王勤

計(jì)算思維的概念一經(jīng)提出就引起了國(guó)內(nèi)外科學(xué)界和教育界的廣泛關(guān)注。美國(guó)從幼兒階段就開始注重計(jì)算思維的培養(yǎng)，而我國(guó)直到2010年才在上海交通大學(xué)和南方科技大學(xué)開展計(jì)算思維的課程實(shí)踐，在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域也一直沒有引起足夠的重視。在2015年之前，無論是江蘇省信息技術(shù)教材還是南京市信息技術(shù)教材，均將最具計(jì)算思維培養(yǎng)的“VB程序設(shè)計(jì)”內(nèi)容安排在初中信息技術(shù)的選修部分，而大部分初中學(xué)校卻未開設(shè)信息技術(shù)選修課。新課程實(shí)施后，兼顧理論與實(shí)踐的“VB程序設(shè)計(jì)”內(nèi)容被調(diào)整到初中八年級(jí)信息技術(shù)教材的必修部分，突破了信息技術(shù)課只教工具軟件的局限。于是，筆者嘗試在“VB程序設(shè)計(jì)”教學(xué)中，融入計(jì)算思維培養(yǎng)理念，努力探索新的教學(xué)模式，為同類學(xué)校開展“VB程序設(shè)計(jì)”教學(xué)提供一個(gè)有價(jià)值的參考方案。筆者在具體教學(xué)實(shí)踐中，主要探索運(yùn)用了“項(xiàng)目教學(xué)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、合作教學(xué)”的教學(xué)模式。

項(xiàng)目教學(xué)：生成計(jì)算思維全過程

項(xiàng)目教學(xué)是目前在高中常用的一種教學(xué)形式，筆者在觀摩幾節(jié)高中項(xiàng)目教學(xué)的公開課后，覺得它在初中“VB程序設(shè)計(jì)”教學(xué)中也可以借鑒。在假期，筆者認(rèn)真研讀了南京市教研成果叢書——《項(xiàng)目教學(xué)——高中信息技術(shù)》，對(duì)項(xiàng)目教學(xué)有了更深刻的理解和全新的認(rèn)識(shí)后，開始著手準(zhǔn)備項(xiàng)目教學(xué)方案。在日常教學(xué)實(shí)踐中，筆者發(fā)現(xiàn)初二學(xué)生的邏輯思維能力處于逐漸形成階段，如果直接給他們灌輸算法、程序代碼，會(huì)顯得生硬、枯燥、難懂，學(xué)生理解起來很吃力。于是，筆者在明確了“VB程序設(shè)計(jì)”的核心目標(biāo)和教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上，對(duì)問題進(jìn)行化簡(jiǎn)，將教材目標(biāo)設(shè)計(jì)為系列的“項(xiàng)目”內(nèi)容，再圍繞各個(gè)目標(biāo)設(shè)計(jì)出學(xué)生感興趣和具有創(chuàng)造空間的小項(xiàng)目。與直接教授知識(shí)點(diǎn)相比，該方法看似增加了解決問題的復(fù)雜度，但卻能突破難點(diǎn)，這就是計(jì)算思維中非常典型的分治法，將復(fù)雜的問題分而治之。學(xué)生在完成各項(xiàng)目的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了解決問題和知識(shí)的獲取，計(jì)算思維能力也得到了提高。在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)項(xiàng)目主題時(shí)，筆者認(rèn)為以下三點(diǎn)對(duì)項(xiàng)目學(xué)習(xí)成功與否起著決定性作用。

1.主題內(nèi)容要“貼生活”

項(xiàng)目學(xué)習(xí)的主題應(yīng)是生活中學(xué)生感興趣的、有用的。例如，筆者設(shè)計(jì)的是開發(fā)“超市收銀軟件”主題項(xiàng)目，先讓學(xué)生到超市去觀察，了解超市收銀軟件的界面和收銀過程。學(xué)生會(huì)得出不同的超市使用的收銀軟件界面和功能不一樣的結(jié)論。那么，什么樣的界面是自己喜歡又符合收銀要求的呢？筆者讓學(xué)生自己做決定，這就激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和內(nèi)在動(dòng)力。這種分析了解問題需求，由抽象的收銀需求到進(jìn)行具體的收銀軟件設(shè)計(jì)的思維過程，就是培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)科學(xué)的概念進(jìn)行問題解決的計(jì)算思維。

從簡(jiǎn)單的“收銀計(jì)算器”經(jīng)過五次升級(jí)到功能強(qiáng)大的“收銀軟件”，隨著問題復(fù)雜度的逐步提升，涉及的知識(shí)點(diǎn)不斷增加，這樣學(xué)生在掌握如何采用抽象和分解來控制龐雜的任務(wù)或進(jìn)行巨大復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法時(shí)，也就知道了解決問題的方法。這些思想方法和思維能力是一通百通的，也是如今計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中真正希望學(xué)生掌握的。

