信息技术学生实验课程教学实验研究——以初中《计算机病毒与防治》单元为例

王秋爽，钱松岭，董玉琦

(1.东北师范大学 教育学部，吉林 长春 130024；2.吉林大学 公共计算机教学研究中心,吉林 长春 130024；3.吉林师范大学 教育科学学院,吉林 四平 136000；4.上海师范大学 教育技术系,上海 200234)

根据教育部的统计，信息技术教育在中小学校基本普及，100%的高中、95%的初中、50%的小学都已开设信息技术必修课[1]。随着信息技术教育在我国的普及，中小学信息技术课程的理论与实践研究也日渐深入，人们开始对课程自身发展进行反思，本文尝试以信息技术学生实验课程作为信息技术学科内一种新的课程形态进行教学实验研究，以期达到对中小学信息技术课程丰富和完善的目的。

一、信息技术学生实验课程概述

信息技术学生实验课程是以培养学生全面的信息素养为主旨，以实验活动为课程组织方式，以使学生获得丰富的信息处理经验和真切的体验为根本目的的一种课程开发模式。信息技术学生实验课程具备与学科课程相对应的“经验课程”与“活动课程”的基本属性，但又与他们有所区别，一方面，信息技术学生实验课程是在信息技术学科本身的知识逻辑框架之内，并不打破学科界限；另一方面，信息技术学生实验课程是基于信息技术学科本身特定的“课程事实”进行实验而开发的。

从课程哲学的发展上看，与实验课程具有相似属性的经验课程经历了“浪漫自然主义的经验课程”“经验自然主义的经验课程”和“人本主义的经验课程”[2]，“人本主义的经验课程”以个体的主体价值体验为课程核心，而信息技术学生实验课程正是通过认识主体即学生对作用于环境的行动结果的反思进行有意义的建构、价值的生成。而当前信息技术课程存在着过分追求工具的效率，“控制”成了信息技术课程“工具理性”的突出特征，课程体现出的“只见技术不见人”为人诟病。信息技术学生实验课程通过实验活动的组织方式，使学生在实验活动中进行体验，在这个过程中，个体存在着对生活不断创造与超越的可能性，从而使学生个性得到相对解放，使信息技术课程更能体现出教育的人文精神。

信息技术学生实验课程的最直接的心理学基础就是存在心理学，存在心理学“关心的是目的，而不是手段……它关心的是目的体验、目的价值、目的认知、作为目的的人[3]”。存在心理学追求一种“高峰体验”，“这种体验可能是瞬间产生的、压倒一切的敬畏情绪，也可能是转眼即逝的极度强烈的幸福感，甚至是欣喜若狂、如醉如痴、欢乐至极的感觉……[4]”。信息技术学生实验课程为学生提供一种体验独特个体知觉、获得直接的、具体的、全息的认知的可能，学生通过自己的发现、验证、合作、体验来发展其社会性、自然性。

信息技术学生实验课程蕴含着对理论与实践关系的理解，近代受“唯科学主义”和“工具理性”的影响，实践变为在“工具理性”支配下的技术行为，丧失了其中的伦理性与社会性，新教育社会学中的批判理论代表人物霍克海默指出：“理论并不是与实践隔绝的，(批判)理论与其说是一种特殊的理论，倒不如说是政治实践的智力部分[5]”。即实践是在批判理性指导下的“反思行为”。信息技术学生实验课程正是通过行动和反思间的动态相互作用而展开的，是在真实的情境中来考虑的，是在学生之间相互作用中进行的，意义创造和解释是学生获得知识的一部分。

以上简要分析了信息技术学生实验课程的哲学、心理学和社会学基础，我们看到信息技术学生实验课程在促进学生自我反思、个性解放、社会责任等方面的独特价值，当然，实验课程与信息技术学科当中传统的“理论课”和“上机课”在促进学生发展的价值层面上并非对立，而是互补的关系。

