基于“信息系统”学科大概念的项目教学探究

吴加明

随着项目学习在编程教育的深入推进，越来越多的教师更加注重项目的可行与效益，在编程项目的细节设计、作品可见性方面进行了更多的探索。本期解码，让我们对两个来自一线的编程项目设计进行学习。

《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》提出了数据、算法、信息系统和信息社会这四个学科大概念。其中，数据是信息系统的管理对象，算法是信息系统的实现方法，而信息系统又是信息社会的具象表现。因此，学会开发简易信息系统就成为高中信息技术新课程的核心。

● 认识和把握信息系统大概念

1.信息系统的定义

信息系统有时又称作平台。广义的信息系统是由人、软件、硬件、网络、数据资源等组成的人机交互系统，按功能可分为事务处理系统、管理信息系统、决策支持系统、专家系统等。信息系统的主要功能和目的是对输入信息进行处理、控制、存储、传输和输出后，以支持组织做出快速合理决策。狭义的信息系统指的是内容信息管理系统，如学校网站、安全教育平台等。其本质上是对数据库中的数据进行“增、删、改、查”等基本操作，如手机通讯录，主要就是添加、修改、删除和查询联系人信息等。

2.信息系统与信息社会的关系

信息社会属于抽象范畴，而信息系统是具体的、直观的。人们通过应用信息系统各项功能，享受信息技术带来的各种方便、快捷、高效。线上线下融合已经是人们的当下生活方式，这背后的支撑平台就是信息系统。

3.信息系统教学中面临的挑战

在强调学科核心素养养成的当下，“信息系统”教学如何践行“在用中学，在学中用”理念面临较大挑战。信息系统开发往往涉及多种技术，而教学中存在的根本性问题是，信息系统开发技术门槛高、综合性强、专业度高，与中学生信息技术学业水平和信息素养普遍不高、时间精力有限形成了尖锐的矛盾。因为新课程采用Python语言，有教材在讲解“信息系统”实例时就以开发语言Python+数据库Access+框架Danjgo为组合，尽管在专业性上无可挑剔，但面向全体学生教学普适性方面还是值得商榷的。

为了让学生能够在有限的课时里亲身体验开发信息系统的全过程，有课堂学习的获得感和成就感，笔者设计了一个简易版的“班级图书管理系统”学习项目，希望为大家提供信息系统开发教学的可行性方案。

● 设计和开发信息系统

“班级图书管理系统”学习项目设计的目的是把技术方面的要求降到最低水平，更多的是剖析厘清信息系统中各操作模块的内在机理，并用精简的Python代码加以实现。所应用到的主要技术是Python语言中的函数、文件操作、列表和字典数据类型等基础知识，数据最终以字典类型存储在TXT文本文档中。

1.项目的功能目标及开发环境

（1）需求分析。班级图书管理系统应具备的功能：录入图书信息、将图书信息保存到文件中、修改和删除图书信息、查询图书信息。

（2）系统设计。系统功能结构：录入图书信息模块、查找图书信息模块、删除图书信息模块、修改图书信息模块、统计图书总数模块、显示所有图书模块。

（3）业务流程。业务流程如图1所示。

（4）系统开发必备。

系统开发环境：Python3.x，Python内置模块：os、re。

项目目录结构：BMS（Books Manage System简写）为项目文件夹，books.txt用于保存图书信息的文件（可由系统自动生成），main.py用于实现具体功能的Python源文件。

2.项目各主要模块的业务流程及代码实现

（1）主函数模块设计。主函数业务流程如图2所示。主要函数及功能如右表所示。参考代码略。

（2）录入图书信息模块。业务流程如图3所示。

具体实现：save（book_list）函数用于将图书信息保存到文件。add（）函数，用于录入图书信息。核心代码略。

（3）删除图书信息模块。从控制台录入图书ID，到磁盘文件中找到对应的图书信息，并将其删除。业务流程如下页图4所示。

具体实现：编写删除图书信息的函数delete（），后调用show（）函数显示所有图书信息。参考代码略。

（4）修改图书信息模块。从控制台录入图书ID，到磁盘文件中找到对应的图书信息，并将其进行修改。业务流程如下页图5所示。

具体实现：编写修改图书信息的函数edit（），在最前面先调用show（）函数显示所有图书信息。参考代码略。

（5）查询图书信息模块。从控制台录入图书ID或书名，到磁盘文件中找到对应的图书信息。业务流程如下页图6所示。

具体实现：编写查找图书信息的函数search（），后调用show_book（book_query）函数显示图书信息。参考代码略。

（6）显示所有图书模块。将图书信息文件中保存的全部图书信息获取到并显示。业务流程如下页图7所示。参考代码略。

（7）统计图书总数模块。业务流程如图8所示。

具体实现：编写统计图书总数的函数total（）。参考代码略。

“班级图书管理系统”全部代碼调试成功后，可以利用第三方模块PyInstaller对项目进行打包，生成EXE可执行的程序文件，再附上使用说明文档，一个像模像样的软件就此诞生了。

3.项目的创造性应用

“班级图书管理系统”学习项目具备“信息系统”的基本要素构成、主要业务逻辑和功能内涵实质，程序代码简洁，结构清晰，有利于引导学生初步树立模块化开发软件的思想，加深对数据结构的理解。同时，该学习项目有较强的拓展性和通用性：一是各功能模块相对独立，可以根据所教学生能力水平的差异，对功能模块进行适当的删减取舍，实现分层教学;二是通过举一反三，可以将其改造成“购物车”“通讯录”“VIP会员”等信息系统项目，实现个性化教学。

综上所述，笔者在探索“信息系统”技术路径的可行性中进行了教学实践，这是对新课程新理念的有益尝试，最终目标是让学生真正把“信息系统”的概念内化于心，从而满怀信心地融入信息社会，走向智能社会，迎接智慧社会。