張利波 馬建軍

信息技術(shù)學(xué)科從大的角度來分可以看成信息與技術(shù)。毫無疑問，技術(shù)是這個(gè)學(xué)科最被關(guān)注的部分，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。隨著信息技術(shù)課程的日趨成熟，技術(shù)不再以單一直白的方式呈現(xiàn)，這很大程度上依賴于信息的作用。信息呈現(xiàn)讓技術(shù)無痕地隱藏其中，讓學(xué)生在處理信息時(shí)，自然地掌握了既定的技術(shù)。我們可以通俗地認(rèn)為，學(xué)生掌握技術(shù)的最佳途徑往往是處理信息。例如，讓學(xué)生開展作業(yè)互評(píng)，挑選出優(yōu)秀的5個(gè)作品并存放，本任務(wù)的信息層面是欣賞他人作品，甄選優(yōu)秀作品；技術(shù)層面包含了關(guān)于對(duì)象與軟件兩個(gè)方面，其中對(duì)象操作涉及新建文件夾（用于存放文件夾）、重命名文件夾（優(yōu)秀作品）、復(fù)制或移動(dòng)文件（挑選之后復(fù)制或移動(dòng)）等，軟件操作涉及打開文件、文件另存為（打開狀態(tài)用另存為方式實(shí)現(xiàn)復(fù)制）。從這個(gè)例子可以看出，技術(shù)無痕地附著在信息處理過程中，信息融合的技術(shù)學(xué)習(xí)方式更符合學(xué)生學(xué)習(xí)特征。技術(shù)學(xué)習(xí)不是根本，信息處理才是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，這種處理會(huì)持續(xù)地、長久地、高頻地出現(xiàn)在日常的生活與工作中。一般情況下，信息的取材來自生活經(jīng)驗(yàn)、應(yīng)用情境或其他學(xué)科知識(shí)范疇等，當(dāng)信息與技術(shù)融合時(shí)，信息的植入、展開是一個(gè)值得探討的話題。本文主要探討其他學(xué)科元素作為信息引入信息技術(shù)教學(xué)的思考。

● 探討一：作文VS文字處理

文字處理是初中信息技術(shù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)操作，實(shí)用性很強(qiáng)。文字處理一般分為文字編輯和格式設(shè)置。我一般選用學(xué)生作文進(jìn)行教學(xué)。作文屬于語文學(xué)科的范疇，格式設(shè)置是信息技術(shù)的基本操作，兩者需要妥善處理。選用作文教學(xué)，教師只需關(guān)注信息技術(shù)層面的操作與內(nèi)容。一旦學(xué)科界限越過了，信息課上成語文課，說明信息技術(shù)教師專業(yè)領(lǐng)域范圍識(shí)別不清，基本功不過關(guān)。因此，教師上課需要謹(jǐn)慎又謹(jǐn)慎，牢牢把握自己學(xué)科的內(nèi)涵。

事實(shí)上，選用作文本身就是語文與信息技術(shù)學(xué)科的交織。我們?cè)诮虒W(xué)時(shí)，不妨思考一下，這個(gè)內(nèi)容是我教合適呢還是語文老師更合適。比如，先讓學(xué)生輸入自己的作文，這不等同于學(xué)生用筆寫作文，輸入過程中會(huì)遇到各種符號(hào)的輸入，比如“，”“、”“？”“——”“……”《》”等。這些規(guī)范的符號(hào)是文本嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋憩F(xiàn)之一，語文教師負(fù)責(zé)手寫符號(hào)的正確，那么在電腦中輸入正確符號(hào)自然是信息技術(shù)教師的責(zé)任。因此這些文稿的輸入，適宜選作信息技術(shù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。如果再細(xì)致分析，會(huì)凸顯更多的信息技術(shù)學(xué)科特色，如符號(hào)輸入需要切換輸入法、上檔字符的輸入，全角/半角狀態(tài)等。顯然，手寫沒有那么多講究，那么放在信息技術(shù)課中正合適。

