)計算法→編寫代碼→調(diào)試運行，然后讓學生設(shè)計算法和編寫程序，最終解決問題。

1. 分析問題

引導學生對密碼問題進行分析，明確求解目標：

找出符合下列條件的6位數(shù)：abcdef = abc^2 + def^2 + abc*def

2. 設(shè)計算法

3. 編寫程序

在教師的引導下，嘗試閱讀相應的代碼，理解程序與算法的關(guān)系。

信息的編程加工有兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)：一是如何發(fā)現(xiàn)問題的本質(zhì)，選擇和設(shè)計相應的算法。汪老師在分析問題的基礎(chǔ)上，引導學生找出解決問題的思路，給出粗略算法，再細化成能直接轉(zhuǎn)化成計算機程序的精確算法，既考慮到了學生的能力基礎(chǔ)，又體現(xiàn)了逐步求精的程序設(shè)計思想。二是編寫程序，也就是根據(jù)精確化的算法用計算機語言來描述算法。汪老師充分考慮了學生“零”編程基礎(chǔ)的情況，并沒有要求學生真正地編寫程序，而是通過對照閱讀算法與程序，理解程序是如何實現(xiàn)算法的。這里的程序也有其獨特的考慮，沒有使用計數(shù)循環(huán)，而是采用DO-LOOP條件循環(huán)，計數(shù)器加1不是由循環(huán)語句自動實現(xiàn)的，而是以更加直接的代碼i = i + 1實現(xiàn)，更容易理解算法。

重構(gòu)課程內(nèi)容 壓縮技術(shù)廣度

教科書是根據(jù)課程標準編寫的教學用書，是實現(xiàn)教學計劃的重要載體，也是教師進行課堂教學的主要依據(jù)。我國地大物博，盡管普通高中多數(shù)集中在城鎮(zhèn)以上，但仍然存在地區(qū)、民族、城鄉(xiāng)、文化等方面的差異，為考慮普適性，教科書在內(nèi)容安排上，可能會涉及比較多的技術(shù)工具，甚至同一內(nèi)容也會設(shè)置多個活動或任務，為學生提供更多的選擇機會。這樣的安排不一定適合特定班級、特定學生的學習。因此，教師應在充分研析教科書的基礎(chǔ)上，根據(jù)自己學生的實際情況做出取舍，然后在一定程度上“重組”或“改編”教科書，以切實有效地達到教科書編寫者的目的。[2]

在本次活動中，海南中學的李霞蘭老師執(zhí)教的是“圖像數(shù)字化原理”。這節(jié)課的核心內(nèi)容是幫助學生理解圖像數(shù)字化的三個過程：采樣、量化和編碼。采樣就是按照某種時間間隔或空間間隔，采集模擬信號的過程。對于音頻信號來說，就是把連續(xù)的時間信號轉(zhuǎn)換成離散的時間信號（如圖1）；對于圖像信號來說，就是把連續(xù)的空間信號轉(zhuǎn)換成離散的空間信號（如圖2）。

采樣頻率是該環(huán)節(jié)的重要技術(shù)指標，是指單位時間或單位長度內(nèi)的采樣次數(shù)，表示為：

單位：赫茲、像素/英寸（或像素/厘米），采樣空間頻率決定了圖像分辨率。從圖1和圖2可以看出，二維圖像的采樣實際上可以看作一維音頻采樣的推廣。數(shù)字圖像的獲取通常是通過掃描圖片、數(shù)碼相機拍攝或視頻抓取而生成的，因此，圖像采樣環(huán)節(jié)所涉及的分辨率主要就是掃描分辨率和圖像分辨率。但是，教科書中把圖像處理可能涉及分辨率的概念，如輸入分辨率、顯示分辨率、輸出分辨率、圖像分辨率全部歸類到這里，內(nèi)容廣泛，前后概念相互干擾，容易影響學生對核心概念的理解。在這節(jié)課中，李老師只抓住與圖像采樣有關(guān)的圖像分辨率開展教學，內(nèi)容比較單一，反而更易于學生理解采樣的技術(shù)原理，有效降低了教學的難度。

