信息技术课程目标与价值研究.docx

1、信息技术课程目标与价值研究信息技术课程目标与价值研究李冬梅（北京大学附属中学，特级教师）主要内容信息技术学科研究的对象科学、技术与工具信息技术学科课程价值信息技术学科课程目标作为一名信息技术教师，无论教小学还是中学，都要对本学科有一定认识。比如，学科研究的对象是什么？采用什么方法进行研究：其中的内在价值是什么？教学目标又定位何处？等等，一系列问题，一线教师都要做到心中有数，才能从学科整体的角度去教学。一、信息技术学科研究的对象信息技术学科的研究对象是什么？我曾经就这个问题问过不少人，有人说：研究计算机，有人说研究软件，有人说研究工具，等等。其实，信息技术学科的研究对象是信息和技术，是研究处理信

2、息的技术。所以，首先，大家要搞清楚我们学科研究的对象信息，是什么？可能有老师说了，李老师不能这么问，书上说了，信息有200多个定义，专家说的都不一样，我们怎么能讲呢？反过来我问一句，你连学科研究的对象是什么都不知道，你在教什么呢？那么，什么是信息呢？翻开小学教材，我们看到“树上的花开了，告诉我们春天来了”，“上课铃响了，告诉我们该进教室上课了”（注：不一定吧，有可能是该去体育场上体育课呢），“红灯亮了，告诉我们现在要停止行走了”，这些都给我们带来了信息；打开初中教材，映入眼睑的还是“花开了，小鸟叫了，红绿灯变了”；翻阅高中教材读到的还是“闹钟的铃声告诉我们该起床了，同伴脸上灿烂的笑容告诉我们他

3、（她）的心情不错”等等。有关信息的概念从小学到高中，几乎所有的教材都是从表象上谈，让学生从感性上认识。客观地说，对于小学生，需要而且只能从感性上去认识信息，到了初中只从感性上认识信息已经有些欠缺。作为信息技术教师，我们不能再从这些表象让学生感受信息的存在了，我们需要对信息概念的深入理解和剖析！（一）信息是什么？看到这个问题，许多老师都会说：不能这么问学生！什么是信息这个问题到目前为止还没有定论！信息的定义有上百种，老师还没有搞清楚，怎么能问学生？是的，信息概念是教学难点，但更是教学重点，搞不清什么是信息，如何谈信息的特征，信息的获取、加工、表达！信息为什么能传递？信息为什么有真伪性？信息为什么

4、会有时效性？信息为什么可以共享？信息如何共享？信息如何获取？信息为什么可以加工？等等。不理解信息概念，就无法回答以上问题。因此，深入理解信息概念是一个不能回避的事情，下面结合自己的教学实践，谈谈如何才能更好地引导学生认识信息的概念。如果直接提问信息是什么，回答起来是比较困难，我们可以把问题分解开来，由易到难，步步深入。1.信息从哪里来从这个问题出发，可以引发和促进学生对信息概念的思考。师：信息从哪里来？生：“信息从网上来”，“信息从报纸、广播、电视中来”等等。师：报纸、广播、电视的信息又从哪里来？生：记者采访的，写的，拍的。师：记者的信息从哪里来？生：从生活中来，从人们身边来。师：从生活和人们

5、身边的什么地方来？举例说明。生：比如战争就可以带来许多信息开战的原因、参战的对象、伤亡情况等等；比如教室的墙也可以告诉我们许多信息白色的（大多数情况下），材质比较坚硬，表面比较平等。这时，学生会列举出许多的例子：上课中有信息，打球、唱歌中产生着信息，教室的桌、椅、黑板都包含着信息，人脑也会产生许多信息，。总结学生列举的例子，可以发现信息来自两个方面：（1）战争、打球、唱歌、上课等都是“事”，所以，信息来自各种事件，任何事件都产生着信息。（2）墙、桌、椅、黑板等都是“物”，所以，信息来自各种物体，任何物体都产生着信息。进一步思考可以得出，产生信息的事物既可以是客观世界的事物，也可以是主观世界的精

