信息技术课程的纵深建设 李艺 yilisd@163.com，http://www.ictedu.cn/

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1 信息技术课程的纵深建设 李艺

2 课程思想是课程的灵魂，是课程价值的终极依托
数学思想是指人们对数学理论和内容的本质的认识，数学方法是数学思想的具体化形式，实际上两者的本质是相同的，差别只是站在不同的角度看问题。通常混称为“数学思想方法”。 1.演绎法或公理化方法 2.类比法 3.归纳法与数学归纳法 4.数学构造法 5.化归法 6.数学模型方法

3 物理学思想就是研究物质的运动形式、内在规律和物质基本结构的客观存在反映在人的意识中经过思维活动而产生的结果。
课程思想是课程的灵魂，是课程价值的终极依托 物理学思想就是研究物质的运动形式、内在规律和物质基本结构的客观存在反映在人的意识中经过思维活动而产生的结果。 物理教学中的物理思想主要有： 1．观察、实验探究思想 2．数据图象处理思想 3．概念规律形成思想 4．科学设想、建立物理模型思想 5．数理思想 6．科学思维、科学态度和科学方法思想 7．“时空”和“守恒”思想 8．变量控制思想 9．求微、求真思想 10．创新思想

4 课程思想是课程的灵魂，是课程价值的终极依托
信息技术课程思想？ 算法思维？ 计算思维？ 计算思维是人们分析问题、研制解决问题方案、并能将此方案信息化的一种解决问题的能力。在信息处理过程中，它包括事物（实体）抽象、模型建设、算法选择、技术实现等重要环节。

