王小玉

在教育部即將公布的《高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》中包含了“信息系統(tǒng)與社會”模塊，該模塊將信息系統(tǒng)作為一個嶄新的內(nèi)容寫入新課標(biāo)。信息系統(tǒng)與數(shù)據(jù)、算法和信息社會一起成為高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)中的大概念，并成為高中信息技術(shù)課程培養(yǎng)的核心目標(biāo)。教師只有知道了學(xué)生對“信息系統(tǒng)”的認(rèn)知起點(diǎn)狀態(tài)，明確從起點(diǎn)到達(dá)目標(biāo)的距離，才能夠進(jìn)行有效的教材設(shè)計與開發(fā)和高效的教學(xué)設(shè)計與實施。因此，教師有必要對高中學(xué)生對“信息系統(tǒng)”的認(rèn)知狀況進(jìn)行調(diào)研和分析，從而為后續(xù)的工作奠定基礎(chǔ)。

研究過程

信息系統(tǒng)內(nèi)容主要是在新版本課程標(biāo)準(zhǔn)必修二“信息系統(tǒng)與社會”模塊中，它的兩個分支概念是：信息系統(tǒng)的組成和信息系統(tǒng)的工作過程。本文研究高中學(xué)生對“信息系統(tǒng)”的認(rèn)知狀況主要是通過對這兩個具體概念的調(diào)查而獲得的。研究學(xué)生前概念主要有概念圖、訪談、二段式診斷測驗三種方法?？紤]到研究的可實施性，筆者采用了二段式診斷測驗方式探查學(xué)生關(guān)于“信息系統(tǒng)”存在的前概念。首先，筆者根據(jù)概念和學(xué)習(xí)者的特點(diǎn)，設(shè)計了針對這兩個概念的開放式問卷，在征詢相關(guān)專家意見之后，進(jìn)入上海市N高中對高一年級的30名學(xué)生進(jìn)行了測試，并對測試的結(jié)果進(jìn)行了歸類分析。在分析的結(jié)果上，筆者進(jìn)行相應(yīng)的假設(shè)，形成了一般二階測試卷，進(jìn)入上海市J高中進(jìn)行調(diào)查，第二輪被試學(xué)生共有46名。因此，筆者獲得了學(xué)生關(guān)于“信息系統(tǒng)”大概念下“信息系統(tǒng)的組成”和“信息系統(tǒng)的工作過程”兩個小概念的前概念和相應(yīng)理由。具體問卷內(nèi)容如下頁表1、表2所示。

研究結(jié)果

1.“信息系統(tǒng)的組成”調(diào)查結(jié)果

關(guān)于“信息系統(tǒng)的組成”問題，一階調(diào)查有接近80%的學(xué)生選擇了B選項，只有10.9%的學(xué)生選擇了正確選項A，有10.9%的學(xué)生選擇了不包含用戶和計算機(jī)的C選項。

選擇正確選項A選項的一共有5名學(xué)生。其中，2人（占4.35%）給出的理由是“需要一定的流程”；1人（占2.20%）給出的理由是“有輸入的人，還有介質(zhì)”；有2人（占4.35%）給出的理由是“只有人參與這個系統(tǒng)才有意義”。根據(jù)學(xué)生們給出的理由，可以認(rèn)為這10.9%的學(xué)生對這一概念的理解屬于基本科學(xué)層面。學(xué)生知道信息系統(tǒng)工作需要一定的流程，流程對應(yīng)著相應(yīng)的組成部分。學(xué)生們認(rèn)為信息系統(tǒng)整個流程需要人參加，只有用戶參與進(jìn)來，系統(tǒng)才能夠算是完整的。雖然給出理由的表述語言缺乏規(guī)范性，但可以認(rèn)為他們對此概念有了比較全面的理解。

