林建祥

什么是信息技术课程的核心价值? 本文强调LOGO思想或LOGO方法论素养是其重要内容，是深层次的信息素养，只有重视这种素养，才能高效支持认知与创新，使得学生得到现代化的教育。首先从介绍什么是LOGO思想开始。

LOGO思想是一种教育哲学。LOGO的希腊文原意是事物的结构、逻辑，是静态的名词。我们这里的LOGO思想所指的是方法论——分析、综合与建构的方法论，是动态的动词。其简要意思是：“把学习、研究的对象分解为基本成份（元素），在这些成份基础上进行综合，成为不同层次的模型、模式 (数学领域用语) 或语义 (语文领域用语)。从极其简单的成分可以逐步构成非常复杂的计算机世界.” 大意见MIT教授Minsky 文, Introduction to LogoWork. 该文深入浅出, 引人入胜, 为教授所深爱, 20年后作为少数文章,还保留在教授个人主页内. 这里我个人斗胆进行整理, 尝试作这样个人的理解与描述.

“分解为基本成份”与“综合成模式、模型”常交替进行。又分解，又综合也就是重组。事物的基本成份首先是对象和关系。各种对象及其间的各种相互关系组成各种结构。结构又可以看成对象再组成多层次的结构。还有一个成分叫操作。对象的整体或部分可以通过各种操作而变换。操作变换也可以看成对于原有结构的重组。我们通过下面几个简单例子，来体会LOGO方法论的普适意义

物质是由基本粒子、电子、中子、质子、原子、分子、超分子等众多层次组成。

普通话的语音可以分解为声母、韵母、声调等成份,再由之进行各种组合。

语言文字是由字、词、成语、句、段、篇章等不同层次的成分组合而成。

几何画板可以看做是几何图形加上能够保持图形结构的变换，与函数对应概念诸成分组成一种先进的知识表示方式--微世界。

形象思维可以看成是对视听表象的分析与综合、转换而得的想象创新的过程。

气味的远程传递，可以通过分析出所有气味的基本成分，进行编码。只要双方有基本成分的共同协议，建立产生器，就可以只传递编码，而在远程地方重组出该气味。

为什么我们这里特别强调方法论这种动词的含义？强调方法论的动态性，也即强调操作与算法，更有利于研究事物的生成、过程、发展和动因。这导致了哲学史从重视思辨到重视实际建构的进步。这里希望给教育信息化、信息技术教育课程，提出一个实际建构的理论，建立一个实际可以操作的框架，也便于在其他众多学科课程中引进信息技术。

我国早期的ＬＯＧＯ活动，限于海龟画图，从理论思想高度分析不够，看不到其重要本质,具有巨大应用发展的可能性与价值. 当时中华学习机也显得太简单，知识的表示限于文字,符号程序, 比较简单枯燥, 多媒体计算机出现，国内就消退下来。有了多媒体, 却淡化了LOGO的宝贵思想. 但国外ＬＯＧＯ活动没有停止，继续向深层发展。这是应该引起深思的.

从古希腊欧几里得的公理法几何, 笛卡儿的坐标法几何, 到命题逻辑, 谓词逻辑, 到集合论, 再到图灵的计算模型这种追求基本成份的趋势与数学研究领域蓬勃发展并存, 同时理解到成份分解愈细,　愈低级,　愈基本, 组合起来就愈丰富,多样.生成力愈强,这种漫长理性发展的岁月, 终于导致具有极为通用意义的计算机的诞生. 计算机诞生可以说是LOGO方法论的价值的高度呈现, 并迅速得到普遍认可..

计算机的快速发展, 可以进行极高速的处理，形成无所不在的应用。促进信息的概念应运而生，成为物质、能量之外第三个无所不在的极端重要成分。“信息”一词的涵义有以下几个来源。（1）通讯的来源。结绳记事，鸿雁传书，超越时空传递消息，有非常古老的历史。但直至电报电话现代技术出现，才大大促进信息传递的现代概念与实践，因而形成信息的通讯理论——信息论与通信科学。（2）成份结构理论的来源。信息指事物的属性状态，属性关系的组合可以形成结构，这与LOGO思想相近。与系统论的出现相关连。（3）进一步从认知角度看，人类的认知就是信息的获得、传递、存储、表示、处理和评价等成分的结合。人类的思维就是信息的处理加工，在人类智能中占据非常重要的位置。信息概念是三者的交织.