開展局部探究 突破技術(shù)難度

實施新課程以來，信息技術(shù)課程中抽象的技術(shù)原理內(nèi)容比較多，加之學生缺乏直接的生活經(jīng)驗和知識經(jīng)驗，處理不好，很容易變成機械講授，導致學生死記硬背教材上的概念和原理，使得技術(shù)原理成為高中信息技術(shù)課程學習的難點。探究式學習有助于克服單純依賴教師傳授知識與技能的做法，重視學生在教師的引導和啟發(fā)下通過自身的探討和研究創(chuàng)造性地獲取知識，在探究過程中獲取新知和培養(yǎng)能力。但是，在具體的探究實踐中，容易出現(xiàn)兩方面的偏差：一種是對探究的泛化，隨意地給一些人們早已熟知的教與學形式貼上探究的標簽，或者把一些基礎(chǔ)知識和基本技能設(shè)計成探究活動，場面熱鬧，實質(zhì)效率低下；另一種是對探究的神化，將課外的研究型學習直接套用在課堂教學中，從問題的提出、方案制訂和證據(jù)收集，到解釋的形成、檢驗和結(jié)論的得出等全部由學生獨立完成，由于虛化了必要的教學支持，導致“放羊式”的探究，探究的結(jié)果不明所以[6][7]。

因此，有效的課堂探究式教學，一方面要鼓勵高階探究，選擇合適的內(nèi)容，指向核心能力的培養(yǎng)，另一方面要提倡局部探究，給學生提供可利用的支架，開展核心環(huán)節(jié)探究。恰當利用支架，可以使探究過程在有適當支持、有針對性的狀態(tài)下開展[8]。李霞蘭老師執(zhí)教的“圖像數(shù)字化原理”則在準確把握核心技術(shù)要求的基礎(chǔ)上靈活處理教材，運用支架幫助學生穿越“最近發(fā)展區(qū)”，提高了探究式學習的質(zhì)量和效率。

探究實驗一

比較“1.bmp”和“2.bmp”的文件大小，將結(jié)果和結(jié)論填寫在下表。

探究實驗二

打開“色彩.bmp”文件，將它以不同的色彩深度分別保存，比較它們的文件大小，將結(jié)論填寫在下表。

探究實驗三

假設(shè)某圖像的分辨率是1024*768像素，色彩深度是24位，已知這張圖像的容量大小是2.25MB，請根據(jù)前面兩個探究實驗的結(jié)論，推斷圖像容量大小的計算公式。

圖像容量大小=

這三個探究均屬于局部探究活動，每個探究活動都解決一個問題。探究實驗一探究圖像容量與圖像分辨率之間的關(guān)系。探究實驗二是在控制圖像分辨率的前提下，探究圖像容量與色彩深度之間的關(guān)系。探究實驗三在前面兩個實驗的基礎(chǔ)上，推斷圖像容量大小的計算公式。當然，由于bmp格式文件中并不僅僅包含像素數(shù)組，還有文件頭，將推斷公式修正為“圖像容量大小≈”更恰當。表格項目具體且有針對性，引導學生關(guān)注核心內(nèi)容，使探究活動有針對性地開展，而不是漫無目的地“試誤”，提高了學生學習的效率。

著眼實踐應用 增強技術(shù)效度

從教學目標來看，“信息的鑒別與評價”應屬于過程與方法目標，大多數(shù)人的做法就是選取一些教材和網(wǎng)絡上的案例，引導學生從信息的時效性、信息的準確性、信息的客觀性、信息的權(quán)威性等方面對信息的真?zhèn)魏蛢r值進行判斷。此時，學生的角色有點類似于“新聞把關(guān)人”，通過分析、推理、判斷、辨析等思維活動，對輸入信息進行鑒別。其“把關(guān)”的標準主要來源于自身原有經(jīng)驗、看法和興趣，因此需要“把關(guān)人”具有獨到的眼光，而這種獨到眼光的培育依賴于長期的實踐。顯然，由于缺乏足夠的實踐經(jīng)歷，高中生無法達到這樣的把關(guān)能力。因而，選取的案例往往比較“典型”，也許學生一讀題目就知道意圖是什么，效度較低。

