摘要：為了促進基礎教育領域信息科學與技術課程的建設，需要從學科的角度對學習內容進行篩選。本文對信息科技學科領域的基本框架、基本概念、基本原理與原則、基本方法與工具進行梳理，給出了一類認識信息科技學科的邏輯框架;指出了信息科技學科的核心方法是“建模—算法”，信息科技是一類基礎型的科技領域，它的上位學科是系統科學;就基礎教育階段信息科技課程的學習內容和學習方法提出初步的看法。這些階段性的認識與討論為中小學信息科技課程建設提供了直接的參考。

　　關鍵詞：信息科技;課程 ;學科框架

　　一、由來

　　如何加強網絡科技中信息技術應用趨勢?以及信息科技究竟學什么、教什么? 這個問題在信息科技學科教學研究與實踐中無法回避。 十年來，我們圍繞著“什么是技術”“什么是信息”和“什么是信息科技”三個主題學習與探索。

　　第一個主題，我們開展了對“什么是技術”的學習 與 思 考 ， 發現了在自己身上對技術認識的誤區——“技術=工具、技術=工具操作”，這類工具論的技術觀其實是我們原有實踐中的固有觀念， 于是在信息科技課程中教授計算機的操作、 具體軟件的操作成了順理成章的事情。 然而，技術的本質是人主觀世界對客觀世界的主動構造， 這種構造導致了我們使用工具;普通人是技術過程的內在參與者，技術是一類普通人與客觀世界的互動手段與互動途徑(現代科學通過技術來影響普通人，現代科學從這個意義上來說相對技術更為專業化);技術是一類社會實踐的結構，通過將實踐情境化和具體化，積極地達成人與自然、社會和諧的整體性[1]。

　　第二個主題，我們開展了對“什么是信息”的學習與思考(見《信息的定義與知識譜系中的信息科技——基礎教育信息類課程建設的思考之一》[2])，發現我們原有實踐中對信息的概念認識存在一些偏差：

　　(1) 看不到現代科學與技術的整體性，沒有從知識論整體上來認識信息科技，過于拘泥于 “計算機技術”與“信息技術”，學習者的學與教活動停留在計算機操作層面上， 對信息科技在知識整體中的基礎性認識不夠。

　　(2) 淡忘了人類這個主體要素，沒有很好地認識到信息存在著 “物理存在—信號―數據―信息―知識—人類智慧”這樣一個關聯梯度，在信息加工處理這個部分拘泥于相對低水平的手段， 對信息運動中人類主體中信息到知識的轉換尚不夠重視。

　　(3) 忽視了人類這個主體要素，沒有能夠把握好在信息科技領域的實踐中， 不僅存在著信息運動的過程維度，同樣也存在著“人—物化系統”維度，進而淡化了硬件方面的學習。

　　二、基本框架

　　我們有時候會下意識地認為計算機科技就是信息科技。 的確，在信息科技領域計算機是一個不可缺少的手段要 素， 然而計算機科技圍繞著計算機，核心是一類工具手段的制造和運用，并 不 能 夠涵蓋信息科技的全部。 從歷史發展的角度來看，以計算機科技等同于信息科技的認識可能是人類認識發展的必然階段，所以，我們不能夠簡單認為這類觀點是錯誤的。 當然，隨著人類認識的深入，固執于此就是一類謬誤了。

　　在幾年前， 我們的認識逐步發展到承認了信息科技與計算機科技有非空交集。 但是隨著知識的發展， 計算機科技越來越成為信息科技的一個下位領域，以院系設置為例，清華大學的信息科學與技術學院包括了電子工程系、計算機科學與技術系、自動化系、微電子與納電子學系、微電子學研究所和軟件學院 (http://www.tsinghua.edu.cn/publish/th/6165/in-dex.html，2011-11-17)， 北京大學的信息科學與技術學院包括了電子學系、計算機科學技術系、微電子學系、智能科學系、軟件研究所、現代通信研究所、數字媒體所、計算機語言學研究所、網絡與信息系統研究所和信息科學中心等教學與研究單位(http://eecs. pku.edu.cn/index.aspx?menuid =5&type =article&lanmuid=109&language=cn，2011-11-17)。

