科學(xué)史的教育作用很晚才被人們認(rèn)識(shí)到。在20世紀(jì)初，西方一些高校的自然學(xué)科教授在向?qū)W生講授相關(guān)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)時(shí)，為了增強(qiáng)趣味性總是愿意略微提一下這門(mén)學(xué)科的歷史，正是這些歷史故事使教學(xué)變得更有趣味，這成為在教學(xué)中滲透科學(xué)史的開(kāi)始。后來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)，在教學(xué)中加入科學(xué)史教育有諸多好處。首先，科學(xué)史可以誘發(fā)學(xué)生對(duì)神奇的科學(xué)世界的向往，提高對(duì)科學(xué)的熱愛(ài)。其次，科學(xué)史可以使人們了解科學(xué)思想的邏輯行程和歷史演進(jìn)，有益于科學(xué)理論的學(xué)習(xí)。當(dāng)我們?yōu)橐恍└拍畹膶W(xué)習(xí)煩惱時(shí)，如果能了解這些概念是如何建立的歷史，接受這些概念就變得容易多了。此外，科學(xué)史還可以為我們樹(shù)立科學(xué)家形象，領(lǐng)悟科學(xué)精神。例如，愛(ài)迪生在經(jīng)歷了6，000多次實(shí)驗(yàn)后，終于點(diǎn)燃了第一盞真正有廣泛實(shí)用價(jià)值的電燈；富蘭克林冒著生命危險(xiǎn)堅(jiān)持對(duì)雷電進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)，終于發(fā)明了避雷針……可以說(shuō)，科學(xué)史教育也是一種情感、態(tài)度與價(jià)值觀的教育。
　　雖然科學(xué)史具有重要的教育作用，但是大部分教科書(shū)都不談科學(xué)史，這不能不說(shuō)是十分遺憾的。作為理科課程之一的信息技術(shù)課程，其科學(xué)史教育尤為缺失，特別是信息科學(xué)史和計(jì)算機(jī)科學(xué)史的教育。
　　在信息技術(shù)課程教材中，除了馮·諾依曼、圖靈等極少數(shù)人外，就不見(jiàn)了科學(xué)家的身影，這顯然是受到了社會(huì)上某些不良傾向的影響。筆者近期翻閱市面上那些名為“計(jì)算機(jī)科學(xué)史”方面的書(shū)籍，發(fā)現(xiàn)大多只是技術(shù)史、產(chǎn)業(yè)史——一部計(jì)算機(jī)科學(xué)史儼然成了企業(yè)的商戰(zhàn)風(fēng)云和經(jīng)營(yíng)秘訣。另一個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)史被人們遺忘的例子是作為計(jì)算機(jī)界最高獎(jiǎng)、被稱做“計(jì)算機(jī)界諾貝爾獎(jiǎng)”的圖靈獎(jiǎng)在社會(huì)上的認(rèn)知程度極低，甚至不為多數(shù)信息技術(shù)教師所知。社會(huì)上的這些認(rèn)識(shí)偏離必將影響到課程教學(xué)，造成教材的科學(xué)品位嚴(yán)重降低，無(wú)形中使人們認(rèn)為信息技術(shù)背后無(wú)科學(xué)、無(wú)科學(xué)史，教學(xué)也可能淪為簡(jiǎn)單的技術(shù)操作。
　　
　　
　　信息技術(shù)課程背后有無(wú)科學(xué)
　　
　　在我國(guó)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中明確闡述了科學(xué)史對(duì)于科學(xué)教育所具有的重要意義，主要包括：①科學(xué)史能提供重要的科學(xué)事實(shí)、概念、原理、方法，以及技術(shù)發(fā)明的歷史背景、現(xiàn)實(shí)來(lái)源和應(yīng)用。⑦通過(guò)科學(xué)史有關(guān)內(nèi)容的介紹，使學(xué)生感受到科學(xué)是一個(gè)開(kāi)放的、不斷發(fā)展的系統(tǒng)，不但在廣度和深度上不斷發(fā)展，而且已有的結(jié)論也可能被修正?？茖W(xué)是一個(gè)永遠(yuǎn)不會(huì)完結(jié)的過(guò)程。③通過(guò)對(duì)科學(xué)史上一些重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明過(guò)程的介紹以及一些簡(jiǎn)單而典型的著名案例的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣，培養(yǎng)他們的探索精神和科學(xué)態(tài)度，促進(jìn)和改善學(xué)生對(duì)相應(yīng)的科學(xué)思想方法的理解，進(jìn)而了解科學(xué)的本質(zhì)，培養(yǎng)科學(xué)精神。④通過(guò)歷史上的一些著名的反例，從反面給學(xué)生以強(qiáng)烈的震撼，加深他們對(duì)相應(yīng)問(wèn)題的理解，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)縝密的科學(xué)思維；通過(guò)一些科學(xué)家犯錯(cuò)誤、遭遇挫折和失敗的例子，引導(dǎo)學(xué)生正確看待學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的困難，增強(qiáng)信心和勇氣；通過(guò)對(duì)科學(xué)思想形成中曲折與艱辛，以及那些偉大探索者的失敗與成功的介紹，使學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)科學(xué)的豐富人文內(nèi)涵。
