國際計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

從ICT到Computing：英國正在發(fā)生的信息技術(shù)課程變革

從最初的程序設(shè)計(jì)是第二文化，到信息技術(shù)工具論，再到后來注重信息處理能力，世界各國的信息技術(shù)課程一直在發(fā)展演化，人們變革信息技術(shù)課程的腳步也未曾停止。信息技術(shù)課程一直是英國中小學(xué)的必修課程之一。隨著時(shí)代的發(fā)展、計(jì)算機(jī)軟件的更新?lián)Q代和學(xué)生的變化，單純學(xué)習(xí)辦公軟件的英國ICT課程越來越受到學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界等方面的質(zhì)疑。有學(xué)者這樣批評道：“學(xué)生僅僅知道如何消費(fèi)技術(shù)，卻不知道如何創(chuàng)造技術(shù)?！贝撕?，越來越多的人認(rèn)為應(yīng)該學(xué)習(xí)軟件背后的原理和規(guī)則，即計(jì)算機(jī)科學(xué)知識。從2006年開始，英國信息技術(shù)教育研究者就試圖在ICT課程中加強(qiáng)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育。2012年，英國皇家學(xué)會（Royal Society）在《關(guān)閉還是重新開始：英國中小學(xué)中計(jì)算的方式》的報(bào)告中明確地提出，目前的英國ICT國家課程標(biāo)準(zhǔn)將計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息技術(shù)和數(shù)字化素養(yǎng)等整合在“ICT”的標(biāo)題之下，其結(jié)果就是計(jì)算機(jī)科學(xué)經(jīng)常被忘記或者忽略，導(dǎo)致信息技術(shù)課程的教學(xué)偏向“怎么樣使用辦公軟件”，而不是指向能夠支撐學(xué)生未來生活的知識。這個報(bào)告認(rèn)為，應(yīng)該重新定義ICT，并考慮是否可能把它分解為清晰的領(lǐng)域：數(shù)字素養(yǎng)、信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)，以便恰當(dāng)?shù)胤智逶诿總€學(xué)段需要設(shè)置的課程內(nèi)容。他們在報(bào)告中建議，“每個兒童應(yīng)該有機(jī)會在學(xué)校學(xué)習(xí)計(jì)算，包括將計(jì)算機(jī)科學(xué)作為一門嚴(yán)肅的學(xué)術(shù)科目”。與此同時(shí)，英國教育大臣邁克爾·高夫（Michael Gove）宣布終止當(dāng)前的ICT課程，并將給予學(xué)校自由，讓學(xué)校選擇合適的課程與教學(xué)資源。2013年2月，英國教育部頒布了Computing學(xué)習(xí)計(jì)劃草案。2013年9月11日，英國教育部正式公布了Computing課程學(xué)習(xí)計(jì)劃。英國Computing課程的核心是計(jì)算機(jī)科學(xué)，在這門學(xué)科中，學(xué)生學(xué)習(xí)信息與計(jì)算的原理，數(shù)字系統(tǒng)如何工作以及如何通過編程使得這些知識得以使用?；谶@些知識與理解，讓學(xué)生應(yīng)用信息技術(shù)創(chuàng)造程序、系統(tǒng)等。

英國從ICT到Computing的課程變革告訴我們，必須正視目前信息技術(shù)課程的危機(jī)?！案母锿a(chǎn)生于某種已經(jīng)感受到的危機(jī)，這種危機(jī)呼喚著大規(guī)模快速行動以應(yīng)對危機(jī)”。從社會需要以及學(xué)生個人發(fā)展等不同的角度出發(fā)，只有去改變目前的信息技術(shù)課程目標(biāo)與內(nèi)容，才能夠真正地適應(yīng)變化?；貧w計(jì)算機(jī)科學(xué)課程也許是重構(gòu)信息技術(shù)課程的一條出路。