選擇B選項的一共有26名學(xué)生，占總數(shù)的78.2%。其中，12人（占26.1%）給出的理由是“由硬件、軟件、信息、輸入輸出方式組成”；13人（占28.3%）給出的理由是“系統(tǒng)可以無人操作”；8人（占17.3%）給出的理由是“計算機(jī)是必要的”；3人（占6.5%）給出的理由是“系統(tǒng)由軟件查找數(shù)據(jù)并輸出”。信息系統(tǒng)的工作離不開“人”這一主體，但是在日常生活中，人們經(jīng)常會忽略“人”作為信息系統(tǒng)的一部分。從學(xué)生給出的理由可以看出，他們主要從自身經(jīng)驗和主觀感受上認(rèn)為信息系統(tǒng)中不包括用戶，但是需要計算機(jī)硬件，認(rèn)為小明（用戶）不屬于信息系統(tǒng)的組成部分，認(rèn)為系統(tǒng)沒有“人”的操作也能正常運(yùn)行。

選擇C選項的一共有5名學(xué)生，占總數(shù)的10.9%。其中，1人（占2.20%）給出的理由是“系統(tǒng)只有通過管理軟件與信息才能運(yùn)行”；1人（占2.20%）給出的理由是“管理信息”；2人（占4.30%）給出的理由是“小明是系統(tǒng)實驗者，計算機(jī)是系統(tǒng)中一種使用物體的媒介”；1人（占2.20%）表示不知道選擇該項的原因。選擇C選項的學(xué)生認(rèn)為用戶和硬件都不是信息系統(tǒng)的組成部分。但是從給出的理由中可以看出，有部分學(xué)生知道用戶和硬件在信息系統(tǒng)中的作用，對于信息系統(tǒng)的組成的理解認(rèn)知不全，過于片面。學(xué)生們給出的理由描述了他們所理解的信息系統(tǒng)工作過程，根據(jù)這些工作過程進(jìn)而推導(dǎo)出信息系統(tǒng)的組成，他們所理解的工作過程來自原有的生活經(jīng)驗。

綜上所述，對于“信息系統(tǒng)的組成”這一概念，78.2%的學(xué)生認(rèn)為信息系統(tǒng)的組成不包含用戶（B選項）；10.9%的學(xué)生認(rèn)為信息系統(tǒng)的組成不包含用戶和硬件（C選項）；共有89.1%的學(xué)生對“用戶”這一信息系統(tǒng)的組成要素存在較大的認(rèn)知偏差。原因在于，學(xué)生以日常生活體驗中獲得的認(rèn)知為依據(jù)，從中歸納出“人”作為信息系統(tǒng)的操作者，不屬于信息系統(tǒng)的組成，導(dǎo)致概念理解偏差。選擇了正確選項的學(xué)生對“信息系統(tǒng)的組成”這一概念的認(rèn)知屬于比較科學(xué)的層面，但其概念結(jié)構(gòu)的內(nèi)在機(jī)制還需要做進(jìn)一步的探索。

2.“信息系統(tǒng)的工作過程”調(diào)查結(jié)果

本道題有52.2%的學(xué)生選擇了不包含“控制”環(huán)節(jié)的D選項，10.8%的學(xué)生選擇了不包含“控制”和“存儲”的B選項，37.0%的學(xué)生選擇了正確選項A，正確率較高。

選擇正確選項A選項的總共有17名學(xué)生，占總數(shù)的37.0%。其中，10人（占21.80%）給出的理由是“信息系統(tǒng)應(yīng)具備調(diào)用信息和輸入輸出等功能并進(jìn)行處理，需要控制”；2人（占4.35%）給出的理由是“查找和借閱都需要存儲，而輸入和輸出是最基本的”；還有5人（占10.90%）給出的理由是“我認(rèn)為是這樣的”。從中可以看出，選擇A選項的學(xué)生中有21.8%的學(xué)生能夠給出相對完整的理由，可認(rèn)為他們屬于基本科學(xué)層面；有10.9%的學(xué)生沒有給出明確的理由，4.3%的學(xué)生給出的理由中沒有說明“控制”環(huán)節(jié)，根據(jù)后期對部分學(xué)生的訪談，發(fā)現(xiàn)有3位學(xué)生選擇本選項是“憑感覺”，其他2位學(xué)生在頭腦中有這一概念但不能清楚地表述出理由。