　　與數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物等科學(xué)表課程不同，信息技術(shù)課在基礎(chǔ)教育階段被明確定位為技術(shù)課程，那么作為技術(shù)課程的信息技術(shù)課能否承載科學(xué)史教育呢?這個(gè)問(wèn)題的本質(zhì)則是信息技術(shù)課程背后有無(wú)科學(xué)。
　　首先，科學(xué)與技術(shù)具有密不可分的聯(lián)系，技術(shù)的背后往往是科學(xué)的思想。時(shí)代性特征鮮明的信息技術(shù)更不例外，其背后有著科學(xué)思想的堅(jiān)強(qiáng)支撐。在1999年美國(guó)公布的《信息技術(shù)通曉》的報(bào)告中強(qiáng)調(diào)了信息技術(shù)包括蘊(yùn)藏在技術(shù)中的科學(xué)。筆者認(rèn)為，從基礎(chǔ)教育階段信息技術(shù)課程的“技術(shù)一科學(xué)”脈絡(luò)探源，構(gòu)成信息技術(shù)課程背后科學(xué)體系的主干是信息科學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)。
　　一般認(rèn)為，信息科學(xué)是以信息為主要研究對(duì)象、以信息運(yùn)動(dòng)過(guò)程的規(guī)律為主要研究?jī)?nèi)容、以擴(kuò)展人的信息功能為主要研究目標(biāo)的一門(mén)科學(xué)。信息科學(xué)特有的研究?jī)?nèi)容——信息的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，包括信息的獲取、傳遞、處理、再生、施效等過(guò)程，恰好對(duì)應(yīng)信息技術(shù)課程中信息處理的主線。國(guó)內(nèi)外很多專(zhuān)家都建議將信息科學(xué)作為信息技術(shù)課程的指導(dǎo)學(xué)科。
　　計(jì)算機(jī)科學(xué)則是人們更為熟悉的一個(gè)概念，是描述和處理信息的算法過(guò)程，包括其理論、分析、設(shè)計(jì)、效率分析、實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用的系統(tǒng)研究。我們知道，現(xiàn)在的信息技術(shù)課程是脫胎于計(jì)算機(jī)課程而來(lái)的，現(xiàn)代信息技術(shù)的核心是計(jì)算機(jī)技術(shù)，所以，計(jì)算機(jī)科學(xué)同樣是信息技術(shù)課程不可或缺的指導(dǎo)學(xué)科。
　　其次，信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息技術(shù)課程內(nèi)容有著密切的聯(lián)系。僅以計(jì)算機(jī)科學(xué)界的最高獎(jiǎng)——圖靈獎(jiǎng)為例，獲獎(jiǎng)?wù)咧性S多人的工作就與中小學(xué)信息技術(shù)課程知識(shí)有直接關(guān)系(見(jiàn)下表)。
　　
　　信息技術(shù)課程中相關(guān)的科學(xué)史案例
　　
　　既然信息技術(shù)課程可以開(kāi)展且有必要開(kāi)展科學(xué)史教育，那么我們應(yīng)該選取什么樣的科學(xué)史案例作為教學(xué)素材呢?
　　以下，筆者列舉兩例信息技術(shù)課程中的科學(xué)史教育案例，說(shuō)明信息技術(shù)課程中科學(xué)史教育的應(yīng)用。
　　1　香農(nóng)的忠告
　　作為一位令人尊敬、學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)家，香農(nóng)在IEEE Transactions on Information Theory中發(fā)表的文章中說(shuō)：“近幾年來(lái)，信息論簡(jiǎn)直成了最時(shí)髦的學(xué)科。它本來(lái)只是通信工程師的一種技術(shù)工具，現(xiàn)在卻無(wú)論在普通雜志還是科學(xué)刊物都占據(jù)了重要的地位……結(jié)果，它已經(jīng)名過(guò)其實(shí)……這種聲譽(yù)潛藏著一種危險(xiǎn)。誠(chéng)然，在理解和探討通信問(wèn)題的本質(zhì)方面，信息論是一種有力的工具，而且它的重要意義還將與日俱增。但它肯定不是通信工作者的靈丹妙藥。對(duì)于其他人，則更是如此。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，一次就能揭開(kāi)全部自然奧秘是不可能的。否則，一旦人們發(fā)現(xiàn)僅僅使用幾個(gè)像信息、熵、冗余度這樣一些動(dòng)人詞匯并不能解決問(wèn)題的時(shí)候，就會(huì)灰心失望，那種人為的繁榮就會(huì)在一夜之間崩潰……信息論的基本結(jié)果都針對(duì)某些非常特殊的問(wèn)題……”遺憾的是，很多人并沒(méi)有理解香農(nóng)的忠告。