計(jì)算機(jī)科學(xué)課程理論支點(diǎn)：計(jì)算思維

沒有正確的理論作為指導(dǎo)，行動就會陷入盲目和被動。缺乏正確的認(rèn)識基礎(chǔ)，方向就會迷失，機(jī)會就會喪失。信息技術(shù)快速發(fā)展與普及以及對單純信息技術(shù)操作技能教學(xué)內(nèi)容的反思，全世界的信息技術(shù)教育研究者開始尋求新的課程理論支點(diǎn)。計(jì)算思維（Computational Thinking）理論所倡導(dǎo)的像計(jì)算機(jī)專家一樣思維的理念恰恰契合了國際上社會發(fā)展的需求。國際計(jì)算機(jī)科學(xué)課程正是將計(jì)算思維理論作為指導(dǎo)性理論，并將計(jì)算思維作為計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的核心目標(biāo)。

計(jì)算思維概念是由時(shí)任美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)（CMU）計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任的周以真（Jeannette M.Wing）教授在2006年3月首次提出的。周教授從思維的視角闡述計(jì)算機(jī)科學(xué)，并以此來探索計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)的教育價(jià)值。她認(rèn)為，計(jì)算思維不僅僅屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)家，它應(yīng)當(dāng)是每個人的基本技能。計(jì)算思維理論有助于人們從以往單純學(xué)習(xí)信息技術(shù)操作技能的泥潭中解脫出來。周教授在2013年接受筆者的訪談時(shí)曾指出：“學(xué)習(xí)怎么樣使用應(yīng)用軟件并沒有什么錯誤，但是我想我們的學(xué)生能夠?qū)W習(xí)更多和更深的概念?！?/p>

計(jì)算思維理論一經(jīng)誕生，就得到世界各國計(jì)算機(jī)教育研究者的高度重視。計(jì)算思維理論影響著國際計(jì)算機(jī)科學(xué)課程變革。英國CAS組織公布的《計(jì)算機(jī)科學(xué)：學(xué)校課程》（Computer Science：A curriculum for school）中明確提出：“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對我們生活的社會產(chǎn)生著深遠(yuǎn)的影響，計(jì)算思維提供了一個新的‘鏡頭，通過它我們可以看看我們自己和我們的世界?！痹趪H上，各國計(jì)算機(jī)科學(xué)專家和信息技術(shù)教育研究者召開了系列的學(xué)術(shù)研討會，探索并討論與計(jì)算思維有關(guān)的主題。英國新設(shè)立的Computing課程正是將計(jì)算思維理論作為課程的指導(dǎo)性理論，核心目標(biāo)是讓學(xué)生通過計(jì)算思維來理解和改變世界。

國際計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的設(shè)置狀況

從國際發(fā)展趨勢來看，各國和地區(qū)的信息技術(shù)課程都是從最初的計(jì)算機(jī)科學(xué)課程發(fā)展而來的，隨后信息技術(shù)工具的使用以及信息處理的方法逐漸成為主流。但是最近幾年，隨著信息技術(shù)的快速普及以及操作簡單化趨勢，各國和地區(qū)對于計(jì)算機(jī)工具論指導(dǎo)下的信息技術(shù)課程進(jìn)行深度反思與批判，計(jì)算機(jī)科學(xué)課程重回人們的視野。尤其21世紀(jì)以來，國際上出現(xiàn)了重視計(jì)算機(jī)科學(xué)課程，甚至以計(jì)算機(jī)科學(xué)課程取代信息技術(shù)課程的呼聲與做法。

1. 美國計(jì)算機(jī)科學(xué)課程

由于受教育分權(quán)制的影響，美國各州中小學(xué)信息技術(shù)教育的目標(biāo)分為信息素養(yǎng)、教育技術(shù)和計(jì)算機(jī)教育三大類別，反映出不同的技術(shù)教育取向——信息素養(yǎng)關(guān)注信息能力，教育技術(shù)凸顯創(chuàng)造與革新，計(jì)算機(jī)教育強(qiáng)調(diào)計(jì)算思維。三者雖有融合交叉，但關(guān)注點(diǎn)各不相同。

