解決芯片問題從根源出發(fā)
繼2018年4月美國(guó)對(duì)我國(guó)第二大電信公司中興通訊實施出口禁令、10月美國(guó)商務部以國(guó)家安全爲由禁止美國(guó)公司給我國(guó)芯片制造商晉華公司銷售零部件，一直到今年5月15日美國(guó)商務部宣布新規，實施徹底切斷華爲全球芯片代工來源。芯片，已經(jīng)成(chéng)爲中國(guó)互聯網産業的扼喉之痛。而近日，幾所中國(guó)高校被(bèi)美國(guó)政府列入受限制實體名單，師生常用的商業數學(xué)與科學(xué)計算軟件MATLAB(矩陣實驗室)被(bèi)開(kāi)發(fā)公司取消授權，芯片之殇從産業界彌漫到學(xué)界。這(zhè)已經(jīng)不是華爲一家面(miàn)臨的挑戰，而是整個高科技行業在飲下我們在高速發(fā)展應用産業的同時缺乏“根”技術的“苦酒”。
拉緊信息科技教育的邏輯鏈
這(zhè)杯“苦酒”的釀就，與中小學(xué)信息科技教育之間的關系似乎并不那麼(me)直接，其間存在一個漫長(cháng)的邏輯鏈。但是令人感到匪夷所思的是，就在舉國(guó)“芯殇”之時，有教育界人士大聲疾呼取消信息技術課程，其理由是“信息技術在電腦普及程度不高的20年前具有單獨開(kāi)設學(xué)科的必要性，但在信息技術産品高度普及的今天，已經(jīng)失去單獨開(kāi)設學(xué)科的必要性，建議不再單列信息技術課程”。至今我們的一部分教育者還(hái)把信息技術當作是“電腦普及”，而對(duì)今天我們面(miàn)臨的世界樣(yàng)态茫然無知，對(duì)這(zhè)樣(yàng)一個世界中生存和發(fā)展的公民的素養熟視無睹。由此迫使我們不得不拉緊信息科技教育與“芯片”人才之間的邏輯鏈。
那麼(me)，我們正在面(miàn)臨一個什麼(me)樣(yàng)的世界?阿裡(lǐ)巴巴創始人馬雲說，“未來最大的能(néng)源不是石油，而是大數據”;中國(guó)工程院院士王堅認爲，“世界上最遙遠的距離不是從南極到北極，而是從紅綠燈到交通攝像頭”。
小小的芯片，是這(zhè)個世界的心髒。以華爲爲代表的産業界在爲求而不得的7納米光刻機及其高精度芯片而苦苦掙紮時，某些教育者還(hái)在刻舟求劍，以傳統線下時代的育人觀念來培養生存在一個雲上世界的下一代。
信息技術教育的相對(duì)普及，是過(guò)去一個時期我國(guó)基礎教育的偉大成(chéng)就，一大批在基礎教育中從事(shì)信息技術教育的教師，遵循“計算機從娃娃抓起(qǐ)”的信念，從計算機還(hái)是貴重教具的上世紀80年代起(qǐ)，就點燃中國(guó)青少年對(duì)于計算機領域探索的熱情，鑄就了我國(guó)信息技術教育的基本底盤。今天誕生在信息時代的孩子們，伴随著(zhe)各種(zhǒng)智能(néng)設備長(cháng)大，即使不教也會熟練地擺弄甚至是精通各類智能(néng)終端，是不是意味著(zhe)信息技術教育完成(chéng)曆史使命了?心理學(xué)家揭示了嬰兒具有天生的“物理”知識，但是不會自動成(chéng)爲一個物理學(xué)家，因爲嬰兒的知識發(fā)生和物理學(xué)家的知識生産是兩(liǎng)種(zhǒng)不同機制。同樣(yàng)，一個大國(guó)數以億計的數字土著青少年，如果不在關鍵的發(fā)展階段受到嚴謹的關于數據、計算的底層邏輯的教育，對(duì)于數字科技領域的敏感與創新有著(zhe)決定作用的計算思維方式是不會自動發(fā)生的，“會用計算機”和“會用計算機解決問題”是兩(liǎng)種(zhǒng)不同的能(néng)力。盡管信息科技教育并不獨立決定科技創新人才的培養，但是從兒時即開(kāi)始培育計算思維，將(jiāng)爲一代青少年乃至幼兒做好(hǎo)成(chéng)爲在雲上雲下共存世界中的生力軍而準備。
從工具操練到思維重構
我們準備好(hǎo)了麼(me)?有學(xué)者基于經(jīng)濟合作與發(fā)展組織的國(guó)際學(xué)生評估項目(PISA)系列測試中關于數字素養的多項測試數據發(fā)現，上海15歲中學(xué)生的數字素養與全球範圍内科技發(fā)達國(guó)家相比，還(hái)有很大差距，我們的計算機教育和基于計算機的學(xué)科教育都(dōu)離對(duì)标教育體系相差甚多。這(zhè)就是說，即便是上海這(zhè)樣(yàng)的城市，孩子們在義務教育階段結束時，在數字素養上也還(hái)沒(méi)有充分做好(hǎo)參與全球信息科技競争的準備。
