义务教育信息科技课程标准中“逻辑主线”的认识与理解

李维明

●“逻辑主线”与“逻辑关联”

《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）构建了逻辑关联的课程结构，并以数据、算法、网络、信息处理、信息安全、人工智能为课程逻辑主线，按照义务教育阶段学生的认知发展规律，统筹安排各学段学习内容。[1]这里提出了两个概念——“逻辑关联”与“逻辑主线”，应该怎么认识、怎么理解呢？

查阅《现代汉语大词典》可知，“逻辑”是“与一般常情相符的规律”，而从哲学角度理解，逻辑就是事物发展的因果规律，也是认识问题的某种思维方法。这两种解释都提到了一个词，那就是“规律”。[2]《现代汉语大词典》中对“规律”的解释是“稳定并反复出现的规则或条律”，因而逻辑就应该是“与一般常情相符的稳定并反复出现的规则或条律”，是事物发展的因果规则或条律，也是我们认识事物的一种思维方法。由此出发，所谓“逻辑关联”则可以理解为某些事物的发展变化之规则是相互关联的，存在着千丝万缕的联系；所谓“逻辑主线”则说明某些事物存在着内在的联系，其规则是一脉相承、融汇贯通的。而我们在认识这些事物的时候，就不能孤立地看问题，需要由此及彼、由表及里地去观察、分析、处理，明确何“因”生何“果”，或明白此“果”为何“因”。

具体到课程结构，义务教育信息科技课程内容主要由三方面内容构成——独立课程+融合课程+跨学科主题学习，即“3～8年级单独开设课程，其他年级相关内容融入语文、道德与法治、数学、科学、综合实践活动等课程”“具体学习内容由内容模块和跨学科主题两部分组成”。[3]其中独立课程包括“在线学习与生活”“数据与编码”“身边的算法”“过程与控制”“互联网应用与创新”“物联网实践与探索”六个内容模块及对应跨学科学习主题。这六个模块内容其纵向由课程的六条逻辑主线串联，形成了层层递进、螺旋上升的内容结构；其横向关联的跨学科学习内容与内容模块相互呼应，共同构成了逻辑相关的课程结构（如下页图1）。

图1

由纵向观察，第一条逻辑主线是数据，其内容的线条为“数据来源的可靠性——数据的组织与呈现——数据对现代社会的重要意义”；第二条逻辑主线是算法，其内容线条为“问题的步骤分解——算法的描述、执行与效率——解决问题的策略或方法”；第三条逻辑主线是网络，其内容线条为“网络搜索与辅助协作学习——数字化成果分享——万物互联的途径、原理和意义”；第四条逻辑主线是信息处理，其内容线条为“文字、图片、音频和视频等信息处理——使用编码建立数据间内在联系的原则与方法——基于物联网生成、处理数据的流程和特点”；第五条逻辑主线是信息安全，其内容线条为“文明礼仪、行为规范、依法依规、个人隐私保护——规避风险原则、安全观——防范措施、风险评估”；第六条逻辑主线是人工智能，其内容线条为“应用系统体验——机器计算与人工计算的异同——伦理与安全挑战”（如图2）。[4]

图2

这六条逻辑主线自身涉及的内容是由信息科技知识体系的内在逻辑决定的，其内容是层层递进的，难度是渐次加深的，要求是逐步提高的。这种进阶的设计，既考虑了信息科技的知识、技能体系本身的理解、认识及操作的难度，也考虑了义务教育各学段学生的心智水平的发展程度，因而在术语的表述、概念的理解、操作的难度上都有适合学习的安排。

例如，“算法”这条逻辑主线就以问题及解决为线索，以“身边的算法”为切入点，并“借助学习与生活中的实例”去“分解”问题，“用自然语言、流程图等方式描述算法”，逐步形成“解决问题的策略或方法”，以达到运用算法解决问题的目的。在这里，既没有算法定义生涩的描述，也没有算法代码冗长的表达，而是抓住使用算法解决问题的本质，从问题的分解入手，以少年儿童熟知的学习生活为实例，用最平常的语言和框图去描述、分析问题，最终形成策略或方法。

其实，从“问题分解”到借助“算法”载体形成“解决问题的策略或方法”的过程就是用计算机解决问题的一种普遍使用的方法。这种方法在网络平台的搭建及应用的开发、信息数据的处理及应用、信息数据的安全及防护、人工智能的开发及应用等各个方面都广泛适用。所以，“算法”这条逻辑主线是信息科技课程中最为基础的逻辑主线之一，它和“数据”逻辑主线一起构成了信息科技课程的基础支撑。

因此，从横向观察，这六条逻辑主线并不是完全平行的，其中的“数据”“算法”贯穿了整个课程，为其他四条主线提供了数据和方法的基础支撑。而各条逻辑主线的内容之间相互交叉、相互联系，共同形成了逻辑关联信息科技课程结构及逻辑主线贯穿的内容体系。

另外，对于新课标中描述的1～2年级和9年级的“融合课程”，其结构与独立课程基本相同，六条逻辑主线也贯穿其中，它和独立课程一起共同组成了完整的义务教育阶段信息科技课程。

总之，新课标用逻辑主线串起了课程内容，同时也搭建了逻辑关联的课程结构，这使得课程形成了一个“科学的、完整的、便于教学组织的学科知识体系”。[5]

●“逻辑主线”的教学价值

正如新课标表述的那样，“依据核心素养和学段目标，按照学生的认知特征和信息科技课程的知识体系，围绕数据、算法、网络、信息处理、信息安全、人工智能六条逻辑主线，设计义务教育全学段内容模块，组织课程内容，体现循序渐进和螺旋式发展”。[6]在这里，从课程设计者的视角考虑，六条“逻辑主线”用以“统筹安排各学段学习内容”，这里的“统筹”“安排”包括了“设计”模块、“组织”内容、“体现”发展。

如果从课程实施者——教师的角度来考虑，这样的“统筹”“安排”对开展教学活动有什么价值？其优势何在？也就是如何正确认识“统筹”的意义，运用逻辑主线的统筹作用去实施教学，以理解模块设计意图、组织课程内容教学、实现学生发展？首先需要了解“逻辑主线”的统筹价值，遵从学生认知发展规律，按照“小学低年级注重生活体验；小学中高年级初步学习基本概念和基本原理，并体验其应用；初中阶段深化原理认识，探索利用信息科技手段解决问题的过程和方法”这一要求实施教学[7]，然后需要厘清知识体系的内在逻辑，以其“逻辑主线”为脉络展开教学，同时注意各条主线及各模块内容的逻辑关联及递进关系，循序渐进，螺旋上升，促进发展。

由此看来，信息科技课程中的“逻辑主线”为教学实施提供了基本线索，每一条“逻辑主线”既是信息科技知识体系的内在逻辑，又是课程内容的主线脉络，也是教学实施的重要抓手。在课程实施的过程中，要充分理解课程“逻辑主线”的内含，了解其教学价值，合理运用，提高课程教学效益。