计算机课程

# 计算机课程 来源：https://technicshistory.com/2026/06/06/computer-lessons/ > *谨以此文纪念小克莱门特·J·麦克唐纳（1940–2026）* 挚爱的丈夫、慈祥的父亲、无可比拟的同事与慷慨的导师 ``` 来自产业的一次突然推动， 来自秋季的一笔意外资助， 乘着三大基本技能失守之际， 它们闯入了我们的课堂。 它们攀进课程大纲， 越过计划、目标与宗旨， 我若想逃，它们便围拢上来—— 带着隔间、顾问和民意调查。 它们几乎用数据将我吞噬， 纸质副本永远堆积如山， 但总好过粉笔灰和油印纸[1]， 而学生们觉得这很酷。 ——摘自罗伯特·C·斯奈德《计算机课时》 [https://archive.org/details/nea-lttr-dpt-ed.-don-senese-nat-tech-conf.-best-8-mar-1982] ``` ### 主宰者还是被支配者？ 相信计算机将彻底改变教育的观念，早在微机时代之前就已生根发芽；它在20世纪60年代的美国大学校园中迅速蔓延开来。政治与技术时机都已成熟：1957年苏联发射人造卫星，以及林登·约翰逊的“伟大社会”计划，共同推动了联邦资金大规模涌入教育领域，尤其是教育研究领域。与此同时，分时技术的出现（允许多个用户同时访问一台昂贵的大型计算机）使得通过计算机同时向整班学生授课成为可能（尽管考虑到当时计算机的价格，这依然成本高昂）。 *学生通过PLATO终端学习几何课程*［摘自比尔·科普与玛丽·卡兰齐斯《电子学习简史》（2021年）］ 最早的两个分时系统——新罕布什尔州达特茅斯学院的达特茅斯分时系统（DTSS）和伊利诺伊大学的PLATO系统——都是专门为教育目的创建的，且分别获得了海军研究办公室（ONR）和国家科学基金会（NSF）的政府资助（PLATO后来也获得了NSF的资金）。我们之前已在其他语境中提到过这两个系统：DTSS是BASIC编程语言的发源地，PLATO则是一些早期微电脑游戏的灵感来源。[2] 然而，推动PLATO和DTSS的教育理念却大相径庭。PLATO源于“教学机器”的传统：这类机械或机电设备会向学生呈现一系列教学材料，只有答对当前问题才能进入下一项。教学机器的推广者（最著名的是20世纪20至30年代的西德尼·普莱西和20世纪50至60年代的B.F.斯金纳）承诺，通过自动化课程材料，将工业革命带入教育领域。但与工业产品大规模生产的同质性不同，教学机器将提供**个性化**的教学，其进度可根据每个学生的需求快慢调整，相当于为每位学生配备了一名私人教师。然而，教学机器的实际效果并未达到其雄心壮志：正如一位批评者所言，尽管它们怀有革命抱负，但本质上不过是“昂贵的翻页器”。[3] 然而，电子计算机的潜力远非普莱西和斯金纳的简单机器所能比拟。20世纪60年代初兴起的计算机辅助教学（CAI）领域，旨在利用这种灵活性，实现教学机器的承诺。PLATO（一个荒谬的回溯首字母缩略词：“自动教学操作的编程逻辑”）是CAI运动中出现的最持久、最著名的计算机系统。它最初只是一个简单的计算机化教学机器，向学生展示一系列幻灯片。但其后来的版本使用了图形终端，可以任意浏览教学材料，无需遵循预设的线性顺序，并能呈现互动式内容（例如一个模拟的、开放式的化学实验室），这些内容在纸上重现是不切实际的。 尽管PLATO功能强大得多，但其推销说辞与之前的教学机器并无二致：为每个孩子提供自动且个性化的教学，加速他们吸收传统的数学、阅读、科学等课程内容。在这个后斯普特尼克时代，与苏联的冷战竞争，以及“伟大社会”计划对失败的城市学校的担忧，融合在一起，为寻求更高效、更有效的教学方法提供了紧迫感，也证明了为本科生甚至高中生使用昂贵的计算机时间而提供巨额资助的合理性。[4] 另一方面，达特茅斯分时系统的前提是，学生将使用计算机**来学习计算机**。