ＬＯＧＯ思想與教育信息化（下）整合篇

　　教育信息化有具體的期望：通過編程，逐步實現虛擬的教育世界，增強人們教與學的效果。而信息化的虛擬如果沒有到達課程的層面，技術就難有實際的效果。通過信息化方法論，信息分析被推向更基本要素的層面，就有更強的生成能力，許多不相干的課程，可以有許多共同面，而在共性之下，可以清楚討論各自的特點。這樣可以設計新課程(信息技術課程)，來統一處理共性的內容，而每個具體課程分別體現各自特點，使得教育內容和教與學的方法更有條理、更有效。對于人文、藝術等課程，現有的技術也有新的看法，但尚有有待探討的未明確的問題。我們分節來討論這些內容。
　　
　　信息技術課程的核心價值
　　
　　我們從基礎篇論述中看到LOGO思想是方法論，可以期望成為教育現代化的指導思想。而在應用篇開頭介紹了兒童早期信息技術教育的創意。對于教師，基礎篇希望明確這個方法論的基本內容是什么，又簡單地從長期歷史發展過程中了解其重要意義與價值。而在應用篇中提出信息技術教育的啟蒙設想，通過搭積木與LOGO編程來讓學生體會對象要素來分析一綜合一建構一重組一問題解決一創新。這些知識是所有課程的共性，如果每個課程都講，可能是大量重復，又都講不透；如果集中在一個課程來講，用各門課程的簡單內容作為實例來培養塑造學生的基本信息素養，為各個課程的整合打下基礎，這就是信息技術這門課程的核心價值。
　　搭積木首先體現要素組合生成的思想，在信息技術中，要素可以是符號、數字、文字、聲音、圖畫等，積木塊可以用多種媒體表示。而在拼搭組合的實踐過程中，兒童從模糊的評價標準中逐步清晰，對各種組合形成自己的取舍，無意中得到滿意的組合，這是探試的過程；到有清晰的目標時，就是問題的求解過程；簡單的問題求解通過不斷組合生成與測試，復雜的問題解決通過目標指導組合選擇、進一步分解基本成分、進行各種重組來解決。這與LOGO編程的思想接近。
　　我們看到語文四結合課題中，有與信息技術結合的內容，就是結合打字來學語文。通過優秀的打字方案，少量要素的組合，就可以把相當數量的字詞打出，這是很深刻的LOGO要素分析與組合的思想。下面優秀LOGO學數學的課題中，把簡單學科內容作為信息課程的實例，把核心思想通過基本實例潛移默化地變成學生的素養。教學中不只注意技術，更要在技術基礎上，逐步點明其重要方法論意義與價值，這對于人文與藝術課程也有意義。
　　
　　通過LOGO思想與編程結合學數學
　　
　　LOGO思想與數學學科課程的整合是整合最有特色的部分，可以看成信息技術課程的進一步深化。
　　
　　1，數學是什么
　　數學內容的分類。20世紀布爾巴基學派按結構建構的思路，按當時數學發展的水平，把所有的數學知識進行分析整理，在集合論基礎上，首先分出基本結構、有序結構、代數結構、拓撲結構，然后再組合成二級結構與更高級結構。所有的數學分支大體都有各自的位置。同時，在這個體系中也可以預測哪里將有新的分支產生，這樣使得以模式作為數學研究的對象，就容易為大家所接受。
　　數學知識的表示。數學也稱算學，數與算是相伴的兩個基本成分。數相當于對象，是名詞、靜態的；算相當于操作，是動詞、有過程。數與算組成復雜的算法或程序，而給程序以名字，又變為靜態的名詞概念。這概念內涵包含復雜算法，但形成的復雜概念可以整體來把握，減低思考復雜度，支持容易進到高層的理解與思考。
　　數學對于每個概念成分都給出符號，由于數學概念建構的性質，數學知識可以用很規范的符號形式描述與推演。數學知識有非常規范的形式化表示體系，有了計算機與各種編程語言的發展，由底層的編程語言，發展出同數學符號相同層次的數學語言，可以逐步建構出數學知識大廈。把編程的主要內容與數學學習適當結合起來，是嶄新的數學教改思路。