6、神现象，如法律法规、马克思主义、毛泽东思想等。至此，我们可以得出：结论1：信息源自任何事物，任何事物都产生着信息。2.信息是什么从第1个问题中得出，信息来源于任何事和物。那么，信息是事物的什么呢？对于任何事物来说，运动是绝对的，静止是相对的。图1是一个纸杯的图片，假设我手中握着这样一个纸杯，那么，这个纸杯会产生纸质的、有花纹、可以盛水、状如圆台等信息；如果把这个纸杯剪开去掉杯底，变成图2的样子，这时它还是一个纸杯吗？还能盛水、形状还是圆台吗？答案是否定的。这时它产生的信息是纸质的、状如扇环等；进一步把图2所示的纸质扇环撕成碎片，变成图3的样子，产生的信息又将发生变化。随着事物状态的变化，它所产

7、生的信息也会随之改变，因此，可以得出：结论2：信息是事物运动的某一状态的显示。此外，如果把一杯盛满开水的杯子抛向人群，运动着的杯子将会产生什么样的信息？人们还会关注这只杯子是纸质的？上面的花纹是什么吗？显然，这时人们更关注的是杯子的运动方式！同一个物体运动方式的不同所产生的信息也不同，当我们让一个杯子做圆周运动的时候，它将给我们带来另外的信息。这样，可以得出：结论3：信息是事物运动变化方式的显示。综合结论1，2，3，可以得出：结论4：信息是事物运动的状态和变化方式的显示。信息是由任何事物所产生的。但是，如果不被人、动物、植物等主体所感知，那它也就毫无价值和意义可言了。银河系外的太空一定包含着大

8、量的信息，但人类目前还无法感知到它们，所以，就目前而言它们对人类是没有价值的。因此，信息的定义为：结论5：信息是主体感知的事物运动的状态和变化方式。3.信息没有形状，是看不见，摸不着的信息是主体感知的事物运动的状态和变化方式，那么，信息长什么样？信息看得见？摸得着吗？信息源于事物，但又不是事物本身，它从事物中产生，被主体所感知后就脱离了事物本身，例如，杯子是物，但“杯子呈圆台状”这条信息既不是事也不是物，所以信息是没有形状的。我们看到或摸到的是事物本身，而不是事物所产生的信息，从事物中感知到了事物所产生的一系列信息，所以，信息是看不到也摸不着的。（二）信息的本质特征关于信息的本质特征，老师们会

9、说出许多，如信息具有普遍性、可感知性、载体依附性、可传递性、共享性、时效性、真伪性、可存储性、可加工性，等等。但信息为什么具有这些特征？怎样更加深入地理解这些特征？这里试谈以下几个问题。1.信息为什么要依附于载体？信息具有很强的载体依附性。这点学生从小学就有所体会，具体例子这里不再列举。问题是为什么任何信息都一定要依附于一个载体？由信息概念可知，信息源于事物，被主体感知后脱离了事物，到哪里去了呢？如果是被人感知了，信息就会通过传导神经网络导入人的大脑。如果信息只是停留在人的大脑里，就像一个既不会说话又不能写字没有任何表达能力、满腹经纶的人一样，毫无价值。所以，反映到大脑中的信息只有表达出来才能

10、发挥它的价值。如果说出来，信息就依附于声音中，写出来，信息就依附在文字上，画出来，信息将会依附在图画中。这样，声音、文字、图像等就承载了信息，成为信息的载体。正是由于主体需要表达从事物中感知的信息，才要借助于一定的载体。同一个信息可以依附于不同的载体表达出来。2.信息是如何传递的？信息具体可传递性。信息为什么能够传递？它是如何传递的？由信息概念知道，信息源于事物，被主体感知后，又通过一定的载体表达出来。通过声音表达的信息，随着声波在空气中传递着；如果再借助电话将声波转换为电信号，信息又随着电信号传向更加遥远的地方，这样信息随着载体的传递而从一个地方传递到另一个地方，这是信息在空间的传递。如果信

11、息借助文字载体表达出来，印刷术等技术使得文字可以长期保存不失真，因此，古代的信息就通过文字留传到了今天，这是信息在时间上的传递。因此，是信息载体的可传递性决定了信息的可传递性，载体的不同形成了不同的信息传递方式。3.什么是信息的共享性？信息具有共享性。共享性是信息最重要、最本质的特征。为了深入理解信息的共享性，我们需要探讨以下几个问题。（1）物质和能源可以共享吗？在探讨信息的共享性之前，我们看看物质和能源能不能共享？比如我有一杯水，如果不考虑卫生问题，这杯水可以被大家共享吗？可能会有许多人说：能！假如一杯水大家可以共享，那么，它将如何共享呢？一人一口？当人很多时，杯中水总有喝完的时候，剩下的人