美國計(jì)算機(jī)協(xié)會下的計(jì)算機(jī)教師協(xié)會一直致力于推廣計(jì)算機(jī)科學(xué)課程。自20世紀(jì)80年代起，美國計(jì)算機(jī)協(xié)會就先后發(fā)布了多個計(jì)算機(jī)科學(xué)課程模型供各地教育行政部門選擇。2011年，美國計(jì)算機(jī)教師協(xié)會在全美中小學(xué)計(jì)算機(jī)教育調(diào)研基礎(chǔ)上制定了最新的“計(jì)算機(jī)科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)”，從“計(jì)算思維”、“合作”、“計(jì)算實(shí)踐與編程”、“計(jì)算機(jī)和交流設(shè)備”以及“社區(qū)、全球化和倫理影響”五個方面制定了不同學(xué)段學(xué)生需要達(dá)成的計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)，并建議以核心課程的方式在中小學(xué)開設(shè)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育。

2. 新西蘭程序設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)課程

2008年，新西蘭修訂了中小學(xué)數(shù)字化技術(shù)的課程，從2011年明確地表述為“程序設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)科學(xué)”。改變的動因是“在最近時(shí)間，新西蘭學(xué)校已經(jīng)很少教授計(jì)算機(jī)科學(xué)，經(jīng)常性的是計(jì)算機(jī)教育聚焦在一般性的應(yīng)用和技能上，甚至更糟的是，有的時(shí)候計(jì)算機(jī)僅僅被認(rèn)為是一個工具。當(dāng)然，學(xué)生能夠使用計(jì)算機(jī)是重要的，但是應(yīng)該讓學(xué)生了解到計(jì)算是一個領(lǐng)域”?！爸行W(xué)計(jì)算機(jī)課程在中小學(xué)涵蓋三個不同的方向：將計(jì)算機(jī)作為一個工具來用于教學(xué)（如電子化學(xué)習(xí)）；將計(jì)算機(jī)用于一般性的目的（有的成為信息技術(shù)）；計(jì)算作為一個獨(dú)特的領(lǐng)域（包括程序設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)科學(xué)）。由于管理者被這些不同的角色所困擾，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)科學(xué)不能夠成為一個獨(dú)立的領(lǐng)域”。

3. 日本的信息科學(xué)課程

日本從20世紀(jì)80年代開始在中小學(xué)推廣信息科學(xué)課程，并特別強(qiáng)調(diào)信息處理能力，認(rèn)為其是課程的核心。即使如此，日本的課程體系中仍然保留著相當(dāng)多的計(jì)算機(jī)科學(xué)內(nèi)容。在1999年公布的高中學(xué)習(xí)指導(dǎo)要領(lǐng)中，高中信息科學(xué)課程分為必修科目“信息A”、“信息B”、“信息C”，分別側(cè)重于信息技術(shù)運(yùn)用能力、信息科學(xué)的理解、參與信息社會的態(tài)度，學(xué)生可選擇其中一門作為必修。在2008年頒布的新學(xué)習(xí)指導(dǎo)要領(lǐng)中，他們將這三個必修科目修改為“社會與信息”與“信息科學(xué)”，學(xué)生在其中選一個科目進(jìn)行學(xué)習(xí)。

從課程設(shè)置來看，國際上的總體趨勢是逐漸加大了計(jì)算機(jī)科學(xué)課程內(nèi)容的比重，且有一些國家獨(dú)立開設(shè)了計(jì)算機(jī)科學(xué)課程。

國際計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的目標(biāo)與內(nèi)容

1. 美國計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的目標(biāo)與內(nèi)容

美國計(jì)算機(jī)協(xié)會將計(jì)算機(jī)科學(xué)定義為：“計(jì)算機(jī)科學(xué)是計(jì)算機(jī)和算法過程的學(xué)習(xí)，它包括其中的原理、硬件及軟件設(shè)計(jì)、應(yīng)用軟件及其對社會的影響?！币虼?，美國的計(jì)算機(jī)科學(xué)課程主要包括：編程、硬件設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)、圖形、數(shù)據(jù)庫與信息搜索、計(jì)算機(jī)安全、軟件設(shè)計(jì)、編程語言、邏輯、編程模式、兩種抽象之間的轉(zhuǎn)換、人工智能、計(jì)算機(jī)的局限性（計(jì)算機(jī)不能做什么）、信息技術(shù)應(yīng)用與信息系統(tǒng)以及社會問題（因特網(wǎng)安全、隱私、知識產(chǎn)權(quán)等）。