我们开发了初中信息技术学科教学单元《计算机病毒与防治》，并展开教学实验研究，深入探讨信息技术学生实验课程内在价值、内容开发及其有效性，从而丰富中小学信息技术课程理论与实践，彰显课程人文精神。

二、信息技术学生实验课程的教学实验

(一)教学实验设计

教学实验采用不等控制组设计，有两个自然条件下的组(实验班级和对照班级)，先对两个组进行前测，然后第一个组实施实验处理，第二组不接受实验处理，经过教学实验后，对两个组再进行后测。

研究对象为某市某中学七年级A、B两个自然教学班，A班(29人)作为理论教学对比班，B班(34人)作为实验教学对比班。研究者选用相同的教学内容，分别采用理论教学的方式和实验教学的方式对两个班进行授课，如表1所示。

表1 实验课程教学实验不等控制组设计

自变量：本研究自变量为实验组与对照组。实验组接受实验课程教学处理，教学一个单元，二课时。对照组不接受实验处理。

因变量：因变量为参与实验学生利用二阶测试问卷所测得的分数。

控制变量：本研究控制变量是实验组和对照组所测得的前测分数。

(二)研究工具设计

1.测试问卷及访谈提纲设计

本研究采用了二阶测试问卷作为测试工具，在二阶测试问卷中，每个问题的构成都有二阶，第一阶需要学生选择“是什么”，第二阶需要学生选择“为什么”。采取此设计的目的在于：第一、二阶测试问卷帮助学生意识到自己头脑中的认知，并能够了解其他学生头脑中的认知。前者是学习者对自身认知并对影响这种认知的文化进行“自觉”的过程，后者是学习者对其他学生的认知及影响这些认知的文化进行学习、批判的过程。第二，测试工具能够促进学生对自己的认知提供证据，是为了更精准地测量教学中需要考虑的要素，从而使得教学能够更好地改善学习。结合教学单元《计算机病毒与防治》的实际教学内容，设计二阶测试问卷主要包括计算机病毒的概念、工作机理、特征、预防、查杀等六个部分，具体为：计算机病毒的概念；文件中毒后的变化情况；程序、数据、软件的概念理解；病毒在计算机中可以存储的位置以及杀毒软件的工作机理；病毒、恶意软件、木马程序、补丁程序的概念；计算机中毒的常见症状。共6个题目，为单选或多选形式。

同时还设计了教学之后的访谈提纲，主要包括学生对信息技术实验课程的兴趣度、对学生合作学习的效果，以及学习者通过实验操作体验和感悟三个方面，访谈对象从每个学习小组随机抽取一名同学。

2.教学资源设计

本教学实验中的教学单元《计算机病毒与防治》包括两个实验，实验一：计算机病毒的攻击；实验二：计算机病毒的防治。学生课前通过《实验手册》对本单元的理论知识进行预习。《实验手册》的基本结构包括：基础理论(概念 原理 特征 )、具体案例(感染—发作—清除)。

实验操作过程中，以学生动手操作为主，教师进行适度合理的引导，使学生通过主体参与实现深度学习。通过这种学习方式不仅要求学生深入理解病毒概念，掌握查毒，杀毒和防毒的关键技术，还要了解病毒作为信息的一般工作原理，同时培养信息使用过程的安全意识。

(三)实验课程教学实验实施

首先，利用二阶测试问卷对实验组与对照组进行前测，了解学生学习起点；然后，根据学生学习起点进行教学资源设计，展开实际教学，教学时数为2课时(2节连上)；最后，在进行教学处理之后，利用二阶测试问卷对实验组与对照组再进行后测，并对学生小组代表进行访谈。通过以上环节进行数据收集。根据教学单元“计算机病毒与防治”的教学内容与学生实际情况将教学目标确定为：