北京市第十八中學殷春婷老師則另辟蹊徑，運用技術(shù)實踐帶動信息鑒別和評價方法的學習，較強地體現(xiàn)了信息技術(shù)課程的技術(shù)特色。殷老師的課是我們組當天的最后一節(jié)課，聽了七節(jié)課下來，此時已經(jīng)感到很疲憊，但殷老師上課不久，即給人“精神為之一振”之感，因為這是一種不曾見過的教學方式。她選取的案例是“誰是秘書？”（有刪減）。

最近，單位派王經(jīng)理到國外考察，因為走得匆忙，還有一些重要資料沒來得及送到單位，于是他把鑰匙交給了小區(qū)的保安隊長小李，并說他的秘書下午會過來取。不過，下午小李卻等來了甲、乙、丙三個秘書，小李給王經(jīng)理打電話，卻發(fā)現(xiàn)已經(jīng)關(guān)機了……

為了證明自己認識王經(jīng)理，三個人紛紛拿出了證據(jù)：甲拿出王經(jīng)理給他傳真的委托函；乙翻出了自己手機里存儲的王經(jīng)理在單位工作的照片，里面還有他和王經(jīng)理的合影；丙給小李聽了王經(jīng)理的微信語音，語音里王經(jīng)理說讓丙來家里取資料。

小李看看委托函、照片，又聽了聽語音，不知如何是好……

殷老師請學生當一次福爾摩斯幫助保安小李，并引導學生發(fā)表自己的看法。誰才是王經(jīng)理的秘書？我們應該怎么去驗證？在學生的分享中總結(jié)出鑒別、評價信息的四種方法：溯源法、比較法、佐證法和邏輯法，然后要求學生運用技術(shù)手段對三人提供的筆跡、圖片、聲音等資料進行鑒別。在殷老師的個人博客中，提供了充足的技術(shù)資料，每個小組根據(jù)本組選定的任務自學博客資料，進行小組探究：（1）筆跡：利用操作系統(tǒng)自帶的“畫圖”軟件，截取相同的文字進行放大比較；（2）圖片：圖片鑒別中技術(shù)手段比較豐富，一是用反向圖片搜索引擎尋找原圖；二是通過觀察或查看圖片屬性的方法，判斷圖片是否經(jīng)過PS處理；三是使用JPEGsnoop工具鑒別圖片是否被編輯或修改過；（3）聲音：采用聲紋識別技術(shù)，確認微信語音是否王經(jīng)理本人。學習內(nèi)容并不涉及筆跡鑒定、圖片識別和聲紋識別的技術(shù)原理，而只是通過具體的操作和實踐活動，運用相應的技術(shù)工具鑒別和評價信息，避免了單純的主觀判斷，更好地體現(xiàn)了信息技術(shù)的價值和支撐作用，使得學習過程更有效度。

挖掘技術(shù)思想 提升技術(shù)高度

普通高中信息技術(shù)課程在內(nèi)容的建設(shè)上，從課改之前只關(guān)注動手做的技術(shù)，以掌握常用軟件的基本操作為第一要義，逐步轉(zhuǎn)向以技術(shù)工具為（相關(guān)基礎(chǔ)知識及技術(shù)工具的操作技能）基礎(chǔ)，以技術(shù)活動（利用工具及其操作技能解決問題的過程與方法）為核心，以技術(shù)思想為歸宿的三層架構(gòu)體系[9]。

技術(shù)思想是人們在技術(shù)實踐中，在對技術(shù)內(nèi)在規(guī)律理性認識的基礎(chǔ)上，對技術(shù)本身所蘊涵的理念、觀念，以及分析問題和解決問題的方式與方法的提煉、抽象和概括[10]。雖然信息技術(shù)發(fā)展日新月異，軟件不斷更新?lián)Q代，相應的操作方式可能會發(fā)生很大的變化，但其中的技術(shù)思想和方法卻相對穩(wěn)定，深深地銘刻于學生頭腦中，并隨時隨地發(fā)生作用，使他們終身受益。掌握了技術(shù)思想和方法，就等于掌握了“萬能”鑰匙。另外，任何技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，無不以技術(shù)思想和技術(shù)方法的進展為依托。這就需要在教學過程中，超越單純的技術(shù)工具，引導學生探究、發(fā)現(xiàn)技術(shù)背后所蘊藏的技術(shù)思想和方法。只有這樣，學生才能將習得的信息技術(shù)更好地遷移到自己以后的學習、生活和工作中。

