信息技術(shù)學(xué)科國(guó)家級(jí)研修

用信息技術(shù)解決問(wèn)題

——國(guó)家級(jí)研修專(zhuān)題之七張劍平zjp@2023/1/121用信息技術(shù)解決問(wèn)題

主要內(nèi)容善于以生活中的實(shí)際問(wèn)題作為教學(xué)實(shí)例《網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用》中的IP電話；《多媒體技術(shù)應(yīng)用》中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；《人工智能初步》中的人機(jī)博弈《標(biāo)準(zhǔn)》與《大綱（綱要）》的區(qū)別從生活中發(fā)掘教育價(jià)值從“問(wèn)題解決”的視角看信息技術(shù)課程問(wèn)題分類(lèi)：……結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化問(wèn)題問(wèn)題解決的策略算法啟發(fā)式問(wèn)題解決的基本過(guò)程用IT解決問(wèn)題的過(guò)程人工智能（AI)與問(wèn)題解決

2023/1/122善于以生活中的實(shí)際問(wèn)題

作為教學(xué)實(shí)例要結(jié)合高中學(xué)生的生活和學(xué)習(xí)來(lái)設(shè)計(jì)問(wèn)題，讓學(xué)生在活動(dòng)過(guò)程中掌握應(yīng)用信息技術(shù)解決問(wèn)題的思想和方法。

——開(kāi)展IT課程的教與學(xué)活動(dòng)的理念之一2023/1/123教學(xué)內(nèi)容要與學(xué)生的生活、學(xué)習(xí)緊密聯(lián)系以學(xué)生熟悉的實(shí)際問(wèn)題作為課程教學(xué)的例子，對(duì)于引起學(xué)生的興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)新知識(shí)的積極性有著積極的作用例如：《網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用》中的IP電話；《多媒體技術(shù)應(yīng)用》中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；《人工智能初步》中的符號(hào)運(yùn)算；…………2023/1/124例：《網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用》中的IP電話內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn):(二)(3)能列舉并解釋網(wǎng)絡(luò)通信中常用的信息交換技術(shù)及其用途。例:

IP電話采用的是分組交換技術(shù)，傳統(tǒng)電話采用的是電路交換技術(shù)。

2023/1/125例：《網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用》中的IP電話傳統(tǒng)電話采用的是電路交換技術(shù)2023/1/126例：《網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用》中的IP電話IP電話采用的是分組交換技術(shù)2023/1/127例：《多媒體技術(shù)應(yīng)用》

中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn):(三)(5)能使用一種常用的工具制作簡(jiǎn)單的虛擬現(xiàn)實(shí)作品，并能描述其基本特點(diǎn)。例

使用全景環(huán)視工具制作一個(gè)簡(jiǎn)單的作品。2023/1/128虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之一：VRML技術(shù)VirtualRealityModelingLanguage：一個(gè)描述三維造型與交互環(huán)境的文本語(yǔ)言例：魔方

2023/1/129虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之一：全景環(huán)視技術(shù)也稱(chēng)360°全景環(huán)視技術(shù)，或基于圖像處理的全景攝影技術(shù)。別克車(chē)模特2023/1/1210全景環(huán)視圖片片制作工具PixMaker2022/12/3111例：《人工智智能初步》中中的符號(hào)運(yùn)算算2022/12/3112Mathematica網(wǎng)站2022/12/3113在線執(zhí)行符號(hào)號(hào)運(yùn)算webMathematica2022/12/3114《標(biāo)準(zhǔn)》與《《大綱（綱要要）》的區(qū)別別課標(biāo)是對(duì)學(xué)生生在經(jīng)過(guò)某一一學(xué)段之后的的學(xué)習(xí)結(jié)果的的行為描述，，而不是教學(xué)學(xué)內(nèi)容的具體體規(guī)定。是國(guó)家制定的的某一學(xué)段的的共同的、統(tǒng)統(tǒng)一的基本要求（下下線），而不是最高要求（上上線）。教師不是教科科書(shū)的執(zhí)行者者，而是教學(xué)學(xué)方案（課程程）的開(kāi)發(fā)者者，即教師是是“用教科書(shū)書(shū)教，而不是是教教科書(shū)””。浙江省2004年度哲學(xué)學(xué)社會(huì)科學(xué)項(xiàng)項(xiàng)目《新課標(biāo)標(biāo)與語(yǔ)文教學(xué)學(xué)內(nèi)容選擇》》引發(fā)的聯(lián)想想2022/12/3115課程標(biāo)準(zhǔn)與教學(xué)大綱的結(jié)構(gòu)比較課程標(biāo)準(zhǔn)