如前所述，DTSS是由约翰·凯梅尼和托马斯·库尔茨创造的，作为计算领域的隐喻性“开架图书馆”，他们引入了BASIC编程语言，使每个本科生都能学习计算机编程。达特茅斯数学系主任凯梅尼注意到，计算机已经对许多研究领域至关重要，并预见到在不久的将来，它们将渗透到生活的方方面面。而CAI的倡导者希望将工业革命的效率引入教学，DTSS则视计算机**本身**为一场新的工业革命，国家未来的潜在领导者（达特茅斯的本科生）需要理解这场革命，以免被技术官僚统治。凯梅尼在1966年写道： > ……所有企业，以及大多数私人生活，都将受到计算机的影响。这种影响是完全有利（本可能如此）还是极其有害，将取决于制定政策决策的人是否了解计算机能做什么、不能做什么，抑或他们盲目信任那些操作机器的人。[5] 但这种以精英为中心的计算愿景，无法为计算机更广泛地进入所有学院和学校的学生生活提供充分理由。它在20世纪70年代以一种淡化的形式重新出现，被称为“计算机素养”，这个词是由凯梅尼和库尔茨在达特茅斯的一位同事亚瑟·卢尔曼创造的。卢尔曼嘲笑CAI的支持者们推广的是类似“写作辅助教学”的东西，而学生们真正需要的是**学会写作**： > 但有一个更高的目标。如果计算机是如此强大的资源，以至于可以被编程来模拟教学过程，难道我们不应该教我们的学生掌握这一强大的智力工具吗？让学生仅仅成为计算机管理教学的对象——一种新技术的最终用户——就足够了吗？还是说，他们的教育也应该包括学会使用计算机……这些计算机在教育中的应用，能使学生成为计算领域的主宰者，而不仅仅是其被支配者。[6] ### 希望与恐惧 这就是20世纪80年代推动微电脑进入学校时所依据的智识根源。但这些根源挖得很浅，缺乏实证研究的浇灌，并且常常纠缠不清。（我们已经看到，早在1965年，旨在让未来领导者主宰计算机的DTSS，就被用来向明尼苏达州的高中生提供数学练习。）在实践中，学校采用计算机的动机更多是情感上的，而非智识上的：对技术解决社会问题的能力的令人目眩的乐观主义，与害怕落后、错过未来的恐惧交织在一起。 对美国科学落后于苏联的担忧，在斯普特尼克之后的20世纪60年代，激发了人们对教育计算的最初兴趣。到了20世纪80年代初，这种对输掉冷战的担忧，又因对日本日益增长的经济威胁的恐惧而加剧，甚至黯然失色。日本在汽车等美国传统制造业领域的渗透已经足够令人警惕，而日本公司还开始从存储芯片到计算机系统等高科技产业发起冲击。[7] 在1982年《计算机贡献法案》（又称“苹果法案”）的听证会上，一种对日本的广泛焦虑情绪显露无遗。一位证人将日本在计算机系统领域日益增长的影响力称为“新的‘斯普特尼克时刻’”。时任田纳西州众议员的阿尔·戈尔（小）在发言支持该法案时提醒听众说：“我们不断意识到需要追赶日本……我们都听过这套说辞。”对崛起中的竞争者的不安，伴随着一种潜在的怀疑，即日本人不守规矩。就在听证会几天后，有消息称联邦调查局的一次卧底行动抓获了日立和三菱的员工，他们试图购买据称是IBM的技术文件。[8] 因此，对“计算机素养”的迫切需求主导了20世纪80年代关于学校计算机使用的公共讨论。有时，这种善意地让学生为信息时代做好准备的尝试，与凯梅尼和卢尔曼的思想保持着清晰的传承关系：“有些人认为，”由程序员转行教育者的贝弗莉·亨特写道，“……所有孩子……必须在机器控制他们之前学会控制机器。根据这种观点，计算机素养是一种自卫手段。”[9] 但像戈尔这样的公众人物更常将计算机素养作为一种维持美国竞争力的职业培训计划。在他看来，它是美国青年命运起伏的支点： > ……随着我们的国家和世界进入高科技的新时代，计算机素养正成为一种必要的工具……将基本计算机素养融入我们年轻人的技能中，可能意味着要么培养出一代职业上的不适应者，要么在经济的各个技能层面实现生产力的快速增长。