5 大量文件的管理与单个文件的管理——文件存放、查找；属性管理与运行管理。
课程思想特点之一：简洁 例： 从PPT中浏览状态下的编辑 ——资源管理器中的文件管理 ——操作系统中的文件管理 ——管理思想和方法的价值 操作系统的本质——文件管理 大量文件的管理与单个文件的管理——文件存放、查找；属性管理与运行管理。 墙上的洞 两个9岁的小男孩将脸贴近闪烁的屏幕。“这是什么？电视机吗？”其中一个问。“按那些按钮试试。”另一个指着下面的塑料键盘说。他们逐个按下几乎所有的按钮，什么也没发生。很快，另外二十多个年龄在6至14岁之间孩子，从这个偏远村庄的各处跑来。他们围在一起，都渴望弄清这个“天外来客”的用处。 其实，这是一台有上网功能的电脑。昨天来了几个城里的大人，在村子中间造了个小砖屋，然后安上电脑，并把屏幕对着窗户。大人们只是对孩子说，这个新机器是给他们玩的。 孩子们喊着各种建议，多数毫无成效。5分钟后，一个孩子意识到触碰某几个键能让一个箭头在屏幕上移动，而如果点击中间的大按钮，又会出现新的图画。一会儿功夫，他因点击某个图标而连上了网络……几个小时之内，他和其他孩子就玩起了游戏，并成功访问了迪斯尼的网站，尽管这是他们所有人第一次接触电脑。 过去10年间，相似的情景在印度各处发生了不下600次。大学教授米洽想出了这个主意，命名为“墙上的洞”。它为数以千计出身贫困的孩子提供了接触计算机的机会。这些带着电脑的小房子，出现在从喜马拉雅山区到孟买市中心各地的公共区域内。值得注意的是，在全无成人介入的情况下，孩子们用这些计算机来学习英语和数学。并有些孩子在此打下学习基础，后来进入大学深造政治、物理或生物，逃离了他们原本的命运。 孩子们都是电脑天才 故事的起点在1985年。“我在新德里教计算机编程，刚花了500英镑买了我第一台家用计算机。”57岁的米洽一边回忆一边微笑，声音很温和，“我4岁的儿子想要玩这台计算机。我说，‘想也不要想。’但是他继续看着我用计算机。” “几天后，我找不到某个文件。‘试试看在命令中加上dir/w/p’我儿子教我。我照着他的话做，马上找到了那个文件。短短一个月，儿子的计算机才能在任何方面都超过了我。像世界上任何父母一样，妻子和我都认为，我们的儿子是个天才。但当我和朋友谈起此事的时候才知道，其实他们的孩子也都是计算机天才。” 11年之后，米洽成为IT公司NIIT的主要科学家。位于新德里的NIIT大楼，与贫民窟边缘的荒地相邻，猪在垃圾堆里嗅来嗅去找食，当地居民用它作公共厕所，但它也是穷孩子们的板球场。 NIIT大楼的外墙上有些大大小小的缺口。米洽突发奇想，在其中的一个洞里安上一台电脑。那个洞的大小正合适一台电脑，距离地面不足一米，因此孩子们比大人能更轻易地接近它。 第二天，同事告诉他：“外面的那些孩子在上网！” “你告诉过他们怎么做么？”米洽问。 “没有大人靠近过他们。” 米洽用另一台电脑监视孩子们的电脑，发现他们正在无人协助的情况下玩在线游戏。两周后，他打开电脑发现一个word文档，内容是彩色字母拼写的“我爱印度(I love India)”。米洽找到了它的作者，一个8岁的男孩。在孩子的展示下，堂堂的大学计算机教授、IT公司的科学家才知道，Word还有一个文字调色板功能。 很快，附近的父亲们便让孩子在网上帮自己找工作，而母亲们想知道自己的星象出生图。“就像妻子和我当时发现我们的孩子是天才一样，他们都觉得自己的孩子是天才。” 从此，米洽启动了这个叫做“墙上的洞”的社会实验。毫无疑问，一开始电脑遭到了孩子们的辣手摧花，但这也让米洽知道，应该怎样才能把“洞”设计得更坚固。于是，电脑开始走进印度的农村、山区和贫民窟。 这是教育吗？ 在一个从来没有英语课的偏僻农村，大人说：“我们的孩子连犁地都不会，怎么可能使用这台英文机器？” “三个月后当我回到那里，孩子们问我的第一问题是有没有更快的处理器和好使的鼠标。”米洽说。当地的孩子们已经自学了至少200个英语单词，比如“退出(exit)”、“停止(stop)”和“保存(save)”。 “尽管仅凭一个孩子能理解的很少，但一群二十几个孩子能通过推理和讨论得出足够他们继续的信息。他们也会输入自认为认识却奇奇怪怪的词，比如当他们想输入rat（老鼠）时，可能输入rit（渐慢）。而互联网上的搜索引擎会提示说：“你是想输入rat（老鼠）吗？”通过这样的尝试和出错，电脑开始慢慢教他们学习英文。 米洽为此撰写的论文吸引了世界银行的注意。世界银行刚刚开始“千年发展基金(Millennium Development Fund)”，于是从中划拨出110万英镑的资金，让米洽在印度的23个地方继续他的实验。这些地方各不相同，包括喜马拉雅山上海拔5800米的山区，或者恒河上的小岛。在岛上，电脑得被安置在背对湖边的地方，防止鳄鱼偷袭孩子，但各处的孩子们都在几小时内学会了使用计算机。他们还通过网络，学习从运动到电子科学的各种知识。 在南印度一个小乡村，米洽还把生物科学的一些信息存入电脑，并让孩子们看。两个月后他回去时，一个小女孩吐露说“除了DNA分子的错误复制，会导致遗传疾病这一事实之外，我们什么也没明白。” “我预先测试过他们这方面的知识，他们都是零分。”米洽说，“但几个月后我再测试时，他们的平均成绩是30分。于是我请一个孩子们都敬佩的20岁的姑娘做组长，带领同伴们在这个主题上进一步学习。又过了三个月，我再去测试，平均成绩是75分。” 米洽意识到，小组讨论、独立学习以及给同伴或长者留下深刻印象这三者的组合，会有力地促使孩子在无帮助的情形下学习。 2007年，米洽成为纽卡斯尔大学教育技术学科的教授，他将实验扩展到中小学。一班10岁的孩子被分成四人一组，仅仅使用电脑网络，他们在一小时之内答对了6道中学毕业考试的问题。几个星期后，米洽又让这些孩子答相同的题目，但是这一次拔掉了网线。他们仍然答对了。 “有老师问我，这能算真正的教育吗？”米洽说，“如果你在学习，得到正确的答案并且记得这些答案。这和在课堂里学习有什么不一样？” 20岁的卡达姆是证明“墙上的洞”有长效的例子。2002年，她在一个偏远乡村上学时，学校里安装了计算机，她因此对太空科学着了迷。计算机教会了她如何学习，从此她决心要成为航天员：“没有计算机的话，离开学校几年后我一定会成为家庭主妇，现在我在大学里学习航空工程。” 贫民窟的诺贝尔奖 常有批评说，电脑和网络使人们愈发隔离和社会交往无能。而米洽相信，类似“墙上的洞”的方法，会将人们联系得更紧密。在印度，这些“洞”打破了严格的等级系统：中产阶级的孩子向铁匠的儿子学习，精通技巧的女孩在男孩同伴面前享有地位，而这些在更广阔的社会中是很少见的。 对于印度穷人来说，从买东西到看新闻，计算机技巧越来越重要。“墙上的洞”项目还作为礼物被印度政府送到柬埔寨和南非，也取得了成功。 这个项目也为米洽本人赢得了很多奖项，不过他从未以此牟利。今年，因为《贫民窟的百万富翁》的成功上演，米洽还成了和娱乐业有关的人物。NIIT的同事告诉他，维卡斯•斯瓦卢普告诉媒体，是“墙上的洞”给他灵感，写成小说《问答》，就是这本书被改编成了电影《贫民窟里的百万富翁》。米洽给作家发邮件感谢他的赞誉。令人惊讶的是，一小时后作家就回了邮件，说米洽能主动联系自己，是他自己应该觉得荣幸。 “我很喜欢这部电影，但我告诉他，我的梦想是看见一个贫民窟的诺贝尔获奖者，而不是贫民窟的百万富翁。或许这可以是电影的续集。”米洽说。

