義務教育信息科技課程標準中“邏輯主線”的認識與理解

李維明

●“邏輯主線”與“邏輯關聯”

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）構建了邏輯關聯的課程結構，并以數據、算法、網絡、信息處理、信息安全、人工智能為課程邏輯主線，按照義務教育階段學生的認知發展規律，統籌安排各學段學習內容。[1]這里提出了兩個概念——“邏輯關聯”與“邏輯主線”，應該怎么認識、怎么理解呢？

查閱《現代漢語大詞典》可知，“邏輯”是“與一般常情相符的規律”，而從哲學角度理解，邏輯就是事物發展的因果規律，也是認識問題的某種思維方法。這兩種解釋都提到了一個詞，那就是“規律”。[2]《現代漢語大詞典》中對“規律”的解釋是“穩定并反復出現的規則或條律”，因而邏輯就應該是“與一般常情相符的穩定并反復出現的規則或條律”，是事物發展的因果規則或條律，也是我們認識事物的一種思維方法。由此出發，所謂“邏輯關聯”則可以理解為某些事物的發展變化之規則是相互關聯的，存在著千絲萬縷的聯系；所謂“邏輯主線”則說明某些事物存在著內在的聯系，其規則是一脈相承、融匯貫通的。而我們在認識這些事物的時候，就不能孤立地看問題，需要由此及彼、由表及里地去觀察、分析、處理，明確何“因”生何“果”，或明白此“果”為何“因”。

具體到課程結構，義務教育信息科技課程內容主要由三方面內容構成——獨立課程+融合課程+跨學科主題學習，即“3～8年級單獨開設課程，其他年級相關內容融入語文、道德與法治、數學、科學、綜合實踐活動等課程”“具體學習內容由內容模塊和跨學科主題兩部分組成”。[3]其中獨立課程包括“在線學習與生活”“數據與編碼”“身邊的算法”“過程與控制”“互聯網應用與創新”“物聯網實踐與探索”六個內容模塊及對應跨學科學習主題。這六個模塊內容其縱向由課程的六條邏輯主線串聯，形成了層層遞進、螺旋上升的內容結構；其橫向關聯的跨學科學習內容與內容模塊相互呼應，共同構成了邏輯相關的課程結構（如下頁圖1）。

圖1

由縱向觀察，第一條邏輯主線是數據，其內容的線條為“數據來源的可靠性——數據的組織與呈現——數據對現代社會的重要意義”；第二條邏輯主線是算法，其內容線條為“問題的步驟分解——算法的描述、執行與效率——解決問題的策略或方法”；第三條邏輯主線是網絡，其內容線條為“網絡搜索與輔助協作學習——數字化成果分享——萬物互聯的途徑、原理和意義”；第四條邏輯主線是信息處理，其內容線條為“文字、圖片、音頻和視頻等信息處理——使用編碼建立數據間內在聯系的原則與方法——基于物聯網生成、處理數據的流程和特點”；第五條邏輯主線是信息安全，其內容線條為“文明禮儀、行為規范、依法依規、個人隱私保護——規避風險原則、安全觀——防范措施、風險評估”；第六條邏輯主線是人工智能，其內容線條為“應用系統體驗——機器計算與人工計算的異同——倫理與安全挑戰”（如圖2）。[4]

圖2

這六條邏輯主線自身涉及的內容是由信息科技知識體系的內在邏輯決定的，其內容是層層遞進的，難度是漸次加深的，要求是逐步提高的。這種進階的設計，既考慮了信息科技的知識、技能體系本身的理解、認識及操作的難度，也考慮了義務教育各學段學生的心智水平的發展程度，因而在術語的表述、概念的理解、操作的難度上都有適合學習的安排。

例如，“算法”這條邏輯主線就以問題及解決為線索，以“身邊的算法”為切入點，并“借助學習與生活中的實例”去“分解”問題，“用自然語言、流程圖等方式描述算法”，逐步形成“解決問題的策略或方法”，以達到運用算法解決問題的目的。在這里，既沒有算法定義生澀的描述，也沒有算法代碼冗長的表達，而是抓住使用算法解決問題的本質，從問題的分解入手，以少年兒童熟知的學習生活為實例，用最平常的語言和框圖去描述、分析問題，最終形成策略或方法。

其實，從“問題分解”到借助“算法”載體形成“解決問題的策略或方法”的過程就是用計算機解決問題的一種普遍使用的方法。這種方法在網絡平臺的搭建及應用的開發、信息數據的處理及應用、信息數據的安全及防護、人工智能的開發及應用等各個方面都廣泛適用。所以，“算法”這條邏輯主線是信息科技課程中最為基礎的邏輯主線之一，它和“數據”邏輯主線一起構成了信息科技課程的基礎支撐。

因此，從橫向觀察，這六條邏輯主線并不是完全平行的，其中的“數據”“算法”貫穿了整個課程，為其他四條主線提供了數據和方法的基礎支撐。而各條邏輯主線的內容之間相互交叉、相互聯系，共同形成了邏輯關聯信息科技課程結構及邏輯主線貫穿的內容體系。

另外，對于新課標中描述的1～2年級和9年級的“融合課程”，其結構與獨立課程基本相同，六條邏輯主線也貫穿其中，它和獨立課程一起共同組成了完整的義務教育階段信息科技課程。

總之，新課標用邏輯主線串起了課程內容，同時也搭建了邏輯關聯的課程結構，這使得課程形成了一個“科學的、完整的、便于教學組織的學科知識體系”。[5]

●“邏輯主線”的教學價值

正如新課標表述的那樣，“依據核心素養和學段目標，按照學生的認知特征和信息科技課程的知識體系，圍繞數據、算法、網絡、信息處理、信息安全、人工智能六條邏輯主線，設計義務教育全學段內容模塊，組織課程內容，體現循序漸進和螺旋式發展”。[6]在這里，從課程設計者的視角考慮，六條“邏輯主線”用以“統籌安排各學段學習內容”，這里的“統籌”“安排”包括了“設計”模塊、“組織”內容、“體現”發展。

如果從課程實施者——教師的角度來考慮，這樣的“統籌”“安排”對開展教學活動有什么價值？其優勢何在？也就是如何正確認識“統籌”的意義，運用邏輯主線的統籌作用去實施教學，以理解模塊設計意圖、組織課程內容教學、實現學生發展？首先需要了解“邏輯主線”的統籌價值，遵從學生認知發展規律，按照“小學低年級注重生活體驗；小學中高年級初步學習基本概念和基本原理，并體驗其應用；初中階段深化原理認識，探索利用信息科技手段解決問題的過程和方法”這一要求實施教學[7]，然后需要厘清知識體系的內在邏輯，以其“邏輯主線”為脈絡展開教學，同時注意各條主線及各模塊內容的邏輯關聯及遞進關系，循序漸進，螺旋上升，促進發展。

由此看來，信息科技課程中的“邏輯主線”為教學實施提供了基本線索，每一條“邏輯主線”既是信息科技知識體系的內在邏輯，又是課程內容的主線脈絡，也是教學實施的重要抓手。在課程實施的過程中，要充分理解課程“邏輯主線”的內含，了解其教學價值，合理運用，提高課程教學效益。