張向紅 胡彬

DIKW模型是指數(shù)據(jù)（Data）-信息（Information）-知識（Knowledge）-智慧（Wisdom）金字塔。數(shù)據(jù)是符號;當(dāng)數(shù)據(jù)被賦予了具體的情境，有了具體的意義后就轉(zhuǎn)換為信息;當(dāng)信息通過人的大腦加工處理，經(jīng)過內(nèi)化、結(jié)構(gòu)化、抽象化后，形成可以表述事物運(yùn)動狀態(tài)和狀態(tài)變化規(guī)律的具有普遍適應(yīng)性的信息，這種信息就轉(zhuǎn)換為知識;而智慧是通過人不斷地體驗(yàn)、思考和感悟之后所獲得的對這個世界的認(rèn)識和態(tài)度。當(dāng)前的教育中，學(xué)生缺乏的不是學(xué)習(xí)的時間及內(nèi)容，而是獲得智慧所需要的思考和思維訓(xùn)練的時間。因此，筆者認(rèn)為，教育教學(xué)應(yīng)該從這個角度出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)DIKW模型，教學(xué)應(yīng)該通過教學(xué)內(nèi)容的分析和教學(xué)過程的設(shè)計(jì)，促進(jìn)學(xué)生智慧的獲得。下面筆者以初中《信息的數(shù)字化》為例，探究DIKW模型在信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用。

《信息的數(shù)字化》是一節(jié)基礎(chǔ)課，通過本節(jié)課，學(xué)生將了解到信息與二進(jìn)制數(shù)字之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。還需要明確，信息的數(shù)字化蘊(yùn)含的是信息技術(shù)的核心文化，是信息從一種不可琢磨的、模糊的概念轉(zhuǎn)變?yōu)榭啥攘?、有單位、有?nèi)涵和外延的科學(xué)研究對象的過程，因此，本節(jié)課是信息技術(shù)中最為重要的一節(jié)課，也是最有深度的一節(jié)課，需要通過教學(xué)設(shè)計(jì)，真正從數(shù)據(jù)、信息、知識引導(dǎo)到智慧的層面。

● 數(shù)據(jù)→信息

學(xué)習(xí)活動：根據(jù)兩個錦囊，逐一破解兩條線索，完成本節(jié)課學(xué)習(xí)任務(wù)，如下表所示。

設(shè)計(jì)說明：本階段的目的是借助問題啟發(fā)學(xué)生思考。該階段思維訓(xùn)練包括觀察、實(shí)踐和思考。本階段中提供了兩條線索，這些數(shù)字和字母看起來似乎是沒有意義的符號，它們代表的是數(shù)據(jù)。錦囊的作用是幫助學(xué)生將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，第一條線索轉(zhuǎn)換為“密碼是KSEZ”，于是他們獲得了解開第二個錦囊的密碼。通過第二個錦囊，第二條線索被轉(zhuǎn)換為“用你的座位號和姓名生成二維碼”，于是學(xué)生獲得了下一個任務(wù)的信息。這樣，通過學(xué)生的操作，數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為信息。

● 知識的逐步構(gòu)建

第一步知識構(gòu)建：信息與符號編碼的關(guān)系。在學(xué)生經(jīng)歷操作過程后，教師通過講授，幫助學(xué)生認(rèn)識十六進(jìn)制編碼、二進(jìn)制編碼與文字信息之間的關(guān)系，如下頁圖1、圖2所示。

