从算法、思维到问题解决实践

武健 康小微

摘要：本文从《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》的再学习、再思考出发，针对信息科技在基础教育中的作用与价值，提出了课程性质再认识的“三个统一”，针对课程目标、内容、教学过程提出“三个不局限”，并以信息科技面对生活中的问题解决为核心，抓住语言促进思维这个关键，在已有实践的基础上对三步转译编程教学法进行了思考。

关键词：信息科技；问题解决；算法；教学法

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2023）15-0009-03

《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）将信息技术课程改为信息科技课程，这不仅仅是名称的变化，课程理念、价值、性质、地位、内容等方面也随之发生转变。信息科技从综合实践中独立出来成为一门课程，走到科学+技术的大领域，课程不仅要有内容变化，还要对课程的本源性问题再认识、再学习。

课程的性质：从技术到科技

信息科技课程独立出来，成为科学教育的组成部分。课程的发展既需要體现信息科技独特的学科特点，也要关注到基础教育中科学教育的总体任务与要求。人们常说，科学侧重于认识世界，技术侧重改造世界。无论是信息科学的认识世界，还是信息技术的改造世界，都必须面对工作、生活中的问题。课程的研究者需要在关注课程的基础性、实践性和综合性的同时，强调若干性质间的统一。

1.时代性和基础性的统一

提升学生的数字素养与技能是信息科技课程主要任务之一。为达到这个目标，课程不仅要面对当前信息社会，帮助儿童更好地面对数字化生活，还要面对未来，通过当代科技的发展去理解未来数字社会。

2.实践性与综合性的统一

信息科技课程的核心是问题解决。价值首先在于能真实地解决生活、学习、工作中的问题。实践性是不可或缺的。参考科学教育中的STS（科学Science、技术Technology、社会Society）研究，科技的价值与作用必然与社会需求密切相关。信息科技中的问题解决不是单一学科问题，需要学习者的综合能力。

3.工具性与思维性的统一

信息科技是针对信息及其应用中的科学原理、思维方法、处理过程和工程实现，核心研究对象是信息。科学与技术体现在信息工具的运用中，有着促进学生思维发展的基础任务，这是学科育人价值的体现。而信息科技课程的学习内容和学习过程在直接与间接提升思维水平，因此，工具性与思维性是课程的共同特点。

课程的方向：从计算机到信息科技

信息科技课程既需要符合国家课程整体育人方向，站在整体角度思考课程价值，也需要体现学科本身特点，兼顾本学科的不可替代性。为达到跨越式发展的目标，这一轮信息科技课程发展的任务，既需要跟上语文、数学、科学等学科近二十多年课改发展速度，也需要从原有的计算机技术中“跳”出来，真正地走向信息科技。发展的目标对于课程的研究者、一线教师有着更高的要求。信息科技课程需要站在高位，放远眼光，从目标、内容和教学角度考虑“三个不局限”。

1.教学目标不局限于学会知识与技术

信息科技课程要发挥课程的作用，教学目标就不能局限于学会计算机知识、掌握操作计算机的技术，还应当帮助学生通过信息科技的学习认识自我，认识世界，增长知识，学会思考。

2.课程内容不局限于知识和技能

课程要有利于学习全过程，教学内容不能局限于掌握计算机知识和技能，还应当包括更广义的知识、经验、智慧、文化、情感、态度、价值观等。

3.教学过程不局限于记忆与训练

信息科技课程要促进学生的全面发展，面对的是学生成长的全过程。课程的教学过程不能局限于计算机知识的记忆和计算机操作技能的训练，还应当包括观察、思考、分析、判断、阐释、创造等认知活动和情感活动。

算法教学：从“用”到“以”

纵观从计算机到信息科技课程的发展历程，不同时期教学的侧重点分别有计算机命令（语言）、程序设计、计算机算法等，但程序与算法始终是课程的核心与重点。

新课标进一步扩展了算法的范畴，指出算法教学的基本思路是从“计算机算法”发展到“身边的算法”。“身边”有两方面的要求：一方面是通过算法，编写计算机程序去解决一些问题，这是“用”计算机去解决身边的问题；另一方面以算法的思路，形成与优化问题解决的步骤，这是“以”计算机编程等的工程思维方式去解决身边更多的问题，是计算思维的体现。