12、如何共享？如果一杯水可以共享的话，应该是一个人喝过后它还是满的，杯中水不减少！当下一个人喝过后，它还是满的，然而这是不可能的。所以，物质不能共享只能分享！同样，汽车承载一个人与承载五个人所消耗的汽油也是不同的。能源也只能分享！根据物质不灭定律，消耗掉的物质资源和能源已经转化为其它形式，所以，物质资源和能源越来越少。但是，信息与物质、能源不一样，信息是可以共享！（2）什么是信息的共享？那么，信息是如何共享的？当第一个人从一个纸杯中感知到信息后，纸杯所包含的信息减少了吗？没有！第二个人从中感知到信息后，纸杯所包含的信息仍然没有减少。当第一个人把他所感知的有关纸杯的信息通过载体表达出来传递给第三个人

13、时，第一个人所感知到的信息也没有减少！这就是信息独具的共享性！多么神奇，信息竟然具体如此伟大的特征！共享性是信息与物质、能源最本质的区别。（3）信息为什么能够共享？信息为什么可以共享还要从信息的概念说起，信息包含于事物中，是事物所具有的，人们从事物中获取信息是通过感觉器官（当然也可以借助信息技术中的感测技术）去感知，如果事物本身没有发生变化，它所包含的信息是不会因人去感知而减少的。此外，信息的可传递性也为信息的共享搭建了桥梁。（4）信息共享的结果是什么？信息共享的结果使得信息越来越多，随着技术与社会的进步，信息开始爆炸了。于是，如何准确、快速的获取信息，如何高效的存储信息，如何恰当的加工处理表

14、达信息成为未来信息社会每个人所必须具备的信息素养。这也就是为什么我们国家要在高中开设信息技术必修课的原因之一。4.信息为什么会有时效性？信息具有时效性。如果让同学举例，每个人都会说，比如股市行情、每日新闻。但是，信息为什么会有时效性呢？要回答这个问题还得从信息的概念说起。信息源于事物，但被主体感知后就脱离了事物，依附在所表达的载体上，与事物本身无关了。但是，任何事物都是运动变化的，运动变化是绝对的，静止是相对的。事物运动变化了，它所包含的信息也要随之发生改变。有些事物变化比较快，如股市行情、天气情况，我们感知的只是它们某一时刻的信息，另一个时刻事物本身变化了，前一时刻感知的信息就不能代表此刻的

15、事物了，前一时刻的信息对该事物而言也就失效了。所以，对于变化比较快的事物只有不断地去感知它，才能及时地反映事物的本来面貌。当然，也有一些事物发展相对比较慢，比如牛顿第一定律，几百年来一直没有变化，所以，我们在初中学习了它，到高中、大学做物理题时它还是有效的。5.为什么会有伪信息？信息具有真伪性。有关信息的真伪性学生也有切身的体会。实例不必多举。但为什么会有伪信息是需要学生搞清楚的。（1）感知错了信息源于事物，被主体所感知，出现伪信息的第一种可能就是感知环节出现了错误，比如，红绿色盲把红灯看成了绿灯，瞎子摸象把大象摸成了柱子，等等。（2）表达错了信息被主体从事物中感知后，通过一定的载体表达出来，

16、出现伪信息的第二种可能是表达环节出现的错误，比如，“粮食够吃了”表达成“粮食狗吃了”等等。（3）传递错了信息在传递的过程中也可能出现错误，比如，一条小道消息从第一个人开始传递，当它传递到第二百个人时一定已经面目全非了。比如，劣质的电话线路也可以丢失传递着的信息，造成误传的情况。（4）加工错了还有一些伪信息是人为故意加工制造出来的。此外，在信息的存储、交换等过程中也可能产生伪信息，这里不再一一列举。二、科学、技术与工具对于技术这个词，也是大家一直挂在嘴边的，但真正深入了解它的人不多。（一）从科学技术的产生发展看信息技术技术总是与科学联系在一起的，科学的任务是认识世界，它是揭示事物运动变化规律的理