這種源于生活的項(xiàng)目學(xué)習(xí)，最終還能讓學(xué)習(xí)成果應(yīng)用于生活。超市收銀軟件設(shè)計(jì)的成功，對(duì)學(xué)生今后的生活有兩個(gè)影響：作為未來的創(chuàng)業(yè)者，他們可以設(shè)計(jì)自己公司的活動(dòng)方案；同時(shí)，作為消費(fèi)者，面對(duì)琳瑯滿目的消費(fèi)廣告，學(xué)生可以運(yùn)用自己所學(xué)的知識(shí)，幫助自己和家人做出理性的選擇。

2.主題內(nèi)容要“可創(chuàng)新”

初中生具有較強(qiáng)的自主性，愿意表達(dá)自己的觀點(diǎn)，在選擇與設(shè)計(jì)項(xiàng)目學(xué)習(xí)主題時(shí)，教師要留給學(xué)生創(chuàng)新的空間，讓他們的個(gè)性、特長(zhǎng)得以在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中發(fā)揮，增強(qiáng)自信心和自豪感。例如，學(xué)生在設(shè)計(jì)軟件界面時(shí)，要根據(jù)功能使用工具控件，這時(shí)教師介紹控件工具箱給學(xué)生，這比先講授再操作效果要好。尤其是通過屬性窗口對(duì)界面進(jìn)行“裝飾”時(shí)，學(xué)生的審美和想象力都迸發(fā)出來了。有了這樣的鋪墊，學(xué)生再學(xué)習(xí)算法和編程程序代碼時(shí)就積極多了。將具體問題抽象化后由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，學(xué)生再?gòu)母髯缘某绦驁?zhí)行效率中判斷出算法，這就在活動(dòng)中體現(xiàn)了計(jì)算思維的抽象化和自動(dòng)化。

3.主題結(jié)果要“可分享”

筆者在教學(xué)中明顯感覺到，只要有看得見的“作品”產(chǎn)生（作品不見得要“高大上”，更不必“完美無瑕”），學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力就很容易挖掘出來。超市收銀軟件設(shè)計(jì)成功后，學(xué)生們比誰的界面吸眼球，比誰的功能更實(shí)用、強(qiáng)大，面對(duì)有形的作品，學(xué)生相互之間進(jìn)行分享、交流，取長(zhǎng)補(bǔ)短，這就會(huì)有更完美的作品生成。項(xiàng)目學(xué)習(xí)成果的交流展示不僅是對(duì)學(xué)生付出和能力的肯定，也是對(duì)他們學(xué)習(xí)過程的考核。這種交流合作不僅增加了學(xué)生之間的友誼，而且使他們將這種合作意識(shí)延伸到平時(shí)的學(xué)習(xí)和生活中。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告：運(yùn)用計(jì)算思維解決問題

實(shí)驗(yàn)報(bào)告是大學(xué)實(shí)驗(yàn)課普遍采用的方式，它能夠很好地幫助學(xué)生梳理知識(shí)點(diǎn)，記載思維過程。在教學(xué)中，教師經(jīng)常發(fā)現(xiàn)這樣一種現(xiàn)象：學(xué)生認(rèn)為有了課件、學(xué)件，就不用帶書和筆了。而“VB程序設(shè)計(jì)”的核心是算法，是思維，需要筆和紙去記載。因此，教師可以把實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維解決問題的載體，通常實(shí)驗(yàn)報(bào)告由以下四個(gè)部分組成。

1.復(fù)習(xí)預(yù)習(xí)

復(fù)習(xí)：內(nèi)容是前一節(jié)課知識(shí)的歸納總結(jié)，并完成簡(jiǎn)單的書面作業(yè)，目的是幫助學(xué)生拾起上節(jié)課的思維，鞏固所學(xué)知識(shí)。

預(yù)習(xí)：本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)。

例如，在第2課時(shí)，復(fù)習(xí)如下內(nèi)容：

①賦值語句

x=2

x=x+2

程序執(zhí)行后，x的值是----------

②請(qǐng)完成下面連線：

預(yù)習(xí)內(nèi)容：round（x，n）函數(shù)的功能：將x保留n位小數(shù)，四舍五入。

round（3.1415，2）=----------

round（3.1415，3）=----------

2.新知

運(yùn)行上節(jié)課的軟件，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)新問題，這時(shí)教師引入新知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行自主探究，找出解決問題的方法并記錄（運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的概念進(jìn)行問題求解）。endprint

以第2課時(shí)為例，①假如需要購(gòu)買10件相同物品，能不能只輸入1次價(jià)格呢？請(qǐng)修改界面。增加——————控件，——————屬性值是——————； ——————控件，——————屬性值是——————；②結(jié)賬時(shí)，怎么精確到角呢？引入了round（）函數(shù)，讓學(xué)生運(yùn)行round（）函數(shù)軟件，再與自己的預(yù)習(xí)結(jié)果進(jìn)行比較；修改“結(jié)算”按鈕程序，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上記錄，并運(yùn)行。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