6 算法思想指导下的：分析问题-设计方案-编程实现
课程思想特点之一：简洁 原程序设计思想—— 算法思想指导下的：分析问题-设计方案-编程实现 新的程序设计思想—— 指令-程序-执行（算法思想只是其中的部分）

7 课程思想特点之一：简洁 现代寓言《墙上的洞》 故事发生在印度新德里的一条穷人街上。穷人街的孩子没有钱，不能进学校读书，整天在街上游逛。试验者为了探明穷人孩子是否有学习欲望和学习能力，便在墙上开了一个小洞，洞的大小正好能嵌进一台电脑，洞的高度和孩子的身高差不多。孩子只有触摸，就可以上网，但必须用英文。这一装置给孩子带来了极大的新奇感，大家围拢在一起讨论起来，有的还动起了手。一个星期过去了，有少数几个人触摸到了门道。两个星期过去了，不少孩子初步学会了用英文上网。三个星期过去了，穷人街上的孩子，你帮我，我帮你，几乎都会用英文上网了。 《墙上的洞》是美国哈佛大学名誉教授程介明先生讲的一个故事。 故事发生在印度新德里的一条穷人街上。穷人街的孩子没有钱，不能进学校读书，整天在街上游逛。试验者为了探明穷人孩子是否有学习欲望和学习能力，便在墙上开了一个小洞，洞的大小正好能嵌进一台电脑，洞的高度和孩子的身高差不多。孩子只有触摸，就可以上网，但必须用英文。这一装置给孩子带来了极大的新奇感，大家围拢在一起讨论起来，有的还动起了手。一个星期过去了，有少数几个人触摸到了门道。两个星期过去了，不少孩子初步学会了用英文上网。三个星期过去了，穷人街上的孩子，你帮我，我帮你，几乎都会用英文上网了。 故事后面有三个问题：他们在学校吗？回答当然是否定的。他们在接受教育吗？回答是“不知道”。他们在学习吗？回答：“是的，他们在学习。” 故事简单、浅近、普通，但含义深刻。故事生动地告诉我们：孩子有学习的天性，他们渴望学习，关键是激发和保持他们学习的欲望和热情；学习是自己的一种建构，建构的基础是已有的经验，建构需要支持性的环境和条件，建构的特征是发生变化；有教师在旁边可能是一种学习，也可能不是一种学习，教师不在旁边，倒可能是一种学习。“墙上的洞”就是要帮助孩子找到高速公路的入口。 对于课堂教学，美国哈佛大学有一个绝妙的隐喻：“到哈佛学习，就像是很快帮助我找到了高速公路的入口处。”其实，这个故事也是一个隐喻。它和“高速公路的入口处”一起，揭示了教学的几个基本要义。第一，学生的学习就是在路上行走，但只有在高速公路上才能走得顺畅，也才会很快到达目的地；第二，要走上高速公路，必须先找到入口处，而找到入口处是学生在教师帮助下的结果；第三，寻找高速公路入口处是一种探究、发现、辨别方向和选择的过程，需要能力和合适的方式；第四，学习终究是学生自己的事，教师的任务在于和学生找到入口处，及帮助学生打好基础，让学生有“带得走的东西”，如此等等。总之，概括起来，这一隐喻揭示了教学的核心问题，即是学生主动学习和学会学习。 美国哈佛大学有一个绝妙的隐喻：“到哈佛学习，就像是很快帮助我找到了高速公路的入口处。”其实，这个故事也是一个隐喻。它和“高速公路的入口处”一起，揭示了教学的几个基本要义。第一，学生的学习就是在路上行走，但只有在高速公路上才能走得顺畅，也才会很快到达目的地；第二，要走上高速公路，必须先找到入口处，而找到入口处是学生在教师帮助下的结果；第三，寻找高速公路入口处是一种探究、发现、辨别方向和选择的过程，需要能力和合适的方式；第四，学习终究是学生自己的事，教师的任务在于和学生找到入口处，及帮助学生打好基础，让学生有“带得走的东西”，如此等等。总之，概括起来，这一隐喻揭示了教学的核心问题，即是学生主动学习和学会学习。