遼寧省農(nóng)村實驗中學的李明老師在“智者當借力而行——‘查找/替換功能的綜合應用”一課中，以三層架構(gòu)的方式組織教學內(nèi)容，使學生不僅學會了用技術(shù)，而且通過技術(shù)背后的技術(shù)思想將似乎并不相關(guān)的問題關(guān)聯(lián)起來，很好地進行了橫向遷移和縱向提升。

第一環(huán)節(jié)：導入主題。引導學生發(fā)現(xiàn)word文檔中的錯誤，將“銀州”替換為“銀川”。

第二環(huán)節(jié)：循序漸進。靈活應用Word軟件中的“查找/替換”功能解決三個實際問題。問題1：怎樣得出被替換關(guān)鍵詞的數(shù)量？問題2：如何突出顯示文檔中所有的“銀川”關(guān)鍵詞？問題3：如何將文檔中傾斜的黑體字替換為加粗的宋體？

第三環(huán)節(jié)：橫向遷移。完成不同軟件環(huán)境下的任務，進行橫向遷移。問題4：統(tǒng)計Excel表格《2012年銀川天氣情況表》中的晴天日數(shù)。問題5：如何查找并突出顯示網(wǎng)頁中的相關(guān)信息，以方便查閱？

第四環(huán)節(jié)：縱向提升。靈活使用Word軟件中的“查找/替換”功能，通過小組合作的方式完成選定的一個任務，實現(xiàn)縱向提升：（1）刪除Word文檔《Picture》中嵌入的圖片。（2）刪除下載的文檔《Yinchuan》中的空行。

第一個環(huán)節(jié)對應于技術(shù)工具層，就是進行“查找/替換”的基本操作，常規(guī)教學常常止步于此，即所謂的技能訓練層面，而對于這種操作是否有一般性、如何靈活應用、如何解決實際問題則無暇顧及。第二至第四個環(huán)節(jié)對應于技術(shù)活動層，問題1讓學生學會利用“查找/替換”的統(tǒng)計功能解決簡單問題；問題2利用“查找/替換”突出顯示關(guān)鍵詞，同時為在網(wǎng)頁里查找的應用做好鋪墊；問題3將查找與替換的內(nèi)容改為文字格式，以快速統(tǒng)一或修改文本風格，通過三個問題實現(xiàn)操作一般性的初步提升。問題4將文字處理軟件中的“查找/替換”遷移到電子表格軟件當中，再次實現(xiàn)了一般性的提升，并為電子表格排序和分類匯總內(nèi)容的學習打下很好的伏筆；問題5通過瀏覽器中的查找功能理解突出顯示的實用價值。第四個環(huán)節(jié)，回到Word環(huán)境進行縱向的提升，旨在培養(yǎng)學生探索使用技術(shù)工具解決實際問題的能力。[11] “查找/替換”中所蘊藏的技術(shù)思想則是字符串匹配，成為串聯(lián)起“查找/替換”不同應用方法的線索，以及學生學習新知識的抓手或支架。

參考文獻

[1]顧建軍，李藝，董玉琦.普通高技術(shù)課程標準（實驗）解讀[M].武漢：湖北教育出版社，2004：55.

[2]施良方，崔允漷.教學理論：課堂教學的原理、策略與研究[M].上海：華東師范大學出版社，1999：146.

[3]張立新.多媒體信息采集與加工[OL]. http：//edu6.teacher.com.cn/tkc507a/.瀏覽時間：2013-10-23.

[4]圖像處理與制版原理[OL]. http：//www1.bigc.edu.cn/txcl/Nav_Chapters.htm.瀏覽時間：2013-10-23.

[5]鐘柏昌.支架理論視野下的局部探究教學模式及其類型[J].中國電化教育，2011（1）.

[6]“科學探究性學習的理論與實驗研究”課題組.探究式學習：含義、特征及核心要素[J].教育研究，2001（12）.

[7]鐘柏昌，李藝.信息技術(shù)課程內(nèi)容組織的三層架構(gòu)[J].電化教育研究，2012（5）.

[8]李藝.梳理課程思想，鞏固課程價值[OL]. http：//wenku.baidu.com. 瀏覽時間：2013-10-23.

（作者單位：江蘇鹽城市教育科學研究院 江蘇南京師范大學教育科學學院）