17、论和方法。技术的任务是改造世界，它是依据一定的科学理论，制造和制作工具的工艺和手段。为了更好地理解信息技术的特点，我们必须先来了解科学技术的产生与发展。技术是自古就有的吗？技术是怎么发展的？1科学技术的产生技术并不是自古就有的，也不是永恒不变的。在人类发展的初期生物学进化阶段，既没有发现科学，也没有发明技术，人类完全是以赤手空拳来争取自己的生存和发展的。这一阶段的人类主要通过自身器官功能的分化和强化来增强自身的能力。如直立行走、前后肢分工、手的灵巧化都是这一阶段人类进化的主要成果。视野的扩大，手指功能的扩展，大大提高了人类认识世界、适应环境的能力。然而，人类生理器官的分化与增强是有限的，不可能

18、无限制的扩展下去。可是，人们追求更好的生存与发展的需求永不停止。当人类自身器官功能的扩展接近饱和状态时，人类便将注意力投向了外界，开始利用“身外之物”（石块、枯枝）来扩展自身器官的能力。这时，人类也由生物学进化过渡到文明进化阶段。长期天然工具的使用使我们的祖先慢慢意识到大石块砍砸后会变成小石块，并形成尖、刃等形状的形成过程，当天然工具不能满足人们征服自然的需要时，我们的先人们就踏上的人工试制工具的艰难历程。就这样，科学技术伴随着人类由生物学进化向文明进化的转化过程中产生了。生活中长期经历的有关客观世界的某些“经验”就形成了最早的原始状态的科学（例如杠杆的原理），而根据这些经验设计制作工具的方法

19、和手段就是技术的原始雏形。2科学技术辅助人类扩展能力科学技术是为了满足人类自身能力发展的实际需求而产生并发展的，它自始至终都是辅助人类扩展自身能力的。那么，人类有哪些需要扩展的能力？科学技术是怎么扩展人的这些能力的？关于人类能力的划分有许多种，但从宏观上来看，可以把人的能力分为三个方面：体质能力、体力能力和智力能力。体质能力反映了人的体质结构的合理性和强健性，是人全部能力的基础；体力能力反映了人的力量的充沛性和持久性，它是建立在体质能力的基础上；人的智力能力则是反映人的思维和智慧的理智性和敏捷性，它是建立在体质能力和体力能力的基础上。人的这三种能力是一个有机体，它们是协调发展的。但在人类整个进

20、化的历程中，能力的发展呈现着明显的阶段特征，在三种能力保持大体协调发展的前提下，最先得到发展的是体质能力，其次是体力能力，最后是智力能力。科学技术就是通过制造工具来扩展人的能力。（1）质料工具扩展人的体质能力在农业社会，人们利用材料科学技术的知识和技能制造石器、青铜器、铁器等工具。这些工具具有更强的硬度、更好的弹性、更高的熔点、更低的凝聚点、更强的耐压能力、抗腐蚀能力和抗辐射能力等，大大扩展了人类的体质能力。这一阶段人类开发的是物质资源，主要利用的是物质结构理论和力学理论及材料科学技术。（2）动力工具扩展人的体力能力当人类社会进入工业革命时期，人们利用能量科学技术的知识和技能把客观世界的各种能

21、量资源（如煤炭、风力、太阳能等）转变为动力，制造成各种动力工具（蒸汽机、电动机等），这些动力工具具有更强的推动力、牵引力、冲击力、爆破力、摧毁力，极大地扩展了人类的动力能力。当然这个时期人类的体质能力也在不断扩展中。这一阶段，人类开发的能量资源和物质资源。主要利用的是能量守恒与转换理论，能量科学技术和材料科学技术。（3）智力工具扩展人的智力能力当人类的历史进入二十世纪40年代时，人们发现自己的大脑不够用了，不能在规定的时间内计算出需要得出的数据，记不下需要记住的信息了。于是智力工具作为人类智力能力的扩展产生了。最具代表性的智力工具就是计算机。智力工具与人的智力能力相结合，使人类具有更敏锐的观察