　　另外，不同的文化背景，相同的樣式可能產生不同的效果。 北美的教育強調學習者的自組織，在學習者有支持的探索過程中知識框架從隱而顯， 盡管北美更習慣計算機科技的稱呼， 但并沒有影響信息科技的發展與生活運用。 而東方社會習慣接受學習，若無預設框架，再加上工具論的技術觀，中小學信息科技學習就會拘泥于計算機科技的概念， 或致陷于孤立工具操作的泥潭，學而不會用或學了用不起來。

　　因此， 基礎教育階段關于信息領域的學習內容決不應該停留在計算機軟硬件的操作上， 而應該從信息科技整體框架出發厘定學習內容。

　　我們選取了學科研究對象、 信息運動本身的階段性、信息運動的時空尺度、信息科技與其他知識領域的相互關系、人與信息系統物化介質等 4 個方面，試圖按照這 4 個維度勾勒出大致的學科框架模樣，并初步辨識基礎教育階段信息科技課程可能的涉及范圍。

　　1. 信息的概念

　　信息的概念源于香農的傳播論界定、 維納的本體論界定，我們在學習兩位先賢不同界說的時候，曾困惑其間，莫衷一是。 我國學者鐘義信先生明確加入了人類主體要素，指出信息的定義有本體論、認識論兩個層次[3]：(1)本體論層次的信息：該事物運動狀態及其變化的自我表述;(2)認識論層次的信息：主體所感知(或表征)的，關于該事物運動狀態及其變化方式，包括這種狀態或方式的形式、含義和效用(如圖 1 所示)。

　　鐘先生本體論層面的界定，用語更哲學化，但是內涵與維納先生的界定大致相似， 而認識論層面的界定，則超越了香農的界定，并將其包含于其中。 這個全信息的界定在認識信息與信息運動的時候，注意了人的主體要素， 我國系統科學學者李曙華先生在討論中也指出：“新理性的開端是科學回歸其主體， 回歸科學得以創立的最終根源——人本身的開端”[5]。 我們選取全信息概念作為信息的基本定義。

　　2. 科學與技術的對應與信息技術的基礎性

　　科學哲學和科學史的研究指出科學和技術存在一定的對應關系， 比如貝爾納就梳理過這類對應關系[6]，通過學習，我們整理出如圖 2 所示的科學與技術的對應關系。

　　在這類對應關系中， 信息技術上位對應于信息科學這類系統領域的學科。 通過聚類分析，制造與工程技術和信息技術是一類基礎性技術。 可以說現代技術的形成與制造技術、 信息技術的發展關聯在一起，其他技術領域的發展也相當依賴制造技術、信息技術的發展。 另外，經過 19 世紀科學的技術化、社會化，到 20 世紀現代科技時代，技術與科學形成了密切的相互關系。 于是在圖 2 中，信息技術的位置我們用信息科技來標示了。

　　從這個聚類分析出發， 就基礎教育階段信息科技學科學習的課程必要性與設置方式， 可以開展進一步的深入討論。

　　3. 信息科技領域的學科體系框架、邊界與應用聚類示意

　　蘇聯學者科林在知識論譜系中討論探索過 “信息科學”等概念，提出了信息科學領域的學科群大廈模型[7]，鐘義信先生則梳理出了涵蓋信息哲學、信息科學原理、信息技術、信息經濟學、信息社會學這樣的一個學科體系。 我們通過學習整合了兩位學者的觀點， 提出了如圖 3 所示的一個信息科技學科群縱向框架。

　　我們基礎教育階段的信息科技課程的學習內容，可能較多地涉及信息科技的各類生活應用、信息技術、信息社會學等內容，在高中階段的選修課程、相關研究性學習中或會涉及一些門類信息學和少量理論信息學等內容。

　　我們也梳理了信息科技與其他學科的關系，以及技術運用的類型， 得到了如圖 4 所示的信息科技學科邊界與應用聚類橫向框架。

　　信息科技與其他學科門類可能沒有清晰的界線，卻已經是一類穩固的領域，開放性、綜合性明顯。

　　4. 信息科技的研究對象

　　根據上述分析，我們認為信息科技的研究對象主要有：信息、信息的性質及其運動規律，以及信息運動過程中相關手段與工具的設計研發與運用等內容。

　　5. 信息過程的 4 個環節

　　說起信息運動， 原來我們認為包含了以下 5 個方面——信息獲取、信息加工、信息儲存、信息表達、信息傳遞。 根據全信息定義，認識主體加入后，典型的信息全過程如圖 5 所示。