　　
　　2，數學的學習特色過程
　　數學知識的獲得也是個人與外部客觀世界相互交互中建構模式與重組模式以表示與解決問題的過程。
　　先回顧傳統的數學教學的全部過程。
　　解決應用題要領。由情境、實際生活、隱性書本知識來提出問題。
　　(1)觀察審題，找到最佳感覺；從幾種可能抉擇中選；無路時另辟路徑思考。
　　(2)借助符號，適當進行語言描述；依靠圖表，數形結合，理解數量關系；綜合利用自然語言、數學語言、計算機語言工具幫助。
　　(3)想方設法建立數學模型；正面建模，分析數學概念；分析、歸納、換元、反證法；配方法，甚至加上小學學習方法；發揮計算水平，求解純數學問題；逆向解決數學模型問題。
　　(4)回到實際，檢驗數學結果。
　　(5)正確表達，力求敘述完善以得到好評價。
　　這些傳統方法已經很有深度。按LOGO思想或信息觀點——先分析領域知識的基本要素，條理化數學知識，用微世界知識表示形式軟件表示；設計程序，開發學習平臺，學習環境，支持數學的問題解決。這里教學創新涉及教學內容，涉及知識的條理化、知識的重組。還涉及方法與手段。
　　
　　3，應用于數學教育領域：LOGO的實際課堂經驗
　　貴州省基礎數學創新教育技術研究所的符美瑜老師的“通過LOGO數學實驗學數學”是一個有特色的案例。該案例有兩個特點，都很有創意。
　　(1)教師按課程標準將整個教材內容仔細思考，分解出基本成分，每個成分都設計有基本程序和合適的參數。這些程序語句容易組合，成為程序段，賦予程序名，就組成復雜的函數。學生只要調用程序名，就可以畫出復雜的圖形、計算復雜的幾何量與數值。這里教學創新涉及教學內容，變成可以操作的，這是很有特色的進一步深入的起點。
　　(2)在WINLOGO的學習平臺上，學生調用現成的程序，改變合適的參數，可以做相應的計算與作圖，從而觀察探索，在動手中理解相應的概念。這時，可以先把程序看成黑箱，完全在數學的層次上學習。
　　到一定階段，學生可以打開某些程序，讀懂程序本身，看程序是怎樣編的，可以逐句運行，看每句的含義。由于中學數學概念簡單，意義明確，不難看懂；程序又可以運行，非常有趣。一般學生通過動手，把頭腦內隱藏的概念外化，可視了，可以很容易地建構起復雜的數學概念結構。而程度好的學生，就會有自主探索新問題的欲望。動手中學，是現在時髦的做法，但如何用好可探索的環境呢?下面是符老師很巧妙的做法。
　　由教師設計、準備好程序(目前已有大批現成的程序)，上課時進行引導，讓學生動手操作。學生要么動手調用程序，進行觀察探索；要么改變問題中的條件和結論，自行修改程序，探索新的規律。教師從旁幫助、啟發，最后進行總結，布置課外作業。
　　在實踐中，教師不斷改進數學實驗的設計，在課堂上容易組織群體討論。發展下去，自然會發展到用計算機編程，進行數學建模解決真實的問題，進而推動科學課程學習的創新。如果有健全的網絡，學生也就逐步習慣在網上交流、討論與合作。這里在做(動手)中學，手腦并用，數形結合，左右腦交互，使難懂的數學概念變得容易懂，學生有效地克服了對數學的恐懼感，很少掉隊。
　　這樣，在教學方式上采用大課與練習課相結合的模式，與幾十年前開始流行的習題課類似，但當時學生身邊只有紙和筆，而現在有了計算機做工具，并且有一批設計得很好的程序，所以學生容易人手，就像搭積木，在“做”中學，感覺非常有趣，很好地體現了上述先進的LOGO思想的精華，同時又表現出明顯的教學效果。
　　
　　自然科學類課程：從概念層向客觀真實世界的發展
　　
　　數學教學新理念已經重視從實際出發，因此科學課程的教學與數學有許多相同點。但科學類課程的學習與數學尚有兩個不同點。