2. 日本信息科學(xué)課程的目標(biāo)與內(nèi)容

日本“信息科學(xué)”科目的內(nèi)容包括四個部分：（1）計(jì)算機(jī)和信息通信網(wǎng)絡(luò)。包括：計(jì)算機(jī)和信息處理、信息通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成、信息系統(tǒng)的機(jī)能和提供的服務(wù)。（2）解決問題和運(yùn)用計(jì)算機(jī)。包括：解決問題的基本方法、問題的解決和處理程序的自動化、模型化和模擬。（3）信息的管理和問題解決。包括：信息通信網(wǎng)絡(luò)和問題解決、信息的存儲與管理、對問題解決的評價(jià)和完善。（4）信息技術(shù)的發(fā)展和信息倫理。包括：社會信息化和人類、信息社會的安全和信息技術(shù)、信息社會的發(fā)展和信息技術(shù)。

3. 英國計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的目標(biāo)與內(nèi)容

英國2013年9月公布的正式國家課程Computing的目標(biāo)是：讓學(xué)生理解和應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本原理和概念，包括抽象、邏輯、算法、數(shù)據(jù)表示；能使用計(jì)算術(shù)語來分析問題，并具備為解決這些問題不斷地編寫計(jì)算機(jī)程序的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；能評價(jià)和使用信息技術(shù)，包括新興的或不熟悉的技術(shù)，分析性地解決問題；成為有責(zé)任心、有能力、自信的、有創(chuàng)造力的ICT使用者。

啟 示

不難發(fā)現(xiàn)，世界各國均充分認(rèn)識到了信息技術(shù)課程偏重于應(yīng)用信息技術(shù)軟件的缺陷，計(jì)算機(jī)科學(xué)課程成為信息技術(shù)課程的主要組成部分已是大勢所趨。我國現(xiàn)行的信息技術(shù)課程正遭受諸多的質(zhì)疑與批判，已走到一個發(fā)展的十字路口。分析我國信息技術(shù)課程的未來發(fā)展走向，可從國際經(jīng)驗(yàn)中得到一定的啟示和借鑒。

1. 計(jì)算機(jī)科學(xué)課程應(yīng)有獨(dú)立的地位與體系

我國的信息技術(shù)課程最初是從計(jì)算機(jī)選修課開始發(fā)展的，但不久后計(jì)算機(jī)科學(xué)的內(nèi)容由于被質(zhì)疑不夠?qū)嵱玫仍蚨饾u喪失其應(yīng)有的課程地位，因而現(xiàn)行的信息技術(shù)課程更加偏向軟件工具操作。但是隨著時(shí)代的發(fā)展，如今信息技術(shù)工具的使用技能可以在家庭中得到普及和應(yīng)用，而計(jì)算機(jī)科學(xué)的內(nèi)容仍有其獨(dú)特的價(jià)值，應(yīng)該在信息技術(shù)課程中重新確立其獨(dú)立的地位與體系，特別是我國教育決策部門應(yīng)該充分地認(rèn)識到我國從信息技術(shù)大國向信息技術(shù)強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的過程之中，計(jì)算機(jī)科學(xué)課程所具有的獨(dú)特價(jià)值。

2. 計(jì)算機(jī)科學(xué)課程內(nèi)容體系的開發(fā)

若想計(jì)算機(jī)科學(xué)課程得到迅速的普及和發(fā)展，必須從宏觀上對計(jì)算機(jī)科學(xué)課程內(nèi)容體系進(jìn)行設(shè)計(jì)與開發(fā)。從國際經(jīng)驗(yàn)來看，各國都根據(jù)自己國家的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了小學(xué)、初中和高中不同階段的計(jì)算機(jī)科學(xué)課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)。我們顯然需要一套適應(yīng)新情況、考慮地方不同彈性需求的計(jì)算機(jī)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)來推進(jìn)我國計(jì)算機(jī)科學(xué)教育。根據(jù)我國目前的實(shí)際情況，信息技術(shù)課程需要區(qū)分為兩個部分，一是信息技術(shù)部分，偏重信息技術(shù)工具學(xué)習(xí)與信息處理方法，二是計(jì)算機(jī)科學(xué)部分，偏重計(jì)算機(jī)科學(xué)的原理與方法。而在我國小學(xué)階段，信息技術(shù)部分和計(jì)算機(jī)科學(xué)部分都應(yīng)該有一定的比重，以信息技術(shù)部分為主，計(jì)算機(jī)科學(xué)部分為輔。在初中階段，信息技術(shù)部分應(yīng)該以信息技術(shù)工具綜合應(yīng)用以及信息處理方法為主，計(jì)算機(jī)科學(xué)部分比重加大。到了高中階段，則應(yīng)該以計(jì)算機(jī)科學(xué)部分為主，再輔以使用信息技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)造的部分。