从“用”到“以”，“身边的算法”的学习以典型的用计算机解决问题的事例引导学生面对真实问题的解决，然后迁移至生活中更广泛的问题解决，体现了更高的学科价值与作用。

从“用”到“以”，在算法学习的过程中重点由算法本身向促进学习者的思维发展转变，在以符号为代表的人工语言与自然语言之间的转化中，促进学习者的思维发展。在不同语言的转译过程中形成思维策略，这是三步转译教学的形成背景，也是新课标发布后，对信息科技课程完成基础教育促进学生语言与思维能力提升的再思考。

从“用”到“以”，将算法思想的运用延伸到生活中，需要从问题出发，最终与生活相结合。在整个过程中需要特别关注自然语言的作用，自然语言—人工语言、人工语言—自然语言相互转变对思维水平发展的作用是下一阶段课程发展的重要方向之一。

算法学习：从计算机到生活

在算法的学习过程中，算法概念有两种不同情况。一种是在计算机程序基础上形成的算法，简称计算机算法，往往用伪代码、流程图呈现出来。计算机算法与程序不同，但它们之间有着密切关系。另一种是生活中在问题解决的步骤基础上形成的算法，可以简称为生活算法，往往用自然语言、步骤说明等描述出来。生活算法与问题解决步骤不同，它们之间也有着密切关系。计算机算法更简练、精确，生活算法面对更广泛的生活问题。

从学习者角度看，算法的学习不是简单的了解、记忆算法概念的过程。这是一个动态的、逐步完善的过程，往往经历活动，完成不同层级的学习任务，逐步体验算法、了解算法、掌握算法，达到“用”的程度。然后熟练运用算法，深入理解算法，再达到“以”算法思想去解决生活问题的目标。这是个多阶段不断发展、螺旋上升的过程（如下页图1）。

信息科技的基础性和综合性是统一的，从计算机算法逐步向生活算法迁移，是为了更好地面对生活中的问题解决。在这个过程中，无论是人工语言还是自然语言都发挥着重要作用。

课程活动：从整合内容到发展素养

“身边的算法”的教学目标不局限于简单地知道与记忆计算机算法的概念，而是面对学生成长，在学习活动中提升能力、发展素养。

算法的学习活动可以分成不同模块。以掌握计算机命令为主的学习活动，会以掌握计算机语言展开；以学会编制程序为首要目标的学习活动，往往围绕实现某功能来编制程序进行组织；以学习计算机算法为主要目标的学习活动，会强调对比分析不同程序，掌握设计与优化的策略；侧重算法思想进而扩展到生活中问题解决的教学，会强调算法的形成与迁移，强化语言与思维的关系。

而三步转译编程教学法的核心在于以语言促进思维（如图2），在算法习得、算法运用层级的学习活动中能够发挥更大的作用。

在课程设计中存在着直线式与螺旋式的两种逻辑形式。直线式是把课程内容组织成一条前后联系的“直线”，螺旋式是课程内容重复出现，逐渐扩大知识面，加深知识难度。两种形式各有利弊，在同一课程内容的体系中，直线式和螺旋式都是必不可少的。

很多一线教师一直试图“解决教学問题”，但在实践中，教学问题是课程的末端问题，本源性问题仍是课程建设。教师只有完成课程构建任务，建立起遵循信息科技学习规律的课程体系，并以课程整体的视角研究课程内容、学习活动、结果与评价等，才会使教学问题迎刃而解。

参考文献：

[1]柳夕浪.学生综合素质评价：怎么看？怎么办？[M].上海：华东师范大学出版社，2015，8.

[2]中华人民共和国教育部.义务教育信息科技课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022，4.

[3]黄荣怀，熊璋.义务教育信息科技课程标准（2022年版）解读[M].北京：北京师范大学出版社，2022，9.

[4]李锋.新版课程标准解析与教学指导·初中信息科技[M].北京：北京师范大学出版社，2022，9.

[5]李锋.新版课程标准解析与教学指导·小学信息科技[M].北京：北京师范大学出版社，2022，9.

[6]柳栋，武健，魏宁.信息的定义与知识谱系中的信息科技[J].中国教育技术装备，2010，191（05）：33-36.

[7]李怀源.小学语文单元整体教学理论与实务[M].北京：人民教育出版社，2017，8.

[8]钟启泉.课程论[M].北京：教育科学出版社，2007，12.