基于DIKW模型的信息技术智慧教学

    张向红 胡彬

    

    

    DIKW模型是指数据（Data）-信息（Information）-知识（Knowledge）-智慧（Wisdom）金字塔。数据是符号;当数据被赋予了具体的情境，有了具体的意义后就转换为信息;当信息通过人的大脑加工处理，经过内化、结构化、抽象化后，形成可以表述事物运动状态和状态变化规律的具有普遍适应性的信息，这种信息就轉换为知识;而智慧是通过人不断地体验、思考和感悟之后所获得的对这个世界的认识和态度。当前的教育中，学生缺乏的不是学习的时间及内容，而是获得智慧所需要的思考和思维训练的时间。因此，笔者认为，教育教学应该从这个角度出发进行设计。根据DIKW模型，教学应该通过教学内容的分析和教学过程的设计，促进学生智慧的获得。下面笔者以初中《信息的数字化》为例，探究DIKW模型在信息技术教学中的应用。

    《信息的数字化》是一节基础课，通过本节课，学生将了解到信息与二进制数字之间的转换关系。还需要明确，信息的数字化蕴含的是信息技术的核心文化，是信息从一种不可琢磨的、模糊的概念转变为可度量、有单位、有内涵和外延的科学研究对象的过程，因此，本节课是信息技术中最为重要的一节课，也是最有深度的一节课，需要通过教学设计，真正从数据、信息、知识引导到智慧的层面。

    ● 数据→信息

    学习活动：根据两个锦囊，逐一破解两条线索，完成本节课学习任务，如下表所示。

    设计说明：本阶段的目的是借助问题启发学生思考。该阶段思维训练包括观察、实践和思考。本阶段中提供了两条线索，这些数字和字母看起来似乎是没有意义的符号，它们代表的是数据。锦囊的作用是帮助学生将数据进行转换，第一条线索转换为“密码是KSEZ”，于是他们获得了解开第二个锦囊的密码。通过第二个锦囊，第二条线索被转换为“用你的座位号和姓名生成二维码”，于是学生获得了下一个任务的信息。这样，通过学生的操作，数据被转换为信息。

    ● 知识的逐步构建

    第一步知识构建：信息与符号编码的关系。在学生经历操作过程后，教师通过讲授，帮助学生认识十六进制编码、二进制编码与文字信息之间的关系，如下页图1、图2所示。

    第二步知识构建：信息与图形编码之间的关系。

    学习活动：使用二维码生成工具，用座位号及姓名生成二维码。

    引导思考：二维码是怎么存储信息的？二维码和信息的关系是什么？

    动画演示：通过动画演示帮助学生梳理进制、文字及编码之间的关系，如图3所示。

    第三步知识构建：声音、图像的数字化。利用动画演示图像和声音的取样数字化过程。

    设计说明：在第一阶段的学习活动中，学生通过操作将数据转换成有意义的信息，该活动的目的在于引导学生思考和探索其中的关系，并逐步构建起数字化的知识结构。十六进制编码通过操作转换为文字，二进制编码可以转换为十六进制，再转换为汉字，这样学生建立起二进制编码、十六进制编码和文字之间的关系。其中二进制编码是计算机的语言，十六进制便于转换为二进制，同时方便人类记忆，所以它是一种过渡语言，而文字为人的语言。这样，机器语言、过渡语言和人类语言之间就可以实现转换和编码。二维码是图形图像信息同时也是编码信息，二维码用区域和黑白色块进行编码并存储信息，实现了信息和图形图像之间的转换。而计算机中的RGB像素图像，每一个像素都包含了RGB值，分别对应了二进制代码;声音通过波形的采样，每个采样点转换为二进制代码。十六进制数、文字、二维码、图像、声音……所有的信息都最终转换为0和1组成的二进制数，即计算机语言，学生逐步构建起信息数字化的知识结构。

    ● 智慧的启迪

    重新认识我们的世界，如图4所示。

    设计说明：一而二，二而三，三而万物。本节课在学习活动和讲解中，呈现了数据到信息、信息到万物的过程，揭示信息世界的本质。通过教师的引导，学生重新了解了生活的世界不仅仅有真实的世界，还有信息的世界和计算机的世界，而数字世界的建构来自古人的哲学智慧。信息技术之所以成了一门科学，之所以有今天的发展，影响和改变了我们的整个世界，是因为有很对研究者的智慧付出，而最重要的贡献者就是香农，他为信息定义了单位比特（bit），使信息从不可琢磨变成了可以度量。比特概念的提出，让信息走向了科学，最终发展成为今天的信息科学。40分钟的课堂教学，无法将波澜壮阔的信息发展史容纳其中，却可以挖掘到智慧的层面，经过三个阶段，实现了由数据到信息、由信息到知识和技能的知识构建，最终开启智慧之门。这是本节课的设计理念和初衷，也是DIKW模型对智慧课堂设计的启示。