在文字輸入過程中，學(xué)生會(huì)遇到一些基本的文字編輯，比如換段落、增加文字、刪除文字、修改文字等，通常一篇文章的輸入，文字編輯的基本操作都會(huì)遇到，如有時(shí)間，可以繼續(xù)修改文稿。此時(shí)，換置語文學(xué)科情境中，這篇文章可謂完成了。但是放在信息技術(shù)學(xué)科呢？顯然，尚未成功——還需格式設(shè)置，這是信息學(xué)科不同于語文學(xué)科的思想。此時(shí)，教師可以提出信息技術(shù)的學(xué)科思維：格式影響內(nèi)容表達(dá)，并引導(dǎo)學(xué)生觀察回憶報(bào)刊雜志的格式。學(xué)生大都能列舉一些設(shè)置的要領(lǐng)：以字體為例，比如正規(guī)報(bào)刊正文基本使用宋體，標(biāo)題文字多用黑體……這樣的觀察有助于了解字體的規(guī)范設(shè)置，體會(huì)字體的效果作用。當(dāng)談及中學(xué)生雜志時(shí)，我們驚奇地發(fā)現(xiàn)，正文卻變化為楷體、雅黑、宋體等，標(biāo)題字體用了更為活潑的字體，基本選用楷體……為什么有這些變化？學(xué)生們紛紛表達(dá)看法：選用那些字體，文稿看起來依然舒適，便于讀者閱讀；而標(biāo)題字體的多樣化使雜志更顯青春活力，凸顯初中生的年齡特征及心理需求，展現(xiàn)中學(xué)生的個(gè)性特征。

格式設(shè)置中，與語文學(xué)科結(jié)合最緊密的莫過于閱讀他人優(yōu)秀作品，欣賞好詞好句。教學(xué)中，我們沿用語文方法：好句用波浪線標(biāo)記，好詞用著重號(hào)標(biāo)記。用這種方式進(jìn)行格式設(shè)置，我也有遲疑，生怕越了語文的界限。賞析是語文學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，那么放在信息技術(shù)課中來賞析是否合適？會(huì)不會(huì)東施效顰呢？其實(shí)賞析是名義，我們僅需要關(guān)注：學(xué)生能用合適的符號(hào)標(biāo)記自己認(rèn)為的好詞好句。因此，即使相似的教學(xué)環(huán)節(jié)，放在不同學(xué)科中，教學(xué)側(cè)重點(diǎn)有明顯區(qū)別，這是學(xué)科本質(zhì)所決定的。

● 探討二：純循環(huán)小數(shù)VS查找與替換

查找與替換是文字批處理的常用方式，其特點(diǎn)是自動(dòng)化，自帶計(jì)算思維。這一設(shè)計(jì)在文檔編輯處理過程中被用戶廣泛使用。通常，當(dāng)用戶在文檔撰寫時(shí)帶入不正確、不合適的習(xí)慣，修正頗為麻煩。查找操作不適合人工完成，適合機(jī)器完成。諸多軟件都設(shè)置了自動(dòng)查找，比如文件的查找，文檔指定內(nèi)容的查找，生活相關(guān)的APP各項(xiàng)查找，查找地名、菜單、電影、航班……當(dāng)今社會(huì)，信息裹挾著人們的生活，人們已經(jīng)進(jìn)入全搜索的時(shí)代。

再回到文檔的查找與替換，這些自動(dòng)化、批量處理即為計(jì)算思維的內(nèi)涵。那么接下來，我們?cè)鯓影堰@種事交代給機(jī)器，并且讓機(jī)器完成呢？根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生羅列關(guān)鍵信息：查找什么？哪里去查找？沒錯(cuò)，這就是查找要素。然后操作，果然一下子全找出來了（如圖1），并顯示查找結(jié)果：當(dāng)前位置第幾個(gè)匹配，一共幾處匹配。

