遠處的風景和當下的路徑

陳凱

近期信息科技領域取得的進展，可以用眼花繚亂和不可思議兩個詞語來形容，尤其是人工智能方面，可以說是已經顛覆了人們固有的認知了。可以明顯感受到的是，社會大眾對信息技術這門學科的期望忽然提高了，一方面相信本學科的發展會受到更多重視，另一方面學科教師可能會迷惑，自己未來的發展，究竟哪里需要改變。

俗話說“當局者迷，旁觀者清”，而當前的態勢就好像有點這個味道。那如何在旁觀者迷的情況下，做到當局者不迷？那就要以科學實證的精神來指導學科建設工作，其中要重點關注的是：一要尊重學科自身概念和技能之間的內在邏輯發展脈絡；二要尊重學生的認知規律。

我認為，信息技術學科自身處于核心地位的概念大致出自兩個領域，一是信息論，二是計算理論和計算模型，前者聯系著信息熵、二進制、編碼解碼等諸多概念，后者與計算機軟硬件實現及算法有關。信息技術學科的教學內容，越往底層、核心走，就越和數學、物理學相關，越向表層、應用層方向走，就越具有綜合性、跨學科性。在當前基礎教育領域中，信息技術學科的教學內容撇開偏向具體應用和常識性的內容，比較多涉及到的有編碼解碼、程序算法這些內容，這些內容能充分體現出學科特色，但教師選取這些內容來教學也有著某種不得不如此的感覺，因為實際教學要考慮到所教的知識和技能，其牽扯到的其他相關知識和技能，是學生當前能夠基本掌握熟悉的，所以，雖然信息技術學科中有許多精彩的值得學習的內容，但于當下情況來看，卻往往只是“弱水三千只取一瓢”而已。

我們經常聽說某些時髦的科技名詞，如神經網絡、深度學習等，但這些技術的具體實現是和一個極其龐大的由概率學、邏輯學、哲學、心理學等不同學科知識技能構造的網絡聯系在一起的，更不用說還要設計獨特的計算機硬件和軟件來實現具體需求。當前，人工智能幾乎已獨立發展成一個完整的學科，僅就其體量而言，便很難硬塞進本已有限的信息技術課程中去。然而在新年伊始，筆者想說的重點不在于無法做什么，而是信息技術教師能做些什么。雖說在基礎教育領域專門開設人工智能課程頗有難度，但構建一門以人工智能為大方向的導論性質的綜合性課程卻是可能的，課程中或許會根據需求涉及到概率學、邏輯學、哲學、腦神經科學等學科的基礎知識，即便沒有條件進行實際的課程建設，從教師自身發展看，也有必要主動提升相關領域的知識和技能。

又如計算思維，若學生認知水平尚未真正將計算機科學的概念內化為自身經驗，計算思維的培養便恍若空中樓閣一般。也有教師在網絡上說，計算思維其實是對數理思維加以限制所得到的子集，是借助抽象化和形式化使得抽象數學模型與現實世界同構，我對此觀點深以為然。可見，數理邏輯方面的抽象化和形式化的訓練，是培養計算思維的前提，是學生進階無法繞過的必經之途。

無論是為了某個美好愿望開展與課程建設相關的行動研究，還是為了應對未知挑戰增加個人知識技能儲備，信息技術教師都應該加強與本學科有關聯的其他學科的知識和技能的學習，尤其是作為基礎學科的數學和邏輯學。endprint