22、力、更广阔的感知力、更精细的分辨力、更高效更明智的决策力、更强大的记忆力、更强的控制力、更快捷的计算能力以及更好的学习与认知能力。智力工具的制造一方面依赖信息资源，另一方面依赖于信息加工与转换的信息科学技术。当然也离不开物质和能量资源，以及能量科学技术和材料科学技术。综上所述，可以看出，信息技术的本质特点是对人类智力能力的扩展，也就是扩展人的信息器官功能的一类技术。（二）信息技术的内涵纵观科学技术的发展，我们发现，信息科学技术扩展的是人类的智力能力，开发的是信息资源。那么，人类有哪些信息处理器官？信息技术是如何扩展人类这些信息器官的功能？1.人类的信息器官及功能第一，感觉器官。包括视觉器官、听

23、觉器官、嗅觉器官、味觉器官、触觉器官和平衡感觉器官等，主要功能是获取信息，通过视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉来感知(即获取)外部世界各种事物运动的状态和方式；平衡感觉器官则可以根据运动主体与客体之间的关系来获取平衡信息。第二，传导神经网络。它又可以分为导入神经网络和导出神经网络。主要功能是传递信息。通过导入神经网络把感觉器官获得的信息传送给思维器官；通过导出神经网络把思维器官加工出来的信息传送给各种效应器官或内部某些器官。第三，思维器官。包括记忆系统、联想系统、分析推理和决策系统等。主要功能是加工和再生信息。实际上它担负着存储信息、检索信息、加工信息和再生信息的复杂任务。通过存储、检索、加工信息

24、得到对于外部事物运动规律的认识；通过再生信息来表示主体对于外部事物进行改造的策略和意图。第四，效应器官。包括操作器官(手)、行走器官(脚)和语言器官(口)等。主要功能是施用信息。通过操作器官和行走器官来执行或者通过语言器官来表达大脑发出的信息，使这些信息产生实际的效果。2信息技术的基本内容与人类信息器官及功能相对应，信息技术的基本内容包括以下几个方面。第一，感测技术。感觉器官功能的延长。包括传感技术和测量技术及遥感、遥测技术等。它使人们更好地从外部世界获得各种有用信息。日常生活中常见的应用有：食堂的饭卡、公交卡、电子温度计仪、电子称、数码照相机、自动门、高速公路的ETC、楼道感应灯、VCD遥控

25、器、手机蓝牙等。第二，通信技术。传导神经网络功能的延长。它的作用是传递、交换和分配信息，消除或克服空间和时间上的限制，使人们更有效地利用信息资源。应用如电话、手机、网络、卫星等。第三，计算机与智能技术。思维器官功能的延长。计算机技术(包括硬件和软件技术)和人工智能技术，使人们更好地加工、存储、再生信息。应用如计算机、机器人等。第四，控制技术。效应器官功能的延长。控制技术的作用是根据输入的指令(决策信息)对外部事物的运动状态实施干预，即信息施效。常见的应用如有自动洗衣机、电脑洗车、自动控制车床等。由此，可以得出：信息技术是指能够完成信息的获取、传递、存储、加工、再生和施用等功能的一类技术。从信息

26、技术的特点和内容上，我们可以整体理解高中信息技术新课程的结构：信息技术基础沿着信息的获取、传递、存储、加工的横向线路让学生整体感受信息加工处理的全过程。感测技术与计算机技术的结合构成多媒体技术应用选修模块；通信技术与计算机技术的结合构成网络技术应用选修模块；算法与程序设计、数据管理技术属于计算机技术；计算机智能技术与控制技术的结合构成人工智能初步选修模块。三、信息技术前沿应用对信息技术的历史使命有了一定了解后，还要充分展示信息技术的魅力，让学会深刻体会信息技术在人类社会中的重要作用。下面列举信息技术前沿应用的几个案例，抛砖引玉，相信各位老师们会列举出更有魅力的应用。案例1“仿生眼”帮盲人复明据

27、英国媒体2008年4月22日报道,英国伦敦穆尔菲尔德眼科医院日前施行了一项先锋性的“仿生眼”移植手术在两个盲人患者的眼球表面分别植入安装有60个电极的人造视网膜芯片，从而让两个失明患者恢复视力,并能辨认简单物体。这是英国首次施行“仿生眼”移植手术,在未来3年之内,“仿生眼”技术有望得到大范围推广。案例分析这是一个典型的信息技术应用。“仿生眼”首先通过患者眼镜上的摄像机捕捉外部景象（感测技术、计算机智能技术应用），然后图像经无线发射器（通信技术应用）传送到患者眼球表面的人造视网膜上,经芯片转换为电脉冲信号（计算机技术应用）传给60个电极。接着，人造视网膜上的电极会刺激视网膜的视觉神经，继续将信号