计算机的快速发展使得LOGO方法论更加迅速、明确而自觉地渗透应用到几乎所有的学科，促进了计算机在各领域的应用。所谓信息观点、系统观点、信息分析或三论(信息论，系统论，控制论) 观点，在不同场合有不同名称，意思都相近。计算机科学就是研究信息的处理加工的科学，而通讯科学就是研究信息的传递规律，计算机科学与通讯科学的高度融合，合称信息科学。信息科学的重要方法论特点就向传统的科学广泛渗透，而产生大量的某某信息学这样的交叉新学科。

中华文化传统，LOGO方法论还可远溯到周易八卦思想。用西方传来的时髦说法，就是建构主义。LOGO方法论反映在信息技术，特别在软件编程设计、建立信息系统中特别流行、有用。分析相当于自顶向下编程，而综合相当于自底向上编程，大量x x信息学的出现，又促进信息技术或计算机的广泛应用。促进许多科学从思辨到可以实际操作的跃进。这种趋势很早也深入到心理学，教育学。很早就理解教育是教育信息的传递, 这就是传统的灌输式教学盛行的由来, 现代理解到学习是教育信息的传递与处理加工, 而处理加工却是极为重要的成分.

2．左右脑的结合。早期计算机教育应用强调逻辑思维，以文本为主，缺乏形象、直观。效果不好。近年流行多媒体技术，鼓吹情景教学，大力开发右脑，突出形象思维，但如淡化逻辑思维训练，结果也不好。其实正确思维总是左右脑结合，协调发展。形象思维，偏于整体，偏于由部分而综合，而逻辑思维偏于分解，偏于由整体到部份。两者都是必要的，重要的应是如何结合两者，相互促进。课堂上利用多媒体技术提供生动逼真的情景，作为学习的背景，触发思考是个大进步。但接着要提出问题，聚焦于矛盾焦点，然后逐步形成概念，设法形成理论, 解决问题，就需要分析的思维，人们看到图像，马上会根据过去的知识，经验，用概念来识别图像的内容，两种思维同时发挥作用。特别是形象思维可以感受，不一定说的出来，对于情感，意志发挥作用。但是他不能言传，不好沟通。不便理性思考，不便精确表达，这里就要逻辑思维。就要思维的训练。就要语言的表达，要科技创新不能减弱逻辑思维的训练，LOGO思想的提出，使之得到平衡，我想不是多余的。

3．创新的源泉。建构式的综合过程是一种创新的源泉。以搭积木为例, 如果基本积木块有局限，要达到新的创新, 就要设法增加基本积木类型。但是最大的创新源泉，就是要从新设计基础成份——新的积木块开始，需要对原对象的进一步分析，设计出新的更好的基本成份组，然后再在新的基础成份上进行综合，也就是重组。从七巧板到十五巧板，再到用程序编程实现对机器人的灵活控制，重组提供愈来愈大的创新可能。

搭积木强调搭建者的积极投入，主动思考，对每个组合理解其意义，判断其价值，与理想的目标还有多大距离，还缺乏什么基本成份等等，才能达到理想目标，这是典型的问题解决的过程。这种搭积木式的学习，实即过程式知识的学习,自然要求学习者的积极性、主动性，特别是“做中学”，不断反馈修正，才会取得学习效果。这可能是学习者主动学习的重要性比较本质而简要的说明。

基本成分，外在的是积木，在头脑内就是概念。ＬＯＧＯ方法论的发展，从丰富情景形成了概念的内容含义描述，与其他概念的关系，各个概念与其间的关系合起来就是抽象结构，可以有多层次抽象的结构。概念内容用各种属性描述。对结构间可以传递信息，对结构可以进行各种操作变换。这就是面向对象语言的结构，也就是程序设计, 比儿童玩的积木要复杂得多，但同样是建构思想的体现。通过组合建构结合反思, 可以提出对于复杂问题的创新的解决问题方法. 特别积木块是死的, 而程序则更容易修改, 重组, 有更大的创新可能性.