　　據此， 鐘義信先生指出信息過程包含了如下 4 個環節：(1) 信息獲取——從自然界直接獲取信息，從各類數據庫(廣義的)間接獲取信息。 直接獲取方式關注物理信號，涉及傳感器等技術工具。 間接獲取方式關注符號信號，涉及語言、圖形，以及信息檢索。(2)信息傳遞——通信的本質是信息傳遞，信息儲存包含在這個環節中，涉及通信系統(含網絡)、加密解密與安全的社會性。 (3)信息處理——針對一定目的的對信息進行的加工、操作、運算的過程。 有兩類處理方式，一類是常規信息處理，對模擬信號、數字信號進行信號增強、特征抽取等加工;一類是智能信息處理，如邏輯運算、數據發掘、建模等。 信息處理常常涉及文字識別、機器翻譯、語音識別、音樂編輯、現場監視、 目標檢測、 感覺機器人等應用。 (4) 信息執行——將信息轉換為效用行為，以解決問題。 主要包含了信息控制與信息顯示，常常涉及自動化工控、人機界面等事物。

　　6. 信息運動的三層時空尺

　　度根據全信息的概念和整體論的視野， 我們不能夠將信息運動孤立起來看待，而要將其與物理基礎、社會效用等放在一個整體中來考察。 德本斯等學者就對信息這個概念放在 “物理存在―信號信息―知識智慧” 這樣一個跨時空尺度的連續梯度上進行討論[10]，即需要透過如圖 6 所示的三個關聯的時空尺度來考察同一個信息運動。

　　這提醒了我們在基礎教育的信息科技課程中不能夠忽視行為效用的目的性、社會影響問題。 生活中常見的信息處理應用學習不是孤立地教授軟件的操作，而是要作為一個系統來考察問題、解決問題。

　　7. 人與物化系統

　　考察信息科技框架的另外一個維度是個人與物化系統維度。 這個維度從人的個體出發，經由終端、軟件界面、網絡(局域、廣域)與另外一個人類個體連接;或是從人的個體出發，經由終端、軟件、網絡(局域、廣域)與各種類型的數據庫連接;或是從人的個體出發，經由終端、軟件界面、傳感器與各種類型的客體接觸;或是從人的個體出發，經由終端、軟件界面、效用器等作用于客體等等……。 于是，構成終端、網絡、數據庫、傳感器、效用器等的硬件和軟件，就是人類直接面對的信息技術系統的物化介質。 這提醒了我們：在基礎教育的信息科技課程中，需要提供必要的硬件知識和技能的學習。

　　三、結束語本文的研究只是我們通過學習得到的現階段認識，后續還需要在認知理論、實踐經驗基礎上，對高中、初中、小學各學段學習內容進行細化梳理。 同時，期待更多的同行通過實踐與研究來修正、 豐富這些認識，甚至是證否。

　　參考文獻：

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　　[2] 柳棟,武健,魏寧.信息的定義與知識譜系中的信息科技——基礎教育信息類課程建設的思考之一[J]. 中國教育技術裝備, 2010,(5)： 33-36.

　　[3] 鐘義信.信息科學與技術導論[M]. 北京：北京郵電大學出版社， 2007.24-25.

　　[4] 鐘義信.信息科學與技術導論[M]. 北京：北京郵電大學出版社， 2007.25.

　　[5] 李曙華.信息時代的科學精神與科學教育[J].教育研究,2000,(11)： 12-18.

　　[6] J.D.貝爾納.科學的社會功能[M].北京：商務印書館，1982.384.

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　　[8]柳棟,武健,魏寧.信息的定義與知識譜系中的信息科技——基礎教育信息類課程建設的思考之一[J]. 中國教育技術裝備, 2010,(5)： 34-35.

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　　[13] [美]Lawrence Snyder.新編信息技術導論[M].北京：清華大學出版社，2004.209-213.

　　[14] 武健.操作中的概念、方法、規則與態度——從學習規律看應用軟件的教學[BD/OL].http://www.beinglab.info/sciedu/toolop.htm , 2011-11-18.