那么，機(jī)器到底怎么查找的呢？當(dāng)然也像人工一樣逐個(gè)查找，那為什么我們沒感受到這個(gè)過程呢？因?yàn)樗乃俣冗h(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人類。那又怎么來證明它真的是一個(gè)個(gè)查找呢？沒錯(cuò)，我們可以使用“查找下一處”來回放搜索過程。既然自動(dòng)化、批處理一次完成更快，為何還要再設(shè)置“逐項(xiàng)查找”的功能呢？顯然這是人性化的考量，當(dāng)遇到實(shí)際問題時(shí)，查找或替換并不是絕對(duì)操作，當(dāng)中某些內(nèi)容需要甄別。比如要把“的、地、得”進(jìn)行更正，有些人的書寫習(xí)慣，會(huì)將“地、得”誤用為“的”，當(dāng)我們?nèi)ゲ檎視r(shí)，可能會(huì)找到“地方”的“地”，也可能會(huì)找到“得意”的“得”……文檔中找到的詞語可能超出我們?cè)瓉淼南胂?，因此設(shè)置“逐項(xiàng)查找”的功能，目的在于機(jī)器與人工的結(jié)合操作，預(yù)計(jì)了文檔出現(xiàn)的可能性，提出了更加注重現(xiàn)實(shí)的問題解決方法。這種預(yù)計(jì)與容錯(cuò)的設(shè)計(jì)也是計(jì)算思維的體現(xiàn)。

以上我們大致清楚了查找與替換功能。那么它與數(shù)學(xué)中的純循環(huán)小數(shù)有什么關(guān)聯(lián)？純循環(huán)小數(shù)是一個(gè)特殊的文本，從外在來看，它是一串?dāng)?shù)字，區(qū)別于一般意義的文檔，從本質(zhì)來看，數(shù)字也像中文字符、英文一樣同屬于字符；從操作來看，數(shù)字查找與中文字符查找沒有本質(zhì)區(qū)別。由此，我們認(rèn)為：純循環(huán)小數(shù)可以作為查找與替換的素材。

接下來看兩者的相關(guān)性。純循環(huán)小數(shù)是七年級(jí)數(shù)學(xué)知識(shí)，查找與替換是七年級(jí)信息技術(shù)學(xué)習(xí)內(nèi)容，一般情況下，信息技術(shù)教學(xué)時(shí)，學(xué)生已經(jīng)從數(shù)學(xué)課中學(xué)過這個(gè)內(nèi)容，熟知純循環(huán)小數(shù)概念。教師利用最近發(fā)展區(qū)，將數(shù)學(xué)知識(shí)作為學(xué)習(xí)鋪墊，進(jìn)行教學(xué)。不難看出，數(shù)學(xué)課中的判別帶有人工性質(zhì)，那么讓計(jì)算機(jī)進(jìn)行判別呢？會(huì)不會(huì)有不一樣的味道？向?qū)W生展現(xiàn)相同內(nèi)容，從不同學(xué)科維度，呈現(xiàn)不一樣的學(xué)科色彩，這也是拓寬學(xué)生思路的一種嘗試。那么具體到查找，人工與機(jī)器有什么區(qū)別？再次回到純循環(huán)小數(shù)概念：從小數(shù)點(diǎn)后面第一位起就循環(huán)的小數(shù)。下面的例題關(guān)鍵在于查找循環(huán)節(jié)。絕大多數(shù)情況下，循環(huán)內(nèi)容是不確定的，屬于真實(shí)生活劣構(gòu)性問題。

例：請(qǐng)用合適的方法，驗(yàn)證下列小數(shù)是否為純循環(huán)小數(shù)。

……

2/97=0.020618556701030927835051546391752577319587628865979381443298969072164948453608247422680412371134020618556701030927835051546391752577319587628865979381443298969072164948453608247422680412371134…