8 总之，概括起来，这一隐喻揭示了教学的核心问题，即是学生主动学习和学会学习。
课程思想特点之二：通达 一个绝妙的隐喻：“高速公路的入口” “高速公路的入口” ，揭示了几个基本要义。第一，学生的学习就是在路上行走，但只有在高速公路上才能走得顺畅，也才会很快到达目的地；第二，要走上高速公路，必须先找到入口处，而找到入口处是学生在教师帮助下的结果；第三，寻找高速公路入口处是一种探究、发现、辨别方向和选择的过程，需要能力和合适的方式；第四，学习终究是学生自己的事，教师的任务在于和学生找到入口处，及帮助学生打好基础，让学生有“带得走的东西”，如此等等。 总之，概括起来，这一隐喻揭示了教学的核心问题，即是学生主动学习和学会学习。

9 课程思想特点之二：通达

10 问：哪些工具软件中有“图层”？ 1 从word、PPT，到PS等，图层是贯穿始终的概念，教学上应该是连续的。
课程思想特点之二：通达 问：哪些工具软件中有“图层”？ 1 从word、PPT，到PS等，图层是贯穿始终的概念，教学上应该是连续的。 2 “图层”是数字工具向世代画家的致敬. 3 上升到多媒体加工领域，音视频的数字化、帧、路径、时间轴、场景等

11 课程思想特点之二：通达 搜索— 字符串 匹配

12 课程思想特点之二：通达

13 课程思想特点之二：通达

14 课程思想特点之二：通达

15 算法思想指导下的：分析问题-设计方案-编程实现
课程思想特点之三：纵深 原程序设计思想—— 算法思想指导下的：分析问题-设计方案-编程实现 新的程序设计思想—— 指令-程序-执行（算法思想只是其中的部分） 关于起点的理解

16 新的程序及程序执行的思想，既是关于程序设计部分课程思想的高度概括，还是学生处理生活和学习事务的程序思想和方法的来源。
课程思想特点之三：纵深 原程序设计思想—— 算法思想指导下的：分析问题-设计方案-编程实现 新的程序设计思想—— 指令-程序-执行（算法思想只是其中的部分） 关于信息素养的理解： 新的程序及程序执行的思想，既是关于程序设计部分课程思想的高度概括，还是学生处理生活和学习事务的程序思想和方法的来源。

17 课程思想特点之三：纵深 处处皆计算

18 课程思想特点之三：纵深 处处皆结构（关系）

19 课程思想特点之三：纵深 处处皆结构  曲曲折折的荷塘上面，弥望的是田田的叶子。叶子出水很高，象亭亭的舞女的裙。层层的叶子中间，零星地点缀着些白花，有袅娜地开着的，有羞涩地打着朵的；正如一粒粒的明珠，又如天里的星星。微风过处，送来缕缕清香， 仿佛远处高楼上渺茫的歌声似的。这时候叶子与花也有一丝的颤动，象闪电般，霎时传过荷塘的那边去了。叶子本是肩并肩密密地挨着，这便宛然有一了道凝碧的波痕。叶子底下是脉脉的流水，遮住了，不能见一些颜色；而叶子却更见风致了。