[10] 1982年《纽约时报》的一篇文章完美地捕捉了当时知识界围绕教育用计算机所产生的希望、恐惧和不确定性，并标志着这种情绪已溢出到公众讨论中。《时报》教育编辑爱德华·菲斯克调查了关于如何在学校使用计算机及其引入紧迫性的各种不同观点，范围从唐纳德·迈克尔的著作《毫无准备的社会》（“对计算机的无知……将使人变得像不会读、写、算一样功能性文盲”）到卡内基梅隆大学校长理查德·赛厄特（关于计算机辅助教学：“我们试了两三年，但效果不佳……使用率似乎不高”）。[11] 关于计算机究竟能为学生做什么的混乱，也反映在学校本身。由于可用计算机数量有限，每个学生能够使用计算机进行教学的时间只占很小一部分，而“计算机素养”具有清晰的情感力量：谁想让自己的孩子成为文盲呢？因此，计算机素养，而非计算机辅助教学，成为定义围绕计算机的教学目标和课程、并证明将其引入学校合理性的主流方式。 典型的计算机素养课程是一个大杂烩，包含键盘操作、计算机辅助教学、通用计算机知识、文字处理以及少量的编程。这类课程通常由科学老师教授，他们经过简短的在职培训后，便被拉入这个不熟悉的领域，同时还受到有限的计算机使用时间以及传统学科教学时间被挤占的制约。 在这堆大杂烩中，键盘操作是最广泛有用的技能，但这当然也就是打字，早在微电脑出现前一个世纪就已存在。其余的内容，无论是为日后从事与计算机相关的高地位工作（如电气工程或计算机编程）做准备，还是从事更接近中等水平的数据录入或零售工作，都既非必要也非充分条件。其首要好处可能正如乔布斯预见的那样，是**激发**少数人对计算机产生热情，但以此作为全国性投资计算机教育的政治理由是不可能的。[12] 当然，教育工作者也完全依赖于可用的软件，这些软件赋予了原本闲置的课堂计算机以功能。教育软件大致可分为三种基本类型，我将（稍显轻率地）归类为：保守型、进步型和娱乐型。 ### 保守型软件 无论学校如何围绕“计算机素养”概念构建其课程，从数量上看，学校中绝大多数软件都是保守型的，字面意义上就是为计算机辅助教学（CAI）而设计的。 保守型软件融入现有的课程体系，并强化现有的学习目标。它通常被称为“课件”，其基本假设是，计算机从根本上说是对现有课堂方法的**补充**。教科书出版商将课堂计算机视为新的收入来源，很早就进入了这个领域：麦格劳-希尔公司在1981年的年度报告中就已经制定了课件战略。但即使是由知名出版商发行，大部分软件也来自个别教师和企业家，据一位学者称，他们“在定义什么才算‘有教育意义’方面拥有巨大的自由度，而且在许多情况下，仅仅是计算机的存在，应用于标准的学习练习，就足以同时激发学生和教师的兴趣。”[13] *戴维森联合公司1983年的热门游戏/练习程序《数学冲击波！》截图* [https://www.mobygames.com/game/1899/math-blaster/screenshots/apple2/957784, via hoeksmas] 课件作者在认真投入其新媒介方面所付出的努力差异很大。他们的设计可分为三个逐步复杂的层次。金字塔的底层是大量缺乏想象力、低投入的练习程序；也就是说，极其昂贵的电子闪卡。这类程序中最成功的是1983年的《数学冲击波！》，它将数学练习打扮得像街机电子游戏。甚至还有元程序帮助教师轻松生成自己的数字闪卡。[14] 下一个复杂层次是“教程”，旨在引导学生完成一系列课程材料。但最精细的是“模拟”，旨在通过动手的体验式学习来传授概念。这些包括更明显的物理或化学实验室的数字转换，也包括像明尼苏达教育计算联盟（MECC）的《奥德尔湖》这样更具原创性的概念。 甚至还有数学模拟。其中一个名为《可见且可触摸的数学》的软件，为学生探索算术的可能性开辟了新途径。例如，它可能向学生呈现一个看起来复杂的减法问题，比如“453 – 199”。学生可以使用+和–按钮来调整数值……