    ● 智慧教学的策略

    根据DIKW模型，要开展智慧教学，需要分析和思考：在信息技术教学中哪些属于数据？哪些属于信息？知识如何通过联想、图形化、结构化形成？智慧如何进行挖掘和启发？实际上，智慧的获得根本还在于实践和体验过程中的思考，让学生获得智慧可以落到具体的如何让学生思考上来，在具体操作时，可以参考如下策略。

    1.提供思考的机会

    智慧无法用语言来描述，深度的思维和感悟却可以通过形象具体的事物来诠释。在上述课例中，教师没有直接告诉学生生活中的各类信息是如何数字化的，而是通过学生“解密”的过程来进行观察、思考和探究。因此，智慧教学需要有留白，为学生提供思考的机会，在思考探索中寻找答案。

    2.设计启发性问题

    好奇心是人类天生所具有的，正是在对未知事物的不断探求中，人类才获得了知识和智慧。一个能够激发学生好奇心的提问，能够让学生产生更多的思考。提问是一门技巧，课堂是由一个个提问、困惑和疑问组成的。智慧课堂需要设计启发性问题。这些提问，有的是针对学习过程的提问，实现学习的不断深入;有的是开放性的问题，指向了信息技术学科核心内容。借助这些不断深入的问题，教学目标得以实现。这些问题既是新的学习的开始，也是对重点和难点的一种强调。

    3.开拓学习的视野和空间

    人类所有现存的知识都不是终极知识，人类对世界的认识、针对世界所构建的整个知识体系是开放性的。如果教師的教学只是局限于教材、教辅，那么学生距离智慧会越来越远。因此，教学中，无论是从硬件条件上，还是知识上，都应该给学生创造一个开放性的视野。在上述课例中，从信息的数字化编码拓展到我们生活的多元世界和二进制数的产生，给予学生广阔的思考空间。

    信息技术学科是一门开放性的学科，更是一门不断发展变化的学科。信息科学与其他学科的有效融合，从而产生出新的学科和思维模式，如生物学与信息科学融合，产生了生物信息科学，经济学与信息科学融合产生了新的金融学……同时，信息技术的发展历程中融入了许多科学家、数学家、信息学家等的智慧与贡献。因此，信息技术是融入了人类智慧与文化的一门学科，等待教师去挖掘。

    4.无处不是学习

    智慧是对万事万物的一种认识和态度，因此智慧无处不在，思考亦是如此。如果教师能够有一双敏锐的眼睛，生活学习中随时都是学习和思考的时机，当学习从课堂和书本走到了生活之中，点点滴滴都是一次思维的训练，点点滴滴都是思考的时机，点点滴滴都在向智慧靠近。

    5.有目的的思维训练

    智慧的获得必须通过思考和领悟。思考是一种内化的能力，思考的深度和广度及思考所能达到的高度都可以通过思维的训练来获得。观察、联想、归纳、分析、判断、记忆……这些都是思维训练的主要内容。教师要根据学生的认知特点，有意识、有目的、有计划地对学生的思维进行训练，尤其是联想及归纳的能力。例如，中学信息技术课程的整体框架设计，从信息的获取到信息的加工，再到使用信息技术进行恰当的信息表达，逐步地培养了学生的信息素养，促进学生将信息的获取、加工和使用自然地应用在实际的生活和学习之中，满足信息技术学科核心素养中的信息意识、数字化学习与创新等目标的培养要求。同时，在课程中从数据的认识与结构化加工处理，到使用编程来解决生活中的实际问题，进行计算机程序算法的训练。在代码工具的使用过程中，从简单命令层次到脚本处理层次，再到程序设计的层次，最终达到计算思维能力的训练。

    基于DIKW模型的智慧教学，其目的在于通过长期的训练启迪学生的智慧，使学生成为有智慧的人。对于教师而言，这或许也意味着在教学设计中投入更多的关于学习行为、规律的深度思考，而其本身也是一种获得更多教育智慧的途径。