教學(xué)大綱

前言課程性質(zhì)課程基本理念標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)思路課程目標(biāo)知識(shí)與技能教學(xué)目的過(guò)程與方法情感態(tài)度與價(jià)值觀內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)領(lǐng)域、目標(biāo)及行為目標(biāo)教學(xué)內(nèi)容及要求實(shí)施建議教學(xué)建議教學(xué)建議：1、課時(shí)安排2、教學(xué)中應(yīng)注意的問(wèn)題3、考核與評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)建議教材編寫(xiě)建議課程資源開(kāi)發(fā)與利用建議附錄術(shù)語(yǔ)解釋案例2022/12/3116從生活中發(fā)掘掘教育價(jià)值《信息技術(shù)基基礎(chǔ)》強(qiáng)調(diào)““人人學(xué)有價(jià)價(jià)值”價(jià)值：文化教教育的價(jià)值充分體現(xiàn)技術(shù)術(shù)過(guò)程與文化化過(guò)程的統(tǒng)一一。2022/12/3117《信息技術(shù)基基礎(chǔ)》內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)條目目能夠根據(jù)實(shí)際際需求選擇恰恰當(dāng)?shù)姆绞剑?，利用因特網(wǎng)網(wǎng)獲取所需信信息、實(shí)現(xiàn)信信息交流；體體驗(yàn)因特網(wǎng)在在跨時(shí)空、跨跨文化交流中中的優(yōu)勢(shì)，分分析其局限性性。例子因特特網(wǎng)上的一幅幅著名漫畫(huà)是是：“在因特特網(wǎng)上沒(méi)有人人知道你是一一條狗”。試試?yán)斫膺@句話話的寓意，分分析因特網(wǎng)對(duì)對(duì)人際交流產(chǎn)產(chǎn)生的沖擊。。2022/12/3118思考：除了課程標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)中給出的各各種實(shí)例“問(wèn)問(wèn)題”以外，，你認(rèn)為還有哪些“問(wèn)問(wèn)題”可以用用作高中信息息技術(shù)課程的的教學(xué)？（既符合課標(biāo)標(biāo)的要求，又又易于被學(xué)生生理解，并能能激發(fā)學(xué)生的的學(xué)習(xí)興趣））2022/12/3119從“問(wèn)題解解決”的視角角看看信信息技術(shù)課程程……發(fā)表觀觀點(diǎn)、交流思思想、開(kāi)展合合作并解決學(xué)學(xué)習(xí)和生活中中實(shí)際問(wèn)題的的能力；………——《高中IT課標(biāo)》三、課課程目標(biāo)7.2022/12/3120高中IT課程與“問(wèn)題題解決”當(dāng)一個(gè)人接受受一項(xiàng)任務(wù)，，但又不知道道如何去完成成它時(shí)，他面面臨的就是一一個(gè)問(wèn)題。——美國(guó)心理理學(xué)家和計(jì)算算機(jī)專(zhuān)家西蒙蒙（Sinmon,1978）問(wèn)題解決就是所面對(duì)的的問(wèn)題得到解解決的認(rèn)知活活動(dòng)過(guò)程。。意義與作用為了尋求用信信息技術(shù)求解解問(wèn)題的有效效策略，人們們從不同角度度對(duì)問(wèn)題的類(lèi)型進(jìn)行劃分與研研究。2022/12/3121問(wèn)題分類(lèi)：結(jié)結(jié)構(gòu)化與非結(jié)結(jié)構(gòu)化問(wèn)題從問(wèn)題解決方方法或過(guò)程的的結(jié)構(gòu)化程度度看（《課標(biāo)》P20）結(jié)構(gòu)化（structured））問(wèn)題能夠通過(guò)形式式化（或稱(chēng)公公式化）方法法描述和求解解的問(wèn)題也稱(chēng)：定義完完善的問(wèn)題、、良構(gòu)問(wèn)題《算法與程序序設(shè)計(jì)》課程程要解決的問(wèn)問(wèn)題非結(jié)構(gòu)化（unstructured）問(wèn)題難以用確定的的形式來(lái)描述述，主要根據(jù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)求解也稱(chēng)：定義不不完善的問(wèn)題題、劣構(gòu)問(wèn)題題《人工智能初初步》課程要要解決的問(wèn)題題半結(jié)構(gòu)化（semi-structured））問(wèn)題2022/12/3122問(wèn)題題解解決決的策略略之一一：：算算法法算法法是是保保證證解解決決某某一一特特定定問(wèn)問(wèn)題題的的一一種種方方法法或或程程序序，，是是一一種種規(guī)規(guī)則則系系統(tǒng)統(tǒng)。。