上海位育中學陳凱
（第2頁至第14頁為研究報告，第15頁至第61頁為附件）
摘要：本課題主要是圍繞高中資訊科技網路技術單元的具體概念的落實，研究資訊科技課程中，提公升學生科學素養的方法和策略，研究幫助學生挖掘和理解資訊科技所內涵的科學思想、科學方法和科學原理的方法和策略，研究創設有利於學生的創新實踐的整體科學精神與人文背景相關情境的方法和策略。通過本課題研究，整理出高中教材網路技術單元中概念教學存在的幾類問題，針對資訊科技學科特色，研究總結出：
懸擱及拋錨、模擬到模擬、格義與置景和模糊並設標四種落實概念理解的教學策略。
*參與此項研究並且共同寫作此報告的還有上海市第五十四中學的趙炯老師。
*位育中學的王卿老師設計了部分具體的教案。
*非常感謝市教委教研室張汶老師為本次研究提供了豐富的資源。
*非常感謝楊敬宜老師、高輝老師、馮亨中老師在各方面提供的幫助。
一、網路技術單元中所出現的概念在教學中存在的問題
和任何一門學科一樣，概念的抽象和概括是教學目標落實的基礎性任務，然而正如維根斯坦所說：「語言是道路的迷宮，人們從不同處來到同一處地點，他們所望去的出路都是不同的」，這所謂的「不同處」，難免就要聯絡到人作為社會動物所具體身處的文化環境的不同，因此即便來自不同處的人們站在了同一地點，如閱讀到同一句話、同乙個規則，他們由此在頭腦中浮現出的實踐目標也是有區別的。由於資訊科技學科的特殊性，悲觀者可能會因此認為，資訊科技課程中概念解讀中產生多義的可能性是難以避免的（比較多個版本的資訊科技教材即可發現此現象！！
這種情況在其他學科中並不明顯），而樂觀者恰恰能夠宣稱，從學科整體的科學文化環境以及當前發展狀況中，是能夠找尋出諸多線索，以詮釋的方式對概念進行理解的，即不僅僅知道「應當如此」，而且要思考「為何如此」，並在實踐中對自己給出的、或他人給出的「為何如此」的解答加以驗證。
首先闡述在資訊科技教學中，落實概念時常見的三類問題，對於三類現象所引用的名詞並非著意生造，而是為今後深入研討提供可作歸納的指稱：
1）「拱心石」現象
暢銷書《達文西密碼》中的乙個關鍵線索就是「拱心石」，那麼什麼是拱心石？相關定義是：拱心石是用在拱頂的最頂端鎖定拱頂其他部分並承受壓力的部分。
如果對建築學不熟悉，那麼這個定義對讀者的幫助著實不大：拱頂是什麼？為什麼要鎖定？
為什麼要承受壓力？如此追問下去，自然要引出拱的概念，於是又牽扯出拱腳、拱背、拱腹等更多概念，另外甚至還帶出諸如軸向壓縮、橫向推力、負載轉移等力學概念來，如此一路追究下去，概念越扯越多，範圍越撒越廣，似乎沒完沒了，但追究到什麼程度，才能一層層收網，最終弄清楚什麼是拱心石呢？
哲學家們很早就討論過所謂定義的問題，亞里斯多德認為定義能夠揭示事物的本質，但近代哲學家大多不對此認同，比如帕斯卡認為，下定義主要是做描述和指稱的工作。結合拱心石的例子，描述和指稱隨越來越多的概念一層層展開下去應到什麼程度為止呢？帕斯卡的建議是，到乙個概念能夠不言自明為止。
本文不打算深入**與此相關的哲學觀點，為了迴避深奧晦澀的哲學術語，姑且將這種概念層層展開的情況指稱為拱心石現象。拱心石現象對資訊科技教學造成的困擾如幽靈般隱蔽但影響卻很嚴重，大致的情況有：
● 在描述概念（知識和技能）時，引用到的其他概念（知識和技能）卻要等待後續課程的進一步描述。
例如在教材第一節網路基礎的第乙個板塊網路的由來和發展中：
這一階段為了在不同結構的計算機之間實現正常的通訊，制定了網路通訊的tcp/ip協議。
在其後的教學內容中，tcp/ip協議這一名詞不可避免地出現了多次，但具體介紹tcp/ip協議卻要等到第二節中。如果事先介紹tcp/ip協議，卻也要出現類似的問題，例如，當介紹ip為網際網協議的時候，就無法說明什麼是網際，什麼是網路協議。
● 在描述概念（知識和技能）時出現遞迴引用。
例如在第一節網路基礎的引言中：
計算機網路就是利用通訊裝置和線路將地理位置分散、功能獨立的多個計算機互聯起來，以功能完善的網路軟體實現網路中資源共享和資訊傳遞的系統。
不難注意到的事實是，在描述計算機網路的文字中仍然出現了網路，這也許說明「計算機網路」是乙個能夠描述，但很難定義的事物。但在教學中又如何處理這樣的情況？怎能期望學生頭腦中這些名詞都會自動擺放到正確的位置上去呢？
● 在描述概念（知識和技能）時，略作深入則涉及知識範圍超出教學要求範圍，但若不作深入，則成為一系列空洞形容詞的羅列。