針對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通常的做法是：學(xué)生完成任務(wù)后，把作品上傳給教師，教師播放優(yōu)秀作品，再讓學(xué)生修改補(bǔ)充。教師批閱時(shí)并不知道學(xué)生在實(shí)踐過程中遇到的問題，一周后反饋給學(xué)生時(shí)，學(xué)生的疑惑也早已忘記。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，教師就能很直觀地看出結(jié)果正確與否，再看學(xué)生完成操作時(shí)記下的算法和程序代碼，就能掌握學(xué)情，再有針對(duì)性地設(shè)計(jì)下節(jié)課實(shí)驗(yàn)報(bào)告的復(fù)習(xí)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的應(yīng)用使學(xué)生的自學(xué)和反思有了真正的落腳點(diǎn)。

4.總結(jié)歸納

課堂總結(jié)在教學(xué)中具有非常重要的作用。學(xué)生在回顧解決問題的過程中，將遇到的問題、采用的方法等，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中記錄下來，就能將所學(xué)知識(shí)有機(jī)地連貫起來。對(duì)于比較難的知識(shí)點(diǎn)，教師還可以采用填空式總結(jié)，讓學(xué)生填寫關(guān)鍵詞和詞組，加深其印象和理解。

合作教學(xué)：突破傳統(tǒng)授課模式

“VB程序設(shè)計(jì)”課程的理論性和實(shí)踐操作性都很強(qiáng)，教師在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐時(shí)，無法顧及到全體學(xué)生，要讓學(xué)生真正掌握好“VB程序設(shè)計(jì)”，關(guān)鍵是要及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生形成解決問題的思維方法。因此，筆者采取兩位教師合作教學(xué)的授課方式應(yīng)對(duì)一位教師所不能解決的難題，并獲得了較好的教學(xué)效果。

1.合作備課——思維方式融合

不同的教師（尤其是不同年齡段的教師）在知識(shí)結(jié)構(gòu)、思維方式以及認(rèn)知風(fēng)格等方面是不同的，他們?cè)诮淌谕徽n題時(shí)，在教學(xué)內(nèi)容的處理與教學(xué)方法的選擇上會(huì)存在差異，這種思維與思維的碰撞就是計(jì)算思維的體現(xiàn)，是一種寶貴的教學(xué)資源。教師應(yīng)將這種差異有效地融合在一起，找到最貼切的教學(xué)方法，教會(huì)學(xué)生將拓展的計(jì)算思維應(yīng)用到解決問題當(dāng)中。

例如，在設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)循環(huán)語句時(shí)，一位教師采用的是教材上的例子：計(jì)算1+2+…+100的值，重在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)思維解決數(shù)學(xué)問題；而另一位教師設(shè)計(jì)的例子是：計(jì)算1到100之間偶數(shù)的和，教師商量之后設(shè)置兩個(gè)命令按鈕的學(xué)習(xí)任務(wù)讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)。所教內(nèi)容相互啟發(fā)，互有補(bǔ)充，使學(xué)生的思維得到了鍛煉和培養(yǎng)。

2.協(xié)同施教——即興思維互補(bǔ)

有人說“授課永遠(yuǎn)是一門遺憾的藝術(shù)”，每位教師都有這種切身體會(huì)，而協(xié)同授課可以彌補(bǔ)這種遺憾。每節(jié)課都對(duì)教師進(jìn)行角色劃分，授課教師負(fù)責(zé)組織教學(xué)，指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)觀察、巡視，指導(dǎo)學(xué)生用恰當(dāng)?shù)姆椒▽⒅R(shí)點(diǎn)消化。當(dāng)指導(dǎo)教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)新知有困惑時(shí)，可以提醒授課教師換一種思維方式進(jìn)行補(bǔ)充講解。例如，在講授賦值語句時(shí)，語句“x=2”，意思是將2賦給變量x，不能讀成“x等于2”。指導(dǎo)教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生似懂非懂時(shí)，就及時(shí)進(jìn)行了補(bǔ)充講解：數(shù)學(xué)上“x=x+2”是不成立的，而“x=x+2”作為VB語句是成立的。這句話的意思是“將x的值加上2后再賦給變量x”，在command1中編寫程序代碼如下：

x=2

x=x+2

Print “x=”；x

運(yùn)行后x的值是多少？

這樣解釋后，學(xué)生就會(huì)感覺茅塞頓開。

3.共同反思——促進(jìn)思維發(fā)展

每節(jié)課后，筆者都會(huì)根據(jù)教學(xué)任務(wù)的完成情況，進(jìn)行反思，把不合理的地方調(diào)整到引導(dǎo)學(xué)生解決問題的方法上，在此基礎(chǔ)上，合作教師再互換角色上課，完成第二次實(shí)踐。實(shí)踐證明，這種超越自我利益的合作教學(xué)，最大限度地挖掘出教師的潛力，產(chǎn)生了“一加一大于二”的效果。

結(jié)束語

大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，必要的編程知識(shí)已經(jīng)成為人們更好地理解新技術(shù)、新服務(wù)和新商業(yè)模式的第三只眼睛，改變著人們解決問題的方式。通過各種形式探究培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的方法，應(yīng)該是教師們共同努力的方向！endprint