第二步知識構(gòu)建：信息與圖形編碼之間的關(guān)系。

學(xué)習(xí)活動：使用二維碼生成工具，用座位號及姓名生成二維碼。

引導(dǎo)思考：二維碼是怎么存儲信息的？二維碼和信息的關(guān)系是什么？

動畫演示：通過動畫演示幫助學(xué)生梳理進(jìn)制、文字及編碼之間的關(guān)系，如圖3所示。

第三步知識構(gòu)建：聲音、圖像的數(shù)字化。利用動畫演示圖像和聲音的取樣數(shù)字化過程。

設(shè)計(jì)說明：在第一階段的學(xué)習(xí)活動中，學(xué)生通過操作將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成有意義的信息，該活動的目的在于引導(dǎo)學(xué)生思考和探索其中的關(guān)系，并逐步構(gòu)建起數(shù)字化的知識結(jié)構(gòu)。十六進(jìn)制編碼通過操作轉(zhuǎn)換為文字，二進(jìn)制編碼可以轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制，再轉(zhuǎn)換為漢字，這樣學(xué)生建立起二進(jìn)制編碼、十六進(jìn)制編碼和文字之間的關(guān)系。其中二進(jìn)制編碼是計(jì)算機(jī)的語言，十六進(jìn)制便于轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，同時方便人類記憶，所以它是一種過渡語言，而文字為人的語言。這樣，機(jī)器語言、過渡語言和人類語言之間就可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換和編碼。二維碼是圖形圖像信息同時也是編碼信息，二維碼用區(qū)域和黑白色塊進(jìn)行編碼并存儲信息，實(shí)現(xiàn)了信息和圖形圖像之間的轉(zhuǎn)換。而計(jì)算機(jī)中的RGB像素圖像，每一個像素都包含了RGB值，分別對應(yīng)了二進(jìn)制代碼;聲音通過波形的采樣，每個采樣點(diǎn)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制代碼。十六進(jìn)制數(shù)、文字、二維碼、圖像、聲音……所有的信息都最終轉(zhuǎn)換為0和1組成的二進(jìn)制數(shù)，即計(jì)算機(jī)語言，學(xué)生逐步構(gòu)建起信息數(shù)字化的知識結(jié)構(gòu)。

● 智慧的啟迪

重新認(rèn)識我們的世界，如圖4所示。

設(shè)計(jì)說明：一而二，二而三，三而萬物。本節(jié)課在學(xué)習(xí)活動和講解中，呈現(xiàn)了數(shù)據(jù)到信息、信息到萬物的過程，揭示信息世界的本質(zhì)。通過教師的引導(dǎo)，學(xué)生重新了解了生活的世界不僅僅有真實(shí)的世界，還有信息的世界和計(jì)算機(jī)的世界，而數(shù)字世界的建構(gòu)來自古人的哲學(xué)智慧。信息技術(shù)之所以成了一門科學(xué)，之所以有今天的發(fā)展，影響和改變了我們的整個世界，是因?yàn)橛泻軐ρ芯空叩闹腔鄹冻?，而最重要的貢獻(xiàn)者就是香農(nóng)，他為信息定義了單位比特（bit），使信息從不可琢磨變成了可以度量。比特概念的提出，讓信息走向了科學(xué)，最終發(fā)展成為今天的信息科學(xué)。40分鐘的課堂教學(xué)，無法將波瀾壯闊的信息發(fā)展史容納其中，卻可以挖掘到智慧的層面，經(jīng)過三個階段，實(shí)現(xiàn)了由數(shù)據(jù)到信息、由信息到知識和技能的知識構(gòu)建，最終開啟智慧之門。這是本節(jié)課的設(shè)計(jì)理念和初衷，也是DIKW模型對智慧課堂設(shè)計(jì)的啟示。

● 智慧教學(xué)的策略

根據(jù)DIKW模型，要開展智慧教學(xué)，需要分析和思考：在信息技術(shù)教學(xué)中哪些屬于數(shù)據(jù)？哪些屬于信息？知識如何通過聯(lián)想、圖形化、結(jié)構(gòu)化形成？智慧如何進(jìn)行挖掘和啟發(fā)？實(shí)際上，智慧的獲得根本還在于實(shí)踐和體驗(yàn)過程中的思考，讓學(xué)生獲得智慧可以落到具體的如何讓學(xué)生思考上來，在具體操作時，可以參考如下策略。

1.提供思考的機(jī)會

智慧無法用語言來描述，深度的思維和感悟卻可以通過形象具體的事物來詮釋。在上述課例中，教師沒有直接告訴學(xué)生生活中的各類信息是如何數(shù)字化的，而是通過學(xué)生“解密”的過程來進(jìn)行觀察、思考和探究。因此，智慧教學(xué)需要有留白，為學(xué)生提供思考的機(jī)會，在思考探索中尋找答案。

