林建祥logo思想与教育信息化解析.doc

LOGO思想与教育信息化 林建祥 （北京大学教育学院） 面向21世纪信息社会的教学改革是以教育信息化为特征的，包含教育观念的更新与积极应用信息技术。为了顺利实现教学改革，师生都要进行信息技术教育，培养信息素养。也就是说，这里应该有个统一的指导思想，核心的方法论。那么信息素养是什么？什么是信息化的指导思想？LOGO方法论的持续运用，导致了计算机的诞生。计算机的巨大威力，促进了现代信息概念、信息学科也即工程信息学的形成。LOGO方法论与信息科学已经广泛渗透到几乎所有学科，也渗透到心理学与教育学，首先促进教育的理念的转变，与信息教学环境的研发，并理解对于师生信息素养的重要核心价值。本文试论LOGO方法论，或LOGO信息素养，应该作为其核心的指导思想，并指出它对于教学改革有多方面巨大的基本意义。 一、LOGO思想内涵及其历史发展背景回顾。 1.1 LOGO思想的确切涵义。 LOGO思想是一种教育哲学。LOGO是希腊文，原意是事物的结构、逻辑，是静态的名词。我们这里的LOGO思想所指的是方法论——分析、综合与建构的方法论，是动态的动词。其简要意思是：“把学习、研究的对象分解为基本成份（元素），在这些成份的基础上再进行综合，成为不同层次的模型、模式（数学领域用语）或语义（语文领域用语）。从极其简单的成分可以逐步构成非常复杂的信息世界。”（大意见MIT的Minsky[1]）从基本成份可以不断综合，也就是建构概念的本意。从“分解为基本成份”与“综合成模式、模型”常交替进行。又分解，又综合，也就是结构的重组。事物的基本成份首先是对象、属性与关系。各种对象及其间的各种相互关系组成各种结构。结构又可以看成对象再组成的多层次结构。各种对象的内涵，由不同属性的不同值表示而区别。关系，结构又可以有各自属性而加以区别。还有一种重要成分叫操作。对象的整体或部分可以通过各种操作而连接生成为结构或变换原有的结构。操作、变换都可以看成对于原有结构的重组。一批操作组合成为算法，一个算法又可以看成一个操作。由这个方法论的运用而构成事物多样的逻辑、结构。 我们通过下面几个简单例子，来初步体会LOGO方法论的普遍意义。 物质是由基本粒子、电子、中子、质子、原子、分子、超分子等众多层次组成。 由超分子到蛋白质再到细胞，出现生命现象；从有遗传基因传递的生物种群的繁演，再到具有能思考的大脑与语言通信能力的高级智能生命组成的人类社会。 普通话的语音可以由分解为声母、韵母、声调等成份，再由之进行各种组合而得。 几何画板可以看作是几何图形加上能够保持图形结构的变换，再与函数对应概念诸成分组成一种先进的知识表示方式——微世界。 形象思维可以看成是对视听表象的分析与综合、转换而得的想象创新的过程。 气味的远程传递，可以通过分析出所有气味的基本成分进行编码。只要双方有基本成分的共同协议，建立产生器，就可以只传递编码，而在远程地方重组出该气味。 古代易经：太极生两仪，两仪生四象，四象生八卦，是说把宇宙对象不断分解为成份，八卦符号是其编码，而卦像是其成分。把编码与卦像再进行组合，可得万事万物。所以八卦是LOGO方法论的早期体现。 以上例子有的是呈现事物本来的逻辑，有的是反映在人脑中概念的逻辑（概念图），动态的方法论促进逻辑的拓广与创新，而又成为许多人造物设计的逻辑。为什么我们这里特别强调方法论这种动词的含义？强调方法论的动态性，也即强调分析与综合，操作算法与建构，更有利于研究事物的生成、过程、发展和动因。这导致了哲学从重视思辨到重视实际建构的进步。 1.2 从更广的历史长河背景来理解LOGO思想的重要意义 综观数学长期发展的历史，可以看到从大量实际空间知识不断追求基本成份（概念，规则）从而可以推出、生成、得到大量事实的努力的趋势。这是应用LOGO方法论的体现，是计算机史前阶段。从欧几里得公理系统，笛卡儿坐标法，命题逻辑，谓词逻辑，集合论（扩展到无穷对象的描述，因而成为现代数学知识表示的基础），这种持续追求基本成份的趋势与数学应用领域蓬勃发展并存，同时理解到成份分解愈细，愈低级，愈基本，组合起来就愈丰富，多样，生成力、表达力就愈强。又过了几十年，到达计算模型，其计算概念比集合论中的计算含义要广泛得多（相当于信息科学中的处理加工），到达了数学概念——数与算——的最基本原子成份。不久就出现功能巨大可称为万能的通用计算机。通用计算机的出现不是偶然的，是这种趋势长期坚持的结晶。 基本原子成分分解好，先进的学者就理解到它的巨大威力。确实开始了强劲的综合过程，不断综合建构成更高层次的模式。出现了冯·诺依曼模型计算机——计算机硬件，然后从机器码，汇编语言，程序库，高级语言，到现代数学软件包，已经可以把整个大学水平的数学知识重新构造出来。Mathematica，MAPLE等数学软件包出现，就是富有说服力的例子。