選擇B選項的一共有5名學(xué)生。其中，2人（占4.35%）給出的理由是“輸入信息，計算機(jī)查找匹配信息，最后輸出信息”；2人（占4.35%）給出的理由是“無需存儲”；1人（占2.20%）直接表示不知道選擇該項的理由。總共有10.8%的學(xué)生選擇了B選項，他們認(rèn)為在信息系統(tǒng)的工作過程中不需要“存儲”和“控制”。從給出的理由可以看出，學(xué)生主要從生活中的經(jīng)驗歸納信息系統(tǒng)的工作流程，對“信息系統(tǒng)的工作過程”概念認(rèn)知不全面。

選擇C選項的一共有24名學(xué)生。其中，12人（占26.10%）給出的理由是“輸入書名—電腦處理信息—從存儲中找出目標(biāo)—輸出”；6人（占13.00%）給出的理由是“處理信息”；有6人（占13.00%）表示不知道選擇該項的理由。有一半的學(xué)生給出他們理解的信息系統(tǒng)工作過程中不包括“控制”。13.0%的學(xué)生將信息系統(tǒng)的工作過程簡單地理解為“處理信息”，混淆了“處理信息”和信息系統(tǒng)工作過程。

綜上所述，對于“信息系統(tǒng)的工作過程”這一概念的認(rèn)知，三分之一的學(xué)生持有的概念屬于基本科學(xué)。但三分之二的學(xué)生認(rèn)為信息系統(tǒng)工作過程不包括“控制”，學(xué)生對于“控制”這一過程存在較大的認(rèn)知偏差。究其原因，學(xué)生在日常生活中所接觸的信息系統(tǒng)工作過程的“控制”環(huán)節(jié)表現(xiàn)不明顯，導(dǎo)致他們在日常生活中缺乏體驗，對此概念沒有認(rèn)知。

教學(xué)建議

關(guān)于“信息系統(tǒng)”認(rèn)知狀況的調(diào)查結(jié)果表明，高中學(xué)生對于“信息系統(tǒng)的組成”和“信息系統(tǒng)的工作過程”這兩個概念都存在比較大的認(rèn)知偏差。信息系統(tǒng)下的兩個分支概念“信息系統(tǒng)的組成”和“信息系統(tǒng)的工作過程”都涉及程序性學(xué)習(xí)內(nèi)容。因此，教學(xué)時，教師可以采取學(xué)生實驗的方式。在實驗過程中，學(xué)生的親身體驗與自身原有的舊經(jīng)驗之間產(chǎn)生認(rèn)知沖突，教師如能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)興趣，將使他們獲得認(rèn)知的重構(gòu)及概念轉(zhuǎn)變。

學(xué)生實驗的設(shè)計是信息系統(tǒng)實驗教學(xué)設(shè)計的重難點(diǎn)。筆者認(rèn)為，學(xué)生實驗設(shè)計可從模擬信息系統(tǒng)的組建出發(fā)，讓學(xué)生自己動手搭建一個小型的信息系統(tǒng)。學(xué)生實驗的“小型信息系統(tǒng)”需要完整并且明顯地包含有信息系統(tǒng)組成的五個部分和信息系統(tǒng)的五個工作過程。學(xué)生在搭建的過程中，體驗系統(tǒng)搭建和工作的過程。每位學(xué)生都能通過觀察、設(shè)計、制作、試驗等活動獲得豐富的“操作”體驗，并能從原來的感性體驗上升到動手操作后的理性認(rèn)識，在學(xué)習(xí)的過程中不僅能夠知其然，還能知其所以然。

信息系統(tǒng)是高中信息技術(shù)課程中一個嶄新的內(nèi)容，教師在進(jìn)行信息系統(tǒng)有關(guān)內(nèi)容教學(xué)時必須要從學(xué)生認(rèn)知的前概念入手，從轉(zhuǎn)變學(xué)生原有的認(rèn)知偏差開始設(shè)計有效教學(xué)。只有如此才能夠真正地做到有的放矢，賦予學(xué)生豐富的體驗和深度的理解，使其獲得最為有效的學(xué)習(xí)效果。endprint