　　(1)在熟悉客觀事實的基礎上，形成正確概念，掌握正確規律；到現場觀察，通過拍照留下記錄，或是人為設計條件，進行各種實驗，觀察結果，推論規律；設計實驗，用各種儀器進行搭建，用多媒體表示各種事物，實際是可以操作的微世界形式，進行演示，多媒體提供輸入、觀察過程與結果的虛擬環境，定量數據收集，然后利用數學建立模型，發現規律。這是科學學習的基礎部分。
　　(2)在經過抽象建立模型上，重要的是要建立正確的觀念，通常學生都會有自己的原始看法，或前科學概念。老師備課時，分析出新舊觀念的典型認知沖突，出示給全體學生，利用反饋設備，得到反饋信息的整體統計。
　　
　　信息技術與語文學科的整合：走向非嚴格形式化的語義
　　
　　1，引進要素建構的方法論
　　把學習、研究的對象分解為基本成分(要素)，在這些成份的基礎上再進行綜合，建構成為不同層次的模型、模式(數學領域用語)或語義(語文領域用語)，從極其簡單的成分可以逐步建構成非常復雜的信息世界。
　　語文材料模式的二維結構。
　　
　　2，教與學的平臺設計
　　在語言學習中，學生主要靠自己的努力，而教師起引導組織的作用，教材是架構師生交流的媒介。在課堂上，教師教學還需要按課堂可能出現的情況，按統一的教材寫出有針對性的教案，來引導組織學生的學習?？梢园唇贪傅母鱾€不同的學習模式，利用現成的模板開發成分別的課件，然后再把各模式課件組裝起來。先在課堂上引導教學，然后課后提供給學生自習、練習。
　　可以把開發的語言軟件分為三個層次。
　　數據層把教材處理成數據(有內涵的數據)，包括把字典、詞典、語法庫、情境對話庫、課文庫等數據從庫中取出。
　　數據類型：漢字、拼音、其他語言、錄音、動畫、視頻等。
　　數據結構：以文件為中心單位，其上有各種索引，而文件內部數據還須分段斷開，斷開時還可能有層次、有一定的格式。
　　每個模板有相應的數據格式，套上去就是可以操作運行的軟件。如果數據與模板要求的格式不一致，需要先轉換。就需要轉換的程序。
　　模板層 模板把學習過程適當分解成基本成分，對應于教材的基礎學習活動，如放一段錄音聽，記錄發音，出對比評價，對給出的選項作判斷，接受輸入漢字等，適當分解后再組合起來成為模板。
　　模板分類：語音、寫字、聽力、對話閱讀、課文閱讀以及各種練習。
　　模板是可以操作的，每個操作有相應的按鈕與后面的程序相關聯來反應學習過程，這是開發的著力重點，具有一定的穩定性(但也有若干參量，同一題目的題號，替換題中替換的個數，替換的次數，版面大小認知，尺寸縮放，顯示與否這樣功能，體現模板一定的靈活性)。
　　平臺層 把教案所需的所有模板軟件再組裝起來，即成為當前所需要的課件。
　　把教材內容的數據放在窗口界面上，把各種有關的模板，作為菜單的選項按鈕。這樣既5Ge64eKVCpkqjRo7mTMQPg==可以隨意點擊菜單項，進行操作、學習，又指明了一定優化學習的順序。
　　開發好既為上課時教師可以靈活引導授課過程的教師平臺與指導學生課外自學復習練習與預習的程序，也是學生的學習平臺。
　　再進一步設計教師教學設計支持平臺，首先是為專業人員開發的，再逐步為教師應用開發的平臺。教師找到大量可用或類似的案例，如果不滿意，可以自由方便地修改。
　　
　　人文，藝術課程整合：若干需要深入研討的問題
　　
　　LOGO是方法論，它的使用不限于靜態的邏輯結構與動態的邏輯思維，我們引進“數”(數碼)與“相”(實體)的概念后，由于“相”所指可以是各種具體的客觀存在，包括視覺得到的表象、嗅覺得到的氣味，包含可以言傳的知識，也包含人們大腦中不可言傳的默會知識，人們可以用較為簡化的概念符號談論多樣的事物。
　　在互聯網上，人類相互交流時，明顯有幾個不同的過程。