28、沿视神经传送到大脑，并在大脑中成像。案例2“舌头驾驶系统”助残障人活动据英国每日邮报报道，美国科学家2008年6月30日表示，他们最近成功地研制出一种使用微小磁铁进行控制的小仪器，这种米粒大小的仪器可以植在人的舌头下，肢体残疾的人士只需要动一下舌头，就能够轻松地驾驭自己的轮椅甚至操作电脑。这套装置将可协助脊椎神经受到重创的严重残疾人，重新过着以往丰富、活跃及独立的生活。案例分析在这套系统中，使用者头部将戴上一个磁场感应器（感测技术应用），它能够测出舌头的磁迹，然后将无线电讯号（通信技术应用）传送到在使用者戴在身上或轮椅上的手提电脑中，然后通过自动控制进行操作（控制技术应用）。此外，电脑系统还能

29、确认每名使用者的独特舌头动作，即舌头所触碰的每颗牙齿，都可代表不同的指令（人工智能技术应用）。案例3无音通话系统参考消息2008年3月17日报道，美国安比恩特公司发明了一套无需发出声音就能够进行电话通话的系统。使用者利用一个放置在颈部周围的项圈，就可以收集到人脑中与特定词汇有关的神经信号，从而创造无声说话的奇迹。案例分析这套名为“Audeo”的系统，任何人经过一定时间训练，就可以在不必发出任何声音的情况下发送出与大脑中具体词汇有关的神经信号。这些信号被放置在颈部声带周围的项圈（感测技术应用）接收到以后进行编码（计算机技术应用），通过无线（通信技术应用）传递给附近的电脑，最终电脑对信号进行解码，

30、再合成声音和语言（计算机技术与智能技术应用）。此外，霍金的轮椅装置、盖茨的家、电子骨骼服装、GPS、眼睛打字、电子耳、公交卡收费系统、高速公路电子不停车收费系统、亚轨道太空飞机“山猫”号、形形色色的“记忆”商品，等等，当今社会中信息技术的应用无处不在。我们的信息科学家正与生物学家、物理学家、人类学家等科学家一起为了人类更美好的明天创造着一个又一个信息技术应用的奇迹。让我们与学生一起展开想象的翅膀去畅想信息技术的未来吧！四、信息技术学科课程价值由前面的分析，我们知道，信息技术学科涉及到的概念有信息、科学、技术、工具。我们的教学不能只停留在教学生如何用工具。那么，我们学科的真正价值在哪里？第一，要

31、讲真正的信息技术中的魅力，例如：早期的计算机只能输入英文，那么汉字是如何输入了？其中蕴含了人类怎样的智慧？又如：不等长无损压缩原理是什么？它又是谁发明的？为什么前人可以想出如此绝妙的解决问题的方法？还有这些技术背后是由哪些科学原理支撑着？也就是说，首先要讲技术中的人类智慧结晶。第二，在利用技术与工具解决实际问题的过程中，也要经历技术的整个流程，也要针对问题想办法，利用技术和工具实现办法。所以，在这个过程中也在发明创造，让学生经历这个全过程也是非常珍贵的，对学生的创意意识、创新能力和实践能力是一个很好的锤炼。五、信息技术学科课程目标我们学科的目标是培养和提升学生的信息素养，那么什么是信息素养？信息素养内涵广泛，分不同层次。我认为，在中学信息技术课程中，它主要包括三方面内容：信息意识、信息能力和信息道德。1.信息意识看一个人有没有信息素养、有多高的信息素养，首先要看他有没有信息意识，信息意识有多强。也就是，碰到一个实际问题，他能不能想到用信息技术去解决。信息意识是指对信息、信息问题的敏感程度，是对信息的捕捉、分析、判断和吸收的自觉程度。举个例子来说：2002年10月，我参加了第一届全国信息技术骨干教师培训班的论文答辩。为确保全班40余人的答辩在一天内完成，教授给每人限了时，由我计时。我借了块手表，为了每隔十分钟准确报时，根本无暇顾及答辩内容。课间，一位