中小小學(xué)學(xué)數(shù)數(shù)、、理理、、化化各各科科教教學(xué)學(xué)中中面面臨臨的的大大多多數(shù)數(shù)問(wèn)問(wèn)題題都都是是定定義義完完善善問(wèn)問(wèn)題題（（或或結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)化化問(wèn)問(wèn)題題、、常常規(guī)規(guī)性性問(wèn)問(wèn)題題）），，它它們們大大都都可可以以通通過(guò)過(guò)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的的分分析析，，根根據(jù)據(jù)現(xiàn)現(xiàn)成成的的算算法法編編程程來(lái)來(lái)解解決決。?！八闼惴ǚㄅc與程程序序設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)””是是為為了了培培養(yǎng)養(yǎng)學(xué)學(xué)生生運(yùn)運(yùn)用用算算法法分分析析和和高高級(jí)級(jí)語(yǔ)語(yǔ)言言設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)程程序序來(lái)來(lái)解解決決問(wèn)問(wèn)題題的的能能力力。。例如如，，《算法法與與程程序序設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)》》內(nèi)容容標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)：：結(jié)合合實(shí)實(shí)例例，，經(jīng)經(jīng)歷歷分分析析問(wèn)問(wèn)題題、、確確定定算算法法、、編編程程求求解解等等用用計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)解解決決問(wèn)問(wèn)題題的的基基本本過(guò)過(guò)程程，，認(rèn)認(rèn)識(shí)識(shí)算算法法和和程程序序設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)在在其其中中的的地地位位和和作作用用。2022/12/3123問(wèn)題解決決的策略之二二：?jiǎn)l(fā)發(fā)式啟發(fā)式是是一種通通用的、、適應(yīng)面面較廣的的問(wèn)題解解決策略略，較多多地用于于非結(jié)構(gòu)構(gòu)化問(wèn)題題的求解解。問(wèn)題的解解決過(guò)程程實(shí)質(zhì)上上就是對(duì)對(duì)問(wèn)題空空間（即即搜索空空間）的的搜索過(guò)過(guò)程。對(duì)于非結(jié)結(jié)構(gòu)化問(wèn)問(wèn)題來(lái)說(shuō)說(shuō)，需要要采用非非傳統(tǒng)的的、直覺(jué)覺(jué)的、推推測(cè)性的的啟發(fā)性性策略進(jìn)進(jìn)行求解解?！叭斯ぶ侵悄堋敝髦饕嗯囵B(yǎng)學(xué)生生運(yùn)用啟啟發(fā)式策策略來(lái)解解決問(wèn)題題的初步步能力。。例如，《《人工智智能初步步》內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)：通過(guò)簡(jiǎn)單單博弈問(wèn)問(wèn)題的分分析，了了解用盲盲目搜索索技術(shù)進(jìn)進(jìn)行狀態(tài)態(tài)空間搜搜索的基基本過(guò)程程，知道道啟發(fā)式式搜索的的基本思思想及其其優(yōu)點(diǎn)。。2022/12/3124問(wèn)題解決決策略的相對(duì)性性就問(wèn)題的的解決策策略而言言，主要要包括算算法、啟啟發(fā)式求求解策略略兩大類(lèi)類(lèi)。問(wèn)題解決決的具體體策略多多種多樣樣，求解解策略的的選擇也也是相對(duì)對(duì)的。以《網(wǎng)絡(luò)絡(luò)應(yīng)用技技術(shù)》中中的網(wǎng)站站設(shè)計(jì)為為例網(wǎng)頁(yè)制作作工具的的使用———結(jié)構(gòu)構(gòu)化網(wǎng)站設(shè)計(jì)計(jì)——非非結(jié)構(gòu)化化2022/12/3125從問(wèn)題解解決看課課程模塊塊模塊所學(xué)工具（促進(jìn)問(wèn)題解決、促進(jìn)認(rèn)知）所解決問(wèn)題的主要類(lèi)型信息技術(shù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化算法與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言結(jié)構(gòu)化多媒體技術(shù)應(yīng)用多媒體工具結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)頁(yè)工具結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化人工智能初步語(yǔ)言、外殼非結(jié)構(gòu)化2022/12/3126從“問(wèn)題題求解””看計(jì)算算機(jī)程序序求解結(jié)構(gòu)構(gòu)化問(wèn)題題的傳統(tǒng)統(tǒng)程序程序＝算算法＋數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)例：排序序程序求解非結(jié)結(jié)構(gòu)化、、半結(jié)構(gòu)構(gòu)化問(wèn)題題的程序序（人工智智能）程程序＝知知識(shí)＋推推理例：專(zhuān)家系統(tǒng)統(tǒng)程序（d:疾病診斷斷）——《課課標(biāo)解讀讀》P872022/12/3127討論有許多信信息技術(shù)術(shù)工具可可以用來(lái)來(lái)支持各種類(lèi)型型問(wèn)題的的解決過(guò)程程或促進(jìn)認(rèn)知知，這些工工具包括括文字處處理軟件件、多媒媒體工具具、電子子表格、、數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)、編程程工具等等等。試討論論：根根據(jù)你你所在在學(xué)校校硬、、軟件件條件件及學(xué)學(xué)生的的實(shí)際際狀況況，應(yīng)應(yīng)該采采用何何種適適當(dāng)?shù)牡姆绞绞介_(kāi)展展上述述工具具軟件件的教教學(xué)，，為什什么？？2022/12/3128問(wèn)題解解決的基本過(guò)過(guò)程能熟練練運(yùn)用用信息息技術(shù)術(shù)，通通過(guò)有有計(jì)劃劃的、、合理理的信信息加加工進(jìn)進(jìn)行創(chuàng)創(chuàng)造性性探索索或解決實(shí)實(shí)際問(wèn)問(wèn)題，如輔輔助其其他學(xué)學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)、、完成成信息息作品品等。?！?、課課程目標(biāo)（（二）過(guò)過(guò)程與方法法7.2022/12/3129問(wèn)題解決的的一般模式式——《解讀讀》P304表征（representing））將問(wèn)問(wèn)題題轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換為為問(wèn)問(wèn)題題解解決決者者內(nèi)內(nèi)部部的的心心理理表表征征例：：和和尚尚爬爬山山問(wèn)問(wèn)題題策劃劃（（planning)給出出解解決決方方案案執(zhí)行行(executing)完成成各各種種操操作作或或運(yùn)運(yùn)算算任任務(wù)務(wù)控制制（（controlling)涉及及對(duì)對(duì)相相關(guān)關(guān)過(guò)過(guò)程程監(jiān)監(jiān)控控和和調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)的的元元認(rèn)認(rèn)知知過(guò)過(guò)程程說(shuō)明明：：學(xué)校校教教學(xué)學(xué)主主要要側(cè)側(cè)重重于于執(zhí)執(zhí)行行（（訓(xùn)訓(xùn)練練基基本本技技能能））學(xué)生生的的困困難難則則在在于于其其余余三三個(gè)個(gè)方方面面2022/12/3130用信信息息技技術(shù)術(shù)問(wèn)問(wèn)題題解解決決的的基基本本過(guò)過(guò)程程———《《解解讀讀》》P304發(fā)現(xiàn)或歸納需需要利用信息息和IT解決的問(wèn)題，，分析確定信信息需求。確定所需信息息的類(lèi)型和來(lái)來(lái)源，評(píng)價(jià)信信息的真實(shí)性性、準(zhǔn)確性和和相關(guān)性。選擇合適的信信息技術(shù)進(jìn)行行有效的信息息采集、存儲(chǔ)儲(chǔ)和管理。采用適當(dāng)?shù)墓すぞ吆头绞匠食尸F(xiàn)信息、發(fā)發(fā)表觀點(diǎn)、交交流思想、開(kāi)開(kāi)展合作。運(yùn)用信息技術(shù)術(shù)，通過(guò)有計(jì)計(jì)劃的、合理理的信息加工工進(jìn)行創(chuàng)造性性探索或解決決實(shí)際問(wèn)題，，如輔助其他他學(xué)科學(xué)習(xí)、、完成信息作作品等。對(duì)自己和他人人的信息活動(dòng)動(dòng)過(guò)程和結(jié)果果進(jìn)行評(píng)價(jià)，，能歸納利用用信息技術(shù)解解決問(wèn)題的基基本思想方法法。2022/12/3131問(wèn)題解決類(lèi)型型的比較結(jié)構(gòu)化問(wèn)題非結(jié)構(gòu)化問(wèn)題特征

解決策略通常是可預(yù)測(cè)的收斂的（一個(gè)正確答案）所有的初始信息通常是問(wèn)題狀態(tài)的一部分解決途徑是沒(méi)有明確定義的或可預(yù)測(cè)的。有多種觀點(diǎn)、目標(biāo)、和解決途徑。

沒(méi)有單獨(dú)明確的、意見(jiàn)一致的結(jié)論，也有可能沒(méi)有一個(gè)完全令人滿意的解決辦法。經(jīng)常要收集需要的信息。教學(xué)應(yīng)用

取決于陳述性知識(shí)，但對(duì)知識(shí)