　　人們在大腦內有許多是默會隱含的知識形式，要交流時需要用文字語言表達，變成計算機可以傳遞的顯性信息。
　　計算機傳遞時，對于顯性知識可以進行各種信息的處理加工，比如翻譯成其他語言，或加以簡化、加上標注解釋等，都是機械信息的轉換。
　　當人們看到傳遞的語言信息時，大腦的活動形成各種新的默會聯想與知識。
　　三個過程結合起來，就相當于直接的人與人的交流。
　　非形式 符號化 非形式，人甲——文本1——文本2——人乙
　　相　機碼　機碼　鄰域相
　　這里機器接到文本知識時，丟了許多默會的信息，人類可能會通過各種語境把丟掉的信息補回來；而變到機器碼時，是否與原先的信息完全符合，是沒有把握的。
　　人有視覺器官，可以接受形象信息，效率非常高，圖形是靜態的結構，可是人類缺乏自由表達形象的器官。要畫出想象的圖形，就要用基本成分、符號、語言、文字等基本成分組合來創造性建構地表達。所以，僅有情境的感受是不夠的。人們的形象思維與邏輯思維，左右腦功能相輔相成、缺一不可。隱性形象的還需要用語言表達，才能交流。
　　從默會知識到可以言傳的顯性知識間的轉換是新的問題，默會的隱性知識可以用概念指向，但最后是否可以完整明確地表示，涉及大腦的構造。默會的性質，是一個哲學上尚待討論的問題。因此人文、藝術類課程的整合，涉及頭腦內默會知識的表示，可能丟掉而失真，對其效果，有更多的保留。LOGO思想能否應用于默會知識是尚待研究的問題，但并不妨礙LOGO思想在教育上作為方法論的價值。而且這類默會問題，在其他課程中也不同程度地存在，可以采取其他辦法來補救，需要大家繼續探討。
　　
　　幾點看法
　　
　　(1)信息的處理加工概念對于信息技術用于教育領域是極為重要的。信息具有三大屬性——傳遞，表示與處理加工。學習是知識信息的傳遞接受與處理加工，把學習只看做信息的傳遞接受也即強調記憶是落后的觀念，而新理念特別強調把學習看成知識信息的處理加工。因而多媒體技術與網頁靜態形式的知識表示，僅涉及信息的表示與傳遞，屬于傳播學的層次，是遠遠不夠的。容易理解自主、生成式、創新式的學習與群體合作性的學習(多樣意見的爭論與協調)遠遠超過編碼文本吸收式學習的效果。
　　(2)教育信息化觀念與技術兩個層面的相互關系。面向21世紀信息社會的教學改革，是以教育信息化為特征的。教育信息化包含了教育觀念的更新與充分應用信息技術兩個層次的內容，包含用信息方法分析所有教育現象(知識與教學活動)，這是觀念層面的信息化，從而可以進，行優化思考，使得教育形成科學(這里涉及本體層面的作用)，接著把易于信息化而又可能有效增強學習的成分開發成軟件，復雜的仍由人類教師來承擔，但優秀的軟件可以增強人們的學習(這是工具性質的)，所以人機結合是重要的原則。要探討技術如何恰當促進人類的學習，這是教育技術學的使命，信息科學是具有方法論性質的學科。教育需要觀念與技術兩個不同層面的信息化緊密銜接，相互促進，但都基于統一的方法論，共同推動教育的現代化。
　　(3)LOGO思想是深層的信息素養，是方法論，可以是教育信息化的統一的指導思想。為了順利實現教學改革，師生都要進行信息技術教育，培養信息素養。也就是說這里應該有個統一的指導思想，核心的方法論，那么信息素養是什么?什么是他的指導思想?這就是LOGO方法論的持續運用，導致計算機的誕生。計算機的巨大威力促進現代信息概念信息學科也即工程或人造信息學的形成，LOGO方法論與信息科學已經廣泛滲透到幾乎所有學科，也滲透到教育學，并理解對于師生信息素養的重要核心價值。它指導信息技術課程的有效開設，也指導信息技術與課程的有效整合，也會對思考教育技術學科發展前景的討論有很好的指導作用。當然，教育是相當復雜的，這個方法論的價值與局限，希望大家進行評價討