1.知识与技能目标：掌握计算机病毒概念，了解计算机病毒的四大特性，知道如何预防计算机病毒；

2.过程与方法目标：学生通过自己动手实验，能初步识别计算机病毒并能采取有效措施预防计算机病毒；

3.情感态度与价值观目标：能与同伴合作的积极态度，认识到计算机病毒的危害。

具体教学流程如表2所示。

表2 教学流程

(四)教学实验结果分析

1.前测结果分析

利用测试问卷，我们从计算机病毒的概念、工作机理、特征、预防、查杀等方面来考察。

学生的学习起点情况。被试对象为七年级A、B教学班全体同学共63人，回收有效问卷63份。统计结果如图1所示。

图1 前测一阶问卷统计结果

题目中选对率最高仅为47.1%，不足半数，甚至有两道题目正答率为0。从前测一阶问卷的统计结果反映出，被试对象对于计算机病毒的概念、工作原理、特征、预防、查杀等方面的知识较为欠缺。那么，学生对这部分知识存在什么样的认知呢？我们利用二阶测试问卷得到学生们对这部分知识的理解，我们选择部分代表性回答如表3所示。

表3 前测问卷二阶统计结果

根据二阶测试学生叙述原因的结果来看，我们分析如下。

第一题，学生的回答是基于已经安装了杀毒、防护软件的电脑中发生的现象，杀毒软件会清除被感染的程序，清除时常常导致文件损坏，并且这两种情况下都会有明确的文字提示(当然，杀毒软件肯定不会承认是他们在杀毒时造成的程序损坏)。第二题，学生对与病毒对计算机危害的步骤划分不清。第三题，大部分学生混淆这三个概念且不清楚三者关系。第四题，大部分同学有使用杀毒软件的经验，但是不清楚杀毒软件的适用范围只针对已被发现，且存于病毒库的病毒。还不了解当有新型病毒或在磁盘引导区病毒时，通过杀毒软件是不奏效的。第五题，大部分同学对其概念不清，对这几个名词之间的区别不了解。学生对于病毒和木马基本上没有区分，认为只要影响计算机使用的、不请自来的程序都是病毒。第六题，从学生作答的理由来看，学生从自身经验中了解中毒后计算机变慢，容易死机的现象是普遍的，对于背后的原因，他们不是很清楚。

总之，学生对于计算机病毒概念、工作原理、特征、预防、查杀的理解存在偏差，学习起点不高。在接下来的教学中，我们在进行教学设计时，应该充分考虑学生的实际情况。

2.前后测对比分析

后测问卷编码赋值规则如下：正确答案及其匹配理由(理由合理即可)得3分；正确答案及与其不匹配的理由得2分；错误答案及其匹配理由得1分；其余得0分。

在二阶问卷调查结果统计表中，将前概念调查的对应列标记为“学前”，将学后变化调查的对应列标记为“学后”。前后测对比结果如表4所示。

表4 后测问卷赋分统计结果

通过表4可以看出，通过教学实验，实验课后测得分普遍高于理论课学后得分，说明实验课程教学促进学生正确理解计算机病毒概念、工作原理等认知，根据前测二阶问卷的原因分析，我们可以看出实验课教学之后，学生的一些偏差认知得到有效矫正。

本研究对理论课前后测均值、实验课前后测均值分别进行了成对样本的t检验，检验结果如表5所示：对于理论课，后测均值比前测均值大约高0.217分，但未达到显著性水平，t统计量的显著性(双侧)概率为0.072(＞0.05)；对于实验课，后测均值比前测均值大约高1.388分，达到显著性水平，t统计量的显著性(双侧)概率为0.001(＜0.05)。由此可以得出，经过实验课之后，学生对学习内容的理解程度得到显著提升，而理论课之后未达到显著水平。

表5 成对样本检验结果

三、研究结论

通过以初中信息技术学生实验课程教学单元《计算机病毒与防治》为例，我们更加深入地认识到信息技术学生实验课程的内在价值，并在课程内容选择方面有了新的理解。信息技术学生实验课程开发与教学一定会丰富中小学信息技术课程理论与实践。