3. 研究先行探索計(jì)算機(jī)科學(xué)課程發(fā)展路徑

從國際計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的經(jīng)驗(yàn)來看，計(jì)算機(jī)科學(xué)課程發(fā)展并不僅僅是教育領(lǐng)導(dǎo)的簡單意志，而是研究先行。從最初的對于計(jì)算機(jī)科學(xué)課程實(shí)施現(xiàn)狀的調(diào)查，到全面審視計(jì)算機(jī)科學(xué)課程，再到深入國際比較研究計(jì)算機(jī)科學(xué)現(xiàn)狀，再到開發(fā)計(jì)算機(jī)科學(xué)課程，最后才到國家層面的政策行為。沒有前面的研究基礎(chǔ)，各國絕對不會貿(mào)然地開展計(jì)算機(jī)科學(xué)課程。但是，在我國信息技術(shù)課程發(fā)展之中，先行的研究還做得不夠。我們當(dāng)前最緊要的任務(wù)不是簡單地制定一個課程標(biāo)準(zhǔn)，而是首先厘清計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的理論基礎(chǔ)和內(nèi)在邏輯。唯有踏實(shí)而有效的研究，才能夠真正推動我國信息技術(shù)課程健康、有序地發(fā)展。

如今，我國的信息技術(shù)課程正處于變革期，如能適應(yīng)社會需要與學(xué)生發(fā)展需要，信息技術(shù)課程定會浴火重生，否則，延續(xù)單純技能化傾向，必然喪失其獨(dú)有的價(jià)值和地位。計(jì)算機(jī)科學(xué)課程給重構(gòu)信息技術(shù)課程帶來了一縷陽光。國內(nèi)的有識之士早已進(jìn)行了有益的實(shí)踐嘗試，我們要借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)國內(nèi)有益嘗試，重構(gòu)課程體系，才能不負(fù)時(shí)代的責(zé)任。

（作者單位：江南大學(xué)教育技術(shù)系）

參考文獻(xiàn)

1 Computer Science： A Curriculum for Schools.[DB/OL].[2013-06-10]http：//www.computingatschool.org.uk/data/uploads/ComputingCurric.pdf.

2 Royal Society： Shut down or restart？ The way forward for computing in UK schools. [DB/OL].[2013-09-12]http：//royalsociety.org/education/policy/computing-in-schools/.

3 Computing Programmes of study for Key Stages 1-4， [DB/OL]. [2013-09-20]http：//computingatschool.org.uk/data/uploads/computing-04-02-13_001.pdf.

4 周以真等.計(jì)算思維改變信息技術(shù)課程[J].中國信息技術(shù)教育，2013（6）：5-12.

5 李鋒、王吉慶.當(dāng)代美國中小學(xué)信息技術(shù)教育目標(biāo)取向分析[J].電化教育研究2013（12）：102-107.

6 劉向永，董洪波. 英國中小學(xué)信息通信技術(shù)課程變革述評[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2013（1）.

7 牛杰， 劉向永.從ICT到Computing_英國信息技術(shù)課程變革解析及啟示[J].電化教育研究，2013（12）.

8 錢松嶺，董玉琦.美國中小學(xué)信息社會學(xué)課程與教學(xué)述評[J].中國電化教育，2013（8）：28-33.

9 董玉琦，劉向永，錢松嶺.國際中小學(xué)信息技術(shù)課程最新發(fā)展動態(tài)及其啟示[J].中國電化教育，2014（2）：23-26.