LOGO思想提供一个简单理解知识建构的说法. 当然比较粗糙, 但许多建构的基本属性已经可以说明, 人脑是复杂系统, 不能简单化, 目前许多理论,是企图从脑的心理,生理角度更确切的说明. 但是目前也还是猜测的, 难以直接证明. 而现在的简单化模型.却已经抓住许多主要的本质.

许多信息技术老师提出是否当信息技术与学科整合后，信息技术课程就会消亡，不再需要了的疑问。同时现在信息技术教育怎样可以有力推动实现教育现代化的整合,也需要论证.这就提出信息技术课程是否有比较特殊的核心价值, 以及什么是其核心价值问题。把核心价值, 其中也包含教育技术如何可能高效支持认知与创造，都还需要认真讨论.

我们认为信息技术课程中心是培养学习者的信息素养, 而信息的传输、获取、储存、表示等应是信息素养的浅层部分，容易建立, 但是不够, 根据以上讨论, 还应强调包括以下两部分主要内容。

·理论、概念部分：即培养LOGO方法论素养——理解分析、综合、建构的方法论。

·实践、技能部分：即程序设计。掌握用分析、综合、建构的方法论，即信息分析的方法，建立问题模型，构造模块，进行编程。

信息技术课程首先应该使学生通过具体案例获得某些基本概念。

信息是事物超越时空传递后仍旧可以辩识的属性。涉及传递与辩识两个成份。信息用于认知领域有几个重要成分——传递、获取、储存、表示与处理加工。现代信息技术都有了巨大的发展。信息的传递、瞬间在空间可以传递巨大海量的信息，集中表现在因特网络技术的使用。信息的表示可以借助多种媒体，有多种形式。多媒体技术可以形象的表现极其复杂的结构。这是多媒体技术的优势所在。教育信息技术对于教育革新具有美好的愿景.

而信息的处理加工及LOGO方法论素养，则是其素养的深层但却是最主要核心价值所在的部分。

所以，今天应该特别注意介绍信息的处理加工概念。最简单的可以提到进位的记数法，用十个数字五个位可以表示一万个不同的数字，其大小判断可以用规则思维来代替直观而恼人的直接数数方法来理解。这里就有信息加工的作用。复杂的如理解知识多样表示的共同本质,运用分析综合建构的方法论进行思考, 对知识的理解评价与应用创新，都是信息的处理加工。应该适当提前进行对LOGO素养的体验, 这可以通过简单的编程，就能有初步体会。

比如要求在平台上画出正方形, 就要对于正方形进行分析, 并且把静态的图形分解为一串可以操作的命令, 指挥海龟运动. 这里不只是信息的传递与静态表示, 而是动态的信息处理加工:向某方向走相当于边长的步数, 然后转一个直角, 再按新的方向再走边长的步数, 再转一个直角, 一共说四遍. 这里每句命令是说要对某方向画一定长度的线段, 而计算机实际上要通过程序按一定要求在适当坐标处不断打点. 开始时只要发出简洁的命令, 机器就会调用现成的程序, 做相对复杂的事情. 进一步还可以改进命令, 说向前走再转一个直角, 重复做四遍.. 再还可以对语句给出名字, 加上边长与转角大小做为参量, 这样不断改变参量, 就可以画出长方形, 正多边形, 正多角星. 发现要合理角度图形才能闭合, 闭合需要对角度有一定要求. 当对于边数不断增加, 而转角与边数取恰当关系时,正多边形会愈来愈象圆.这里又进一步看到如何用较为简单的命令或编程来指挥控制做复杂的处理加工. 灵活解决大量的复杂的问题.

在适当的指导下, 对于适当问题, 让学生自己动手分解选择命令, 实际是眼脑手并用,做出很有趣味的事情, 引人入胜, 得到解决问题能力的提升.而这里在动手中学, 而与单纯被动听讲与静态的阅读, 大大不同. 很快得到很不同的LOGO思想的初步体验.

塞蒙教授在《人类的认知》一书，用整一节的篇幅，以解河内塔问题为例阐明，解同一个问题，可以有不同的策略，都一样能解出，却有不同效果评价。取两种极端的类型。一种极端的人是，对解过的问题，详细记住其情景，步骤，以后遇到同样的问题，就可照此办理，无须多少思考。但这种策略需要大量的记忆，如果情况有出入就束手无策。这可算是经验主义的办法。另一个极端的是当处理完问题后，总努力进行分析思考，条理化，认清基本特征，找到几条规则，这样记忆量较少，再遇到问题，需要一定的思考，这里是用思维即信息处理的时间换取记忆空间的大量节省。特别重要的是，对许多过去没遇到的问题，也不会害怕，大大增加了灵活应变的能力。当然大多数人的情况，是处于两种极端的中间。

计算理论表明，算法与数据量两者需要权衡，算法简单，则数据量大。如要节省存储，需以算法复杂化为代价。思维相当于对知识的处理与计算，经过条理化与规则化处理，知识数据量可减少，解决问题时则需要一定的思考(即计算推理)，但增加了应变能力。这里体现了LOGO方法论在一般认知上的广泛重要作用。

两种策略相比较，显然后者要优越，而且，学习过数学的与受教育较多的人往往偏向于后者。这说明后者经过了思维的训练，显示出思维训练的重要性。抽象概括，分析，又具体建构，综合，在不断思考中对知识愈来愈条理化，解决问题能力愈来愈强。这就是深层的信息素养。也就是LOGO的素养. 通过编程，可以很快进行最基本LOGO素养的训练，我认为这正是信息技术课程应该承担的核心价值。

目前，信息技术教育没有注意突出其核心价值，而大量进行的，只是原本应该与其他学科课程相结合进行的具体内容。通过以上的论述，我们就容易理解具体的信息技术应该逐步整合到不同的学科课程中去，那么目前信息技术课的内容就会逐步减少。但其核心部分——LOGO素养的基本概念与技巧能力，如每个学科课程都讲，将大量重复而都讲不透。这恰是现在信息技术课程特别应该关注把握的部分。

LOGO素养特点是关注过程, 强调做中学, 需要设计一个方便交互的平台.现在已经有设计很好的学习平台:一个是支持字处理的视窗（Windows）工作界面，另一个是几何画板学习界面我们以之作为类比来理解，他们的共同特点是：把对象（在字处理平台上是文稿, 在几何画板首先是几何图形，然后还有数字、表达式、方程与必要的文字，都是视觉可以直接把握的）放在窗口上，而菜单（多级菜单）选项则提供对对象窗口上的某些对象如何操作的多种多样的功能（编辑，构图，变换，度量等）。操作时，先指明对象，然后在菜单上点击所要功能的选项，窗口上的对象，即接受信息而进行相应的操作，成为新的对象（仍在对象窗口上）。操作者可以通过不断探试进行操作而达到设定的目标.

这里要着重说明的是：每个菜单中的选项背后都连着程序，可能是相当复杂的程序。我们在平台前操作时，不必编程，也不必知道这个程序是怎样的，所需要的只是了解所要的功能，据以作简单的选择, 代替复杂的程序编写、只要点击菜单, 调用即可以实现运行，发挥了计算机的计算工具的作用。使得编辑文稿时得心应手 (在字处理视窗情况下) , 非常方便.

于是另一方面学习者在平台菜单的支持下，摆脱了十分繁琐、艰辛、恼人的劳作，即时地把隐藏的几何关系外在化。就可以在高级层次（不同层次的几何：平面几何，立体几何，解释几何，动态几何等）进行（非常灵活的）学习、探索、思考。对于数学问题在探试中进行问题求解[l1], 每一步都要观察当时情景, 对如何向目标接近, 进行判断决策, 选择操作,即可以实现思维的训练, 起认知工具的作用。

这里学习平台的设计, 既起计算工具, 又起认知工具的作用, 是信息技术支持高效学习的两个方面, 值得进一步深入研讨. 有巨大发展改进空间. 特别:

学习平台(比如WINDOWS上的字处理WORD软件为例)上“做中学”的设计对于支持过程式知识即技能学习的高效率，很快引起人们的注意。许多学习者掌握平台的架构后，常可能在平台上自主进行探试式的学习，终于完全熟练掌握。如果有老手，即熟练掌握平台使用的，就会告诉你每个菜单选项的功能意义，并给以良好案例，演示如何一步步解决一个案例问题。那就会大大提高掌握的速度。但是如果自己去探索，则可能遇到各种障碍，需要个别解决，需要他人及时给以帮助。这样的学习效果显然会好得多。这种学习属于事先系统介绍和过程中的案例演示。并且可以看出个别辅导的教学价值。