中小學(xué)信息技術所依托的計算機科學(xué)、數據科學(xué)、人工智能(néng)、信息學(xué)等門類，已經(jīng)發(fā)展成(chéng)爲一門具有獨立知識體系和特有思維系統的科學(xué)，計算思維已經(jīng)是一種(zhǒng)與科學(xué)思維和實驗思維并列的思維方式。不少教育者可能(néng)以爲，將(jiāng)信息技術融進(jìn)各學(xué)科，在各學(xué)科裡(lǐ)明确列出信息技術相關目标、内容、方法，似乎就可以完成(chéng)信息技術教育，這(zhè)依舊是將(jiāng)信息技術教育作爲一種(zhǒng)“工具操練”而非“思維建構”的過(guò)時觀念在作祟。試想，數學(xué)、語文、曆史、地理以及科學(xué)等各科都(dōu)擁有各自的學(xué)科邏輯，他們能(néng)夠在學(xué)科教學(xué)中使用技術，但要承擔培養學(xué)生的計算思維，恐怕既非其他學(xué)科的責任，也給這(zhè)些學(xué)科的教師提出了幾乎無法完成(chéng)的使命。
不僅如此，西摩·佩帕特早在上世紀80年代解釋“logo語言”在兒童學(xué)習中的價值時，就以大量的實驗論證了“計算改變思維”。當孩子們編程指揮小龜創造各種(zhǒng)數學(xué)模型時，實際上是在建立一種(zhǒng)人通過(guò)機器和世界對(duì)話的語言，這(zhè)種(zhǒng)語言又承載了一種(zhǒng)不同于其他學(xué)科的文化。在爲小龜編程并完成(chéng)學(xué)習者所期待的動作時，兒童不僅是在操作，不僅是在編程，而是在掌握一種(zhǒng)新的人類語言，經(jīng)曆一種(zhǒng)文化認同和身份認同的過(guò)程。這(zhè)樣(yàng)的認識，在今天的基礎教育界依然顯得很有沖擊力。
治療“芯”痛需從根部發(fā)力
“芯”痛對(duì)于今天重塑中的基礎教育體系是一個及時的警示。計算機以及信息技術教育，今天不僅需要，而且更加需要，隻是需要的不再是被(bèi)诟病的“操作系統培訓”式的信息技術教育，而是將(jiāng)它著(zhe)眼于長(cháng)線、從根部開(kāi)始重構。這(zhè)種(zhǒng)重構包括但不限于：
重塑信息技術教育的價值觀：計算機以及各種(zhǒng)信息技術不僅是“操作工具”，更是一種(zhǒng)思維工具、一種(zhǒng)人與世界交流對(duì)話的語言、一種(zhǒng)交織在世界的現實和虛拟樣(yàng)态的新的文化，以“信息科技教育”取代“信息技術教育”，更昭示這(zhè)種(zhǒng)重構的意涵。
重建信息科技學(xué)科的知識論：作爲“科”，信息科技教育應建立起(qǐ)學(xué)科特有的、具有學(xué)科識别性的核心知識體系及其概念地圖，在課程中爲兒童呈現該領域的大觀念、大地圖、大視野、大問題、大方法;作爲“技”，則需高度重視習得知識的默會性、具身性或體認性。技術不簡單是學(xué)操作，吉本斯所提出的“工程技術驅動”的知識生産模式，將(jiāng)原本淹沒(méi)于理論知識的“技術知識”提升到課程的知識目标中。
重塑信息科技的學(xué)習觀：信息科技課程中的學(xué)習方式，要實現從“to do”(操作)到“to be”(成(chéng)爲)的飛躍。通過(guò)社會生産生活中鮮活的信息科技情境所承載的學(xué)習項目，完成(chéng)在“做事(shì)”或“問題解決”中建構模型、鍛造思維、體驗責任、形成(chéng)認同。
重塑信息科技的教學(xué)觀：信息技術教學(xué)需要圍繞重構的學(xué)科價值觀、帶著(zhe)學(xué)生在“經(jīng)曆”中掌握知識，在逐步複雜起(qǐ)來的真實性項目學(xué)習中，引領學(xué)生的計算思維水平和信息社會責任一步步提升，從适應書面(miàn)考試到适應真實性評價。
我們必須看到，消解我國(guó)芯片之殇，非一日之功，非一田之耕。信息科技教育面(miàn)臨的挑戰，表面(miàn)上是課時的有無增減與是否獨立設課等問題，實質上反映我國(guó)教育界對(duì)數字化時代人才培養的戰略價值的判斷。信息科技教育從“根”改變，事(shì)實上也是整個基礎教育向(xiàng)核心素養導向(xiàng)的學(xué)習方式變革轉向(xiàng)的一個有機構成(chéng)部分。加強并改革基礎教育中的信息科技教育，雖非療治“芯”痛的一個直接方案，卻是涵育一片豐盈充實的“根部”技術人才土壤的必修之功。
(作者趙健系華東師範大學(xué)副教授，熊璋系北京航空航天大學(xué)教授)