如在講解tcp/ip時，教師雖然能夠引出其特性，如相容性、靈活性、可靠性，但卻無法深入講解其原因，因為那將引出一系列超出教學要求範圍的內容來，但若不深入，卻又有隔靴搔癢的感覺。
相比而言，由於可見的嚴格的推理與證明體系，在基礎教育階段，數學或物理學等學科中很少出現拱心石現象，或者即使出現拱心石現象，由於其通向不言自明的通路很短（如幾何中不多的幾條公理），因此也不會給教學帶來很大的困擾。這並不是說，資訊科技學科缺乏嚴格的推理與證明體系，但由於資訊科技是乙個綜合性和應用性很強的學科，其整個體系結構彷彿是建造乙個巨大而完整的拱，但其建造的原理和技術，對處於基礎教育階段的學生而言，顯然是超出能力範圍的。而另一方面，實際教學設計中，教師又不甘於滿足能夠讓學生叫出拱心石的名詞這樣的所謂知識，或是讓學生掌握在拱頂空缺處嵌入拱心石這樣的所謂技能，想像一下，當伯魯乃列斯基在大跨度的佛羅倫斯主教堂的拱頂頂端造出乙個空心的採光亭而不是實心的拱心石的時候，拘泥於傳統建造原理的工匠們該有多麼迷惑和茫然啊。
如何將在概念的落實中擺脫拱心石現象的困擾，應當是乙個值得深入研究的課題，
2）「藍綠悖論」現象
假設乙隻鸚鵡在2023年1月1日前是藍色的，而2023年1月1日後其羽毛忽然變成了綠色，那麼人們應當稱其為是藍鸚鵡，還是藍綠鸚鵡呢？尼爾森.古德曼所提出的著名的「藍綠悖論」很多哲學文章討論的課題，不過其中所謂的悖論是從統計學角度分析而產生的（所有的藍鸚鵡是否是藍綠色的），而在自然或人類社會的動態發展中，可產生「藍綠悖論」的案例相當常見，因此本文稱其為「藍綠悖論」現象，從語義上並不矛盾。
資訊科技作為一門學科其歷史並不久遠，而發展動態卻很大，一般認為諸如自動控制、計算機系統結構、數學可算性理論、演算法設計、軟體工程、資料庫、人工智慧、網路與通訊等多個領域屬於資訊科技的研究範疇，但回溯該學科的發展歷程，不難發現其與數學、邏輯學、物理學、生物學、心理學、哲學、語言學等諸多學科聯絡緊密，甚至在某些區域性區域相互交融難分彼此。一方面，數學、邏輯學、物理學等學科的諸多研究成果直接成為資訊科技理論的基礎；另一方面，作為一門具有很強應用性和實用性的學科，資訊科技在其自身發展程序中越來越多地與其他學科發生關聯。因為這種複雜的動態聯絡，「藍綠悖論」的產生屢見不鮮，十九世紀中期巴貝奇研究差分機時，還根本沒有出現資訊科技這樣乙個領域，二十世紀三十年代，圖林研究數字離散狀態機理論時使用的完全是數學和邏輯的方法，他的一篇現在被認為對資訊科技發展起到里程碑作用的著名**名字叫《論決定問題的可算數學》，那麼問題是，巴貝奇和圖林是數學家，還是數學與資訊科技學家？
這樣提問絕不是無理取鬧，大致的情況有：
● 在描述概念（知識和技能）時，引出非本學科的概念。
例如，當涉及雙絞線、同軸電纜、光纖的抗干擾特性時，分別涉及到交流電相位、電磁遮蔽、全內反射等知識。但僅有電磁遮蔽的原理學生在物理課中略有接觸，而其他相關知識又並不是資訊科技課的內容。這時教師就面臨類似空中樓閣的困境。
● 概念（知識和技能）源自其他學科，但為資訊科技學科所應用。
例如「拓撲」，很顯然是數學概念，資訊科技中，當涉及組網問題時，拓撲學的方法可精確且恰當地用來描述網路節點之間的複雜狀況。
3）「結繩」現象
高職院校網路技術課程實踐教學的改革
摘要 改變傳統的課程教學模式以學科知識點為主線，先理論後實驗，分章分節逐步推進來實施教學的模式，突出課程實踐操作技能，體現課程崗位職業能力，文章主要是對課程的傳統教學模式 教學方法進行了改萍，採用了理論教學和實踐教學相互聯絡 相互交叉 彼此滲透 有機結合的教學模式。在實踐教學方法上採取了在真實實踐教...
無線感測網路技術課程設計報告
遼寧工業大學 題目 加速度感測器資料採集系統 院 系 電子與資訊工程學院 專業班級 物聯網 學號學生姓名 指導教師 教師職稱 起止時間 14 06 23至14 07 11 課程設計 任務及評語 院 系 電子與資訊工程學院教研室 目錄第1章加速度資料採集系統設計方案 5 1.1 引言 5 1.2 總體...
學案導學在網路互連技術課程教學中的實踐與研究
作者 杜國標 職業 中旬 2013年第05期 摘要 本文在分析網路互連技術課程教學的特點和教學反思的基礎上，論述了在網路互連技術課程中實施學案導學的必要性和實施方法，重點討論學案設計的方法與要求 學案的操作流程 學案導學教學過程中應把握的尺度等三個方面，為其他專業開展學案導學教學提供借鑑。關鍵詞 學...