20 处处皆结构（关系） 软泥上的青荇， 油油的在水底招摇； 在康河的柔波里， 我甘心做一条水草！ 再别康桥 那榆荫下的一潭， 作者: 徐志摩
不是清泉， 是天上虹； 揉碎在浮藻间， 沉淀着彩虹似的梦。 寻梦？撑一支长篙， 向青草更青处漫溯； 满载一船星辉， 在星辉斑斓里放歌。 再别康桥 作者: 徐志摩 轻轻的我走了， 正如我轻轻的来； 我轻轻的招手， 作别西天的云彩。 那河畔的金柳， 是夕阳中的新娘； 波光里的艳影， 在我的心头荡漾。 但我不能放歌， 悄悄是别离的笙箫； 夏虫也为我沉默， 沉默是今晚的康桥！ 悄悄的我走了， 正如我悄悄的来； 我挥一挥衣袖， 不带走一片云彩。

21 处处皆结构（关系）

22 课程思想特点之三：纵深 处处皆管理

23 课程思想特点之三：纵深 处处皆逻辑

24 课程思想特点之三：纵深 处处皆对象

25 “计”与“算”

26 课程思想特点之三：纵深 “计”与“算”

27 计算不困难 堆栈及堆栈操作 ◆ 一种按“后进先出”存取顺序进行存取的存储结构 ◆ 堆栈操作指令是一种特殊的数据传送指令
课程思想特点之三：纵深 计算不困难 堆栈及堆栈操作 ◆ 一种按“后进先出”存取顺序进行存取的存储结构 ◆ 堆栈操作指令是一种特殊的数据传送指令 ◆ 堆栈有两种生成方式 自底向上生成方式：栈底占最高地址，栈顶为较低地 址，压入数据时，按由高地址向低地址顺序进行，弹出 数据(即取出数据)时，由低地址向高地址顺序进行。 自顶向下生成方式：与自底向上生成方式顺序相反。

28 3.1.3 机器语言与指令 1. 什么是指令？ 指令：指示计算机执行某种操作的命令。 机器语言：计算机硬件实体直接表示控制信息的语言。
课程思想特点之三：纵深 3.1.3 机器语言与指令 1. 什么是指令？ 指令：指示计算机执行某种操作的命令。 机器语言：计算机硬件实体直接表示控制信息的语言。 （计算机硬件能直接理解并执行的语言） 指令集：一台计算机能执行的全部指令的集合。 （计算机程序员接触到的计算机的所有功能） 一条指令就是机器语言的一个语句，用来说明机器 硬件应完成的操作。

29 课程思想特点之三：纵深 指令集表征着计算机的基本功能和使用属性，是计算机系统设计中的核心向题。是表征一台计算机性能的重要因素，它的格式与功能不仅直接影响到机器的硬件结构，而且也直接影响到系统软件，影响到机器的适用范围。

30 算法是指在解决问题时按照某种机械步骤一定可以得到问题的结果（有解时给出解，无解时给出无解的结论）的处理过程。
课程思想特点之三：纵深 程序=算法+数据结构。数据结构是算法实现的基础，算法总是要依赖于某种数据结构来实现的。往往是在发展一种算法的时候，构建了适合于这种算法的数据结构。 算法是指在解决问题时按照某种机械步骤一定可以得到问题的结果（有解时给出解，无解时给出无解的结论）的处理过程。 简言之，算法就是计算机解决问题的步骤。 算法由操作、控制结构、数据结构3要素构成。

31 课程思想体系？ 作品制作树（设计思维） 图形图像 动画 音频视频 多媒体综合 信息交流与评价（合作思维、批判思维） 信息共享 协同工作
基于协作平台的合作 基于软件的协同工作 社会交往 信息的评价 多元主体 多个视角 多种维度 信息的鉴别 虚假信息（网络谣言、诈骗信息） 伪劣信息 信息的研读 信息传播 信息的价值 信息的适用性 文件（对象）管理树（管理思维） 文件属性 文件视图 单个文件内的视图 多个文件的视图 分类管理 压缩与解压缩 删除与反删除（涉及底层的文件存储基本原理） 多个文件的搜索 本地文件的搜索 网络文件的搜索（搜索技巧） 单个文件的搜索 文字/数字的搜索 格式的搜索 特殊符号的搜索 数据的结构化 数据的管理与分析 程序设计树（计算思维） 冯诺依曼系统思想 信息加工模型 二进制 计算机的组成 软件系统 硬件系统 人机交互（互动媒体技术） 计算机发展史 指令 语法 算法 环境 模块化 对象化 通讯系统树（规则思维） 网络通讯协议 IP与域名 黑客与病毒

32 总结 教案设计要追问的几个问题： 有没有简洁的切入？ 有没有顺畅的通达？ 有没有联结或映射的纵深？

33 谢谢！