根据卡内基—麦隆大学早期的培训经验，他们非常强调程序性知识的学习应该是在做中学，并且要通过案例进行演示，系统的讲解不必太多，而且非常强调个别指导的作用，在关键时刻安排最强的老师，紧跟学习者，进行帮助。这种方法对于信息技术课程中的LOGO素养的培养特别有启发。

系统讲解，即在动手前的必要简单的介绍，与动手后对于收获体会的共同总结也非常重要。动手后得到的体会常是比较零碎、散乱，不总结就不易向获得更高层的认识前进。就是说把程序性的知识再变成叙述性的知识，也是非常重要的。

小学低年级通过各种字处理，网页浏览与制作等平台操作的掌握，培养文字处理表达与通讯交流等基本能力，高年级可以进行简单编程，可以与类似于“海龟画图”这样编程实践的内容相结合，获得对于LOGO思想的初步体验。

程序的算法编写部分可以与数学的教学统一安排。有了初步编程能力，可以用数学概念及算法进行熟练，这是很好的编程练习内容。 而对于数学，则可以提高在动手中来理解数学概念的机会。因为数学也曾叫做算学，数与算是两个基本的成分。数相当于对象，名词，静态的。“算” 是一个动词，相当于操作，有过程。数与算组成复杂的算法，或程序，是动作, 而给程序以名字，又变为静态的名词概念。这概念内涵语义，包含复杂算法，但形成的概念可以整体来把握，减低思考复杂度，容易进到高层的理解。所以信息技术课程应该与数学课程，在内容上适当统一加以安排。

在中学高年级应在“做中学”的编程中嵌入系统讲解，包括LOGO基本思想历史发展背景，数学，计算机与编程语言的发展情况。 然后可以进行较大任务式的实际课题编程体验。进到初步理解智能的领域。理解人机协作, 共同前进. 但人的智能会向机逐步转移.

虽然各地情况不同，但是聚焦于方法论的基本引进与掌握，就会给不同条件不同情景的学生以巨大的自主发展空间。

LOGO方法论首先促进人们使用信息观点对心理教育现象进行研究，把所得到的认识条理化，接着可以把有价值的部分信息化，通过编程建构人造信息产品与系统。这是对教育技术学内涵的一种较为深刻的理解。

这样，LOGO思想就上与哲学、逻辑、数学、计算机的发生发展相联系，下与教育科学中学习观念的更新，教育技术的开发相促进，在教育信息化中具有重要的方法论价值。

我们这里提出的LOGO思想，不是也没有与当今重视情景学习的观念相对立，而是在情景基础上强调分析，思考，建构，评价，重组与问题求解，使两者更好地交互，结合，就会有丰硕成果，有利于学习效率的提高与创新。信息技术课程应该抓住这个核心，进行设计，统一安排，早日接触，逐步促进。注意信息的处理加工，强调分析、综合的方法论，使学生掌握自主发展的条件，从而开发有效的信息技术产品,这正是教育信息化的精华所在。

[1] Marvin Minsky: Introduction to LogoWork. http://web.media.mit.edu/~minsky/

[4] 林建祥: LOGO思想的涵义，与在教育信息化中的价值。信息科学交叉研究研讨会文集. 2005.10 (待出版)

[5] 钟义信: 信息—知识—智能的统一框架．信息科学交叉研究研讨会文集. 2005.10

[7]．宋伟，张铭: 语义网简明教程．北京: 高等教育出版社. 2004.

[9] 卢燕林: 小小智能机器人. 小学信息课课本北京: 中国物价出版社. 2003

[10] 符美瑜, 孙元明: LOGO数学实验室. 北京:电子工业出版社. 2002.

[l1]问题求解也是一种搭积木, 不断拼搭, 不断评价, 相当不断生成测试, 逐步向目标前进.这种让学习者动手的教学与学习平台的设计, 能够达到单靠听讲所达不到的效果.