2.設(shè)計(jì)啟發(fā)性問題

好奇心是人類天生所具有的，正是在對未知事物的不斷探求中，人類才獲得了知識和智慧。一個能夠激發(fā)學(xué)生好奇心的提問，能夠讓學(xué)生產(chǎn)生更多的思考。提問是一門技巧，課堂是由一個個提問、困惑和疑問組成的。智慧課堂需要設(shè)計(jì)啟發(fā)性問題。這些提問，有的是針對學(xué)習(xí)過程的提問，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的不斷深入;有的是開放性的問題，指向了信息技術(shù)學(xué)科核心內(nèi)容。借助這些不斷深入的問題，教學(xué)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。這些問題既是新的學(xué)習(xí)的開始，也是對重點(diǎn)和難點(diǎn)的一種強(qiáng)調(diào)。

3.開拓學(xué)習(xí)的視野和空間

人類所有現(xiàn)存的知識都不是終極知識，人類對世界的認(rèn)識、針對世界所構(gòu)建的整個知識體系是開放性的。如果教師的教學(xué)只是局限于教材、教輔，那么學(xué)生距離智慧會越來越遠(yuǎn)。因此，教學(xué)中，無論是從硬件條件上，還是知識上，都應(yīng)該給學(xué)生創(chuàng)造一個開放性的視野。在上述課例中，從信息的數(shù)字化編碼拓展到我們生活的多元世界和二進(jìn)制數(shù)的產(chǎn)生，給予學(xué)生廣闊的思考空間。

信息技術(shù)學(xué)科是一門開放性的學(xué)科，更是一門不斷發(fā)展變化的學(xué)科。信息科學(xué)與其他學(xué)科的有效融合，從而產(chǎn)生出新的學(xué)科和思維模式，如生物學(xué)與信息科學(xué)融合，產(chǎn)生了生物信息科學(xué)，經(jīng)濟(jì)學(xué)與信息科學(xué)融合產(chǎn)生了新的金融學(xué)……同時，信息技術(shù)的發(fā)展歷程中融入了許多科學(xué)家、數(shù)學(xué)家、信息學(xué)家等的智慧與貢獻(xiàn)。因此，信息技術(shù)是融入了人類智慧與文化的一門學(xué)科，等待教師去挖掘。

4.無處不是學(xué)習(xí)

智慧是對萬事萬物的一種認(rèn)識和態(tài)度，因此智慧無處不在，思考亦是如此。如果教師能夠有一雙敏銳的眼睛，生活學(xué)習(xí)中隨時都是學(xué)習(xí)和思考的時機(jī)，當(dāng)學(xué)習(xí)從課堂和書本走到了生活之中，點(diǎn)點(diǎn)滴滴都是一次思維的訓(xùn)練，點(diǎn)點(diǎn)滴滴都是思考的時機(jī)，點(diǎn)點(diǎn)滴滴都在向智慧靠近。

5.有目的的思維訓(xùn)練

智慧的獲得必須通過思考和領(lǐng)悟。思考是一種內(nèi)化的能力，思考的深度和廣度及思考所能達(dá)到的高度都可以通過思維的訓(xùn)練來獲得。觀察、聯(lián)想、歸納、分析、判斷、記憶……這些都是思維訓(xùn)練的主要內(nèi)容。教師要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，有意識、有目的、有計(jì)劃地對學(xué)生的思維進(jìn)行訓(xùn)練，尤其是聯(lián)想及歸納的能力。例如，中學(xué)信息技術(shù)課程的整體框架設(shè)計(jì)，從信息的獲取到信息的加工，再到使用信息技術(shù)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)男畔⒈磉_(dá)，逐步地培養(yǎng)了學(xué)生的信息素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生將信息的獲取、加工和使用自然地應(yīng)用在實(shí)際的生活和學(xué)習(xí)之中，滿足信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)中的信息意識、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新等目標(biāo)的培養(yǎng)要求。同時，在課程中從數(shù)據(jù)的認(rèn)識與結(jié)構(gòu)化加工處理，到使用編程來解決生活中的實(shí)際問題，進(jìn)行計(jì)算機(jī)程序算法的訓(xùn)練。在代碼工具的使用過程中，從簡單命令層次到腳本處理層次，再到程序設(shè)計(jì)的層次，最終達(dá)到計(jì)算思維能力的訓(xùn)練。

基于DIKW模型的智慧教學(xué)，其目的在于通過長期的訓(xùn)練啟迪學(xué)生的智慧，使學(xué)生成為有智慧的人。對于教師而言，這或許也意味著在教學(xué)設(shè)計(jì)中投入更多的關(guān)于學(xué)習(xí)行為、規(guī)律的深度思考，而其本身也是一種獲得更多教育智慧的途徑。