　　我們知道，對(duì)于信息技術(shù)課程而言，信息無(wú)疑是一個(gè)核心概念，并且也是一個(gè)難以理解的概念。教材中引用了香農(nóng)的定義來(lái)描述信息，即信息是用來(lái)消除接收者認(rèn)識(shí)上某種不確定的東西，這是信息論中關(guān)于信息的典型描述。很多時(shí)候，我們都自然而然地將這一定義當(dāng)做了信息的普遍定義，而香農(nóng)本人的這番忠告無(wú)疑是信息科學(xué)史上一段發(fā)人深省的故事。他告訴人們信息論中關(guān)于信息的定義只是狹義的信息定義，在除信息論以外的其他領(lǐng)域，該定義不能廣泛成立。這一科學(xué)史上的故事還為我們展現(xiàn)了一位科學(xué)家的謙遜和實(shí)事求是的科學(xué)品德。
　　2　塞爾的“中文屋子”
　　1980年，當(dāng)代美國(guó)哲學(xué)家約翰·塞爾提出了著名的中文屋子假想實(shí)驗(yàn)，以回應(yīng)圖靈測(cè)試。他假定了如下情節(jié)：一個(gè)名叫丹瑪?shù)娜吮魂P(guān)在一間只有一個(gè)窗戶的屋子里，她只懂英文，不懂中文，而看守她的人則只懂中文，不懂英文。丹瑪面前有一張桌子和各式各樣的紙條，以及一本英文寫(xiě)的規(guī)則書(shū)，規(guī)則書(shū)告訴她如何為中文字符配對(duì)。如看守遞進(jìn)的紙條上寫(xiě)有“甲”時(shí)，她應(yīng)當(dāng)送出“乙”。對(duì)于丹瑪來(lái)說(shuō)，“甲”和“乙”都是一些毫無(wú)意義的圖形，而對(duì)于看守，“甲”與“乙”都有其自身的含義，并且對(duì)于從窗口遞進(jìn)的問(wèn)題，丹瑪都已經(jīng)將答案遞出。因此，看守認(rèn)為屋子里的丹瑪是懂中文的，而丹瑪則對(duì)中文一無(wú)所知，她所做的只不過(guò)是按照規(guī)則書(shū)進(jìn)行圖形匹配而已。
　　塞爾的“中文屋子”比喻了通過(guò)圖靈測(cè)試的計(jì)算機(jī)。丹瑪相當(dāng)于計(jì)算機(jī)中的CPU，那本英文寫(xiě)的規(guī)則書(shū)則相當(dāng)于程序，紙條是存儲(chǔ)器，窗口則是輸入輸出裝置，丹瑪雖然給出了正確答案(即表示通過(guò)了圖靈測(cè)試)，但是她對(duì)那些問(wèn)題卻是毫無(wú)理解。“中文屋子”假想實(shí)驗(yàn)表明，用圖靈測(cè)試來(lái)定義人工智能的存在是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
　　人工智能是信息技術(shù)教材中較為抽象的教學(xué)內(nèi)容。目前的教學(xué)僅僅是讓學(xué)生了解相關(guān)概念及通過(guò)在線機(jī)器人對(duì)話來(lái)感受人工智能的存在，但是效果并不理想。對(duì)于高中的學(xué)生而言，他們已經(jīng)有較強(qiáng)的邏輯思維能力，針對(duì)教材中所介紹的圖靈測(cè)試及人工智能，每個(gè)學(xué)生都有自己的思考。此例中，塞爾的“中文屋子”假想實(shí)驗(yàn)是計(jì)算機(jī)科學(xué)史上著名的案例，是對(duì)人工智能強(qiáng)有力的反駁，它所引發(fā)的爭(zhēng)論至今未息。通過(guò)這一生動(dòng)的科學(xué)史案例的介紹，可以激發(fā)學(xué)生的興趣，我們甚至可以在課堂上組織學(xué)生進(jìn)行辯論，就“計(jì)算機(jī)能思維嗎”這一命題展開(kāi)正方、反方的辯論賽，從而使學(xué)生思考人工智能中具有哲理性質(zhì)的一些深刻問(wèn)題，將學(xué)習(xí)引向深入，改變以往對(duì)人工智能教學(xué)敷衍而過(guò)的現(xiàn)象。
　　以上，我們分析了科學(xué)史教育的重要性，以及信息技術(shù)課程中科學(xué)史教育的嚴(yán)重缺失。信息技術(shù)課程教學(xué)完全可以開(kāi)展科學(xué)史教育，也急需科學(xué)史教育。在數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物教材中，科學(xué)家的名字與他們的貢獻(xiàn)緊緊聯(lián)系在一起，學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，也激發(fā)了他們對(duì)學(xué)習(xí)該學(xué)科的熱情。那我們?yōu)槭裁床蛔尶茖W(xué)史也走進(jìn)信息技術(shù)的教材和課堂呢?在信息技術(shù)課程中加強(qiáng)科學(xué)史教育，在教學(xué)中向?qū)W生介紹信息科學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，介紹科學(xué)家們的事跡和經(jīng)典的科學(xué)史案例，使學(xué)生站在科學(xué)高度來(lái)認(rèn)識(shí)課程知識(shí)體系，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，提升課程的科學(xué)品位，我想這也是為中小學(xué)信息技術(shù)教育所做出的貢獻(xiàn)