只有从以往描述性的数据处理,上升到自动化分析,把教学的视点从简单运算向数据分析、规律发现转向,数据技术的价值才能得以体现。
数据技术:从运算到分析的升华
计算机最初是为方便计算而设计的,今天,它已迅速发展成为大众化的信息工具。无论数据管理技术已经或可能发展到何种程度,对中小学信息技术教育来说,我们应该重新认识它对于数据管理的价值所在,因为这类技术服务是我们思考问题、发现规律、产生决策所不能忽视的基点。
就学科课程而言,小学数学更多关注数字之间隐含的关系,关注机器运算的快捷,高中数学更是增加了函数、方程运算方面的软件学习,以减少运算量,让学生更多关注“问题的解决方案”。然而,信息技术学科却没有注意到这种转变,依然公认“小学不宜教授数据技术,初中仅涉及电子表格软件,而高中方可涉及数据库”,在数据加工技术操作的表层意义上逡巡。比如,我听过一节课,教师让学生用电子表格软件加工了很多复杂的数据,从头到尾应用的技术非常多,却没能明确指出为何采用某项技术,也没有引导学生对技术进行区分性选择。所以,课堂场面虽然精彩,却达不到影响学生思维的功效。这正是因为缺乏对“信息需求”或“信息素养”这个教育核心的考虑,忽视了数据技术的价值。
事实上,既然小学生已具备了简单的分类(对水果、蔬菜等)学习和机器运算(对计算器、电脑软件)应用的能力,那么,在信息技术课程中也应及时引导和培养他们在数据管理方面的“技术情商”,可先通过通用的运算软件(如计算器或仿真程序)体验数据运算技术带来的快速和精准,再通过特殊软件(如LOGO或数学实验平台)观察数据变化规律,或者用数据控制改变事物的状态(如追及问题、图形绘制、机器人控制等)来验证规律,然后适当引入数据的分类管理,比如超市购物清单的分类或购买方案的合理化设计。参照其他学科的变革去考虑小学生对世界的认知需求。虽然看似针对技术的“应用”层面,却蕴涵着技术的本质意义。
初中阶段可与现有的信息技术课程体系保持一致,此外,在内容的递进上要科学,表现的角度要有技术价值的倾向。可以从电子表格软件入手,但应回避过去从界面元素认知到技术点操作练习的做法,直接从数据入手。比如,第一个层次从数据的整理着眼。因为无论是调查问卷数据或者成绩清单,如果作为一个整体来管理应用,就要进行适当的分类。这种分类不要过于强调数据的关系或数据模型,因为初中学生对现实世界的数学化分析仅是感性的。结合实例(如调查问卷表格)分类的需要,让学生去理解电子表格中的行与列、单元格及其相关的编辑技术,体验单元格及数据编辑技术把纷乱的数据整齐化的高效手段。第二个层次是公式运算。我们以前仅重视了运算,但没有重视单元格之间通过公式产生的联系。其实,单元格之间的公式迎合了变化、更新的自动化需求,这对动态信息(如气象观察小组的数据)的加工非常重要。该项技术应用的价值在于,能引导学生体验单元格之间的公式运算比直接的数据运算的好处。当然,还可以对部分学生适当拓展工作表之间的三维数据关系、工作簿之间的多维数据关系以及网络数据更新中更复杂的关系等,这些看似复杂的关系通过公式技术运用是可以窥见的,而不必像以前那样刻板地绘制复杂的数据模型图示。第三个层次是数据分析。根据数据加工需求用排序、筛选、统计等技术进行数据的挖掘,提高数据源的利用效益,通过分析数据最终得出结论。第四个层次是根据数据绘图。在这一层面,我们应认识到两个本质的技术价值取向。一是,我们工作的目的之一就是要将事物描述出来,而单纯用数字形式来描述会有一定难度,把数字图形化则能更直观、生动和概括地描述事物的变化及事物间的关系;二是,通过图表对照、对比和观察会产生更多的结论信息,这应是数据图形化的深层次应用。当然,这部分内容可根据难度与高中(必修部分)有所区分和递进。
我建议高中必修内容的前半部分更强调技术方法的优势和数据挖掘方面的内涵。比如,重复运算与数据更新技术对信息的时效影响、冗错技术降低数据加工的误差、自定义分析技术支持下的个性化统计与应用等。因为,后半部分还要引入数据库这个具有数据管理意义的内容。基于数据库系统的技术价值与认知线索不再赘述(参见《数据管理教学有几条线索》)。我认为,不能简单地说,高中内容要从软件技术和系统(或软件)选择上更具难度,而是从事物的数据抽象化描述(数据关系、数据模型)和数据管理的过程与方法上来讲,高中的内容更具一般性、必要性和价值性。
用思维导图表示如下。(暂缺)
总之,当我们选取了丰富多彩的数据管理教学主题时,不要忘记考虑其中所涉及的技术的必要性;当我们进行详细的技术点教学时,不要忘记了该项技术对数据是如何整理、运算的,更不要忘记对数据是如何分析的。