(一)信息技术学生实验课程在培养学生信息素养方面具有独特价值

通过实验课程的教学实验，信息技术学生实验课程的价值至少体现在：

1.为学生提供了“体验”的空间。激发了学生“通过建立在体验性规律基础上的符合规则的行动而对环境加以控制的人类的基本兴趣[6]。”访谈中有学生表示“这个课，我上得好紧张，一点都没有溜号，像是在打游戏，就把知识学到了，平时的理论课，要是下午上，我都特别困”。

2.为学生提供了“反思实践”的可能。实验课程的教学是一个行动过程，其中实验计划、实施和评价都是相互联系有机统一的，学生对个体的知识建构，是在这样的学习过程中进行批判性反思，有效矫正之前错误的偏差认知。如有同学表示“以前以为只要计算机有病毒，就一定会立刻坏掉，今天通过做了这个实验发现，病毒时潜伏期的，在潜伏期病毒时不会发作，以后再使用电脑的时候，即使没有不好使的情况发生，我也得注意查查病毒”。

3.促进“开放、合作”的学习文化形成，提高学习品质。实验课程的教学“既向产生洞见和发明的新的可能性开放，又为形成独特的个性结构提供充分的文化和人际资源[7]。”有同学说“这个课和以前的课的最大却别就是，我们分了小组，在小组里我是数据记录员，我必须要认真观察每个环节，要不我把记录写不完全，影响了我们小组的同学。一堂课下来，虽然有点紧张，有点累，但是我觉得这样我全弄懂了”“我在做病毒攻击的那个实验的时候，忘记了进入模拟系统，差点让整台计算机彻底坏掉，同组的同学及时发现了我的错误，提醒了我，多亏了她啊！”分组的组织形式实际上是为学生构建了一种社会性的学习环境，师生也是一种对话关系，学生群体成为学生个体知识建构的促进者，学生通过学习行为形成了“学习共同体”。

(二)信息技术学生实验课程的开发向度

社会必然是信息技术学生实验课程的开发向度之一，实验课程目标要促进人的社会性发展。实验课程“学习共同体”形成人的合作、理解、关爱等主体意识，生生之间、师生之间是一种“交互主体”的民主关系。学生作为信息技术学生实验课程的开发向度之一，意味着实验课程目标指向人的自主性发展，在实验课程教学中，学生正是通过自我的体验，自我的反思体现出了人的自主性；同时，学生在此过程中完成了自我知识的创造与建构。信息技术学科中特定的“课程事实”是实验课程开发的重要载体，这意味着，实验课程作为一种课程教学模式是与具有体验、证伪等特性的某个知识点相连结，在微观上有着实验课程设计的可能，如本教学实验让学生对计算机感染计算机病毒后的“症状”这一特殊内容进行实验。因此，信息技术学生实验课程内容的选择要考虑学科课程特定的课程事实，又要考虑实验课程的基本特征。

(三)信息技术学生实验课程教学的有效性

就《计算机病毒与防治》教学单元的教学实验结果，通过前后测对比，对学生的学业情况进行分析，发现采用学生实验课程的教学模式比理论课程的教学模式，学生学业成绩明显提升。信息技术学生实验课程不仅可行，而且有效。

[1]教育信息化工作进展情况[EB/OL].http://www.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s7204/201302/148023.html,2014-12-15.

[2]张华.经验课程论[M].上海:上海教育出版社,2001.271.

[3]A.H.马斯洛.存在心理学探索[M].昆明:云南人民出版社,1987.65-66.

[4]马斯洛.谈谈高峰体验[M].北京:华夏出版社,1987.366-367.

[5]霍克海默.批判理论[M].重庆:重庆出版社,1989.236.

[6]S.Grundy.Curriculum:Product or Praxis?[M].London:The Falmer Press,1987.12.

[7]Philip H.Phenix,Transcendence and the Curriculum[J].Teacher College Record,1971,(73)：279-280.