……

第一級(jí)查找：查找可能的循環(huán)節(jié)。一般都是從小數(shù)點(diǎn)后第一位開始取幾個(gè)數(shù)字，如果循環(huán)節(jié)存在，那么在若干數(shù)字后面還會(huì)再次出現(xiàn)這幾個(gè)相同的數(shù)字。怎樣設(shè)置呢？這里可以取若干個(gè)數(shù)字，02061或02061855，如此等等。當(dāng)然，查找與替換把這些數(shù)字都用作字符處理。查詢之后突出顯示（如圖2）。不難發(fā)現(xiàn)，可能的循環(huán)節(jié)：02061……71134。

第二級(jí)查找：驗(yàn)證循環(huán)內(nèi)容。如何驗(yàn)證？即所有小數(shù)的數(shù)字如果完全是這個(gè)數(shù)字段覆蓋，沒有多余的其他數(shù)字，那么它才是真正的循環(huán)節(jié)。此時(shí)數(shù)學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)完全移植到信息課中，那么如何用信息技術(shù)的方式來驗(yàn)證呢？學(xué)生已經(jīng)提供了若干種思路：

①把數(shù)字段02061……71134作為查找內(nèi)容，接下來查找并突出顯示。如果所有數(shù)字都突出顯示了，那么循環(huán)節(jié)成立。

②把數(shù)字段作為查找內(nèi)容，并且用a進(jìn)行替換，如果最后全部是a，那么驗(yàn)證結(jié)果為純循環(huán)小數(shù)。

③如果用其他字符替換，還需要修改回來。我們把數(shù)字段作為查找內(nèi)容，替換內(nèi)容不變（用空白亦可），但可以用字體格式等方法進(jìn)行標(biāo)記，比如替換成紅色，如果替換后，所有數(shù)字都是紅色，那么驗(yàn)證成功。

……

回過頭來再看純循環(huán)小數(shù)的例子，如果遇到一個(gè)循環(huán)節(jié)超長的小數(shù)，我們還會(huì)用人工的方法去驗(yàn)證嗎？顯然讓機(jī)器完成比較科學(xué)。此處，對(duì)于查找與替換輸入字符是否有限定，限定數(shù)量為多少，我們沒有做進(jìn)一步探究。

同樣的方法，我們驗(yàn)證了1/29為純循環(huán)小數(shù)，1/28不是純循環(huán)小數(shù)，結(jié)合2/97也是純循環(huán)小數(shù)，此時(shí)拋出問題：“從中你得到的結(jié)論是什么？”對(duì)于這個(gè)問題的拋出，我猶豫再三，在信息課上適合總結(jié)這個(gè)數(shù)學(xué)范疇的問題嗎？現(xiàn)在看來，信息課完全可以勝任這個(gè)問題：首先，我們使用計(jì)算機(jī)工具進(jìn)行真實(shí)問題的求解驗(yàn)證；其次，我們采用了取樣的科學(xué)研究方法；然后，我們對(duì)取樣結(jié)果進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)，并做猜測(cè)和歸納；最后，我們得出自己的歸納結(jié)論：分母為質(zhì)數(shù)（2、5除外）的質(zhì)分?jǐn)?shù)所得的小數(shù)為純循環(huán)小數(shù)。那么，這個(gè)結(jié)果正確嗎？其實(shí)這是著名的費(fèi)爾馬定理。

“讓學(xué)生像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣思考！”We did it！本例中學(xué)生驗(yàn)證數(shù)學(xué)問題是真實(shí)情境，查找與替換是切合的方法論，查找結(jié)果從信息的角度還是離散的，并不能產(chǎn)生思維品質(zhì)的提高，但是從離散的例子到歸納猜想，這是抽象的特征，符合計(jì)算思維本質(zhì)，當(dāng)學(xué)生能抽象出這些例子的內(nèi)在特性時(shí)，其思維品質(zhì)又上升了一個(gè)臺(tái)階。