朱坤

老子在《道德經(jīng)》中有云：“天地之間，其猶橐籥乎？虛而不屈，動(dòng)而愈出?！笔澜缡遣粩喟l(fā)展的，萬(wàn)物是不斷變化的，信息技術(shù)課程也是如此，只是它變化得更快而已。面對(duì)變化的課程，我們往往會(huì)疲憊，所以要不斷地“充值”，才能夠自如地在變革的大潮中乘風(fēng)破浪。

隨著《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱課標(biāo)）的頒布，以及高中信息技術(shù)新教材的使用，高中信息技術(shù)學(xué)科新一輪課程改革的內(nèi)容已經(jīng)明確。相比2003版的課標(biāo)和教材，2017版變化顯著。變化一：必修模塊一“數(shù)據(jù)與計(jì)算”中將算法與程序?qū)崿F(xiàn)作為重點(diǎn)，其內(nèi)容的廣度和深度都遠(yuǎn)高于上一輪的課標(biāo)要求;變化二：新一輪教材所采用的編程語(yǔ)言為Python，這是大部分教師沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)的純代碼編程語(yǔ)言。算法和Python語(yǔ)言涉及的知識(shí)非常廣泛，教師應(yīng)該學(xué)習(xí)哪些內(nèi)容？達(dá)到什么程度？如何學(xué)習(xí)？這些都是信息技術(shù)教師面對(duì)的主要問(wèn)題。筆者從2017年開始學(xué)習(xí)Python編程語(yǔ)言，同時(shí)開始教學(xué)嘗試，經(jīng)過(guò)實(shí)踐，認(rèn)為信息技術(shù)教師可以從以下幾方面做好知識(shí)儲(chǔ)備。

● 研讀課程標(biāo)準(zhǔn)，儲(chǔ)備學(xué)科學(xué)習(xí)方向性的知識(shí)

課標(biāo)從內(nèi)容要求、教學(xué)提示和學(xué)業(yè)要求等方面，對(duì)算法與程序?qū)崿F(xiàn)提出了要求和建議。我們可以從中提煉出本學(xué)科學(xué)習(xí)的方向，明確學(xué)習(xí)的知識(shí)框架。例如，從內(nèi)容要求中的“掌握一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的基本知識(shí)，使用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單算法”這句話，我們可以提煉出“程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的基本知識(shí)有哪些呢？在Python中對(duì)應(yīng)的內(nèi)容是什么？”“簡(jiǎn)單算法包括哪些內(nèi)容？如何用Python實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的算法？”等學(xué)習(xí)方向。再如，從教學(xué)提示中的“通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)枚舉法中的‘百錢買百雞等經(jīng)典案例，體驗(yàn)程序設(shè)計(jì)的基本過(guò)程，學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的基本方法”這句話，我們可以提煉出“其他的枚舉算法經(jīng)典案例是什么？用Python如何實(shí)現(xiàn)呢？”“枚舉算法之外的簡(jiǎn)單算法和經(jīng)典案例是什么？用Python如何實(shí)現(xiàn)？”“程序設(shè)計(jì)的基本過(guò)程和基本方法是什么？”等學(xué)習(xí)方向。

通過(guò)這樣細(xì)致地研讀課標(biāo)，提煉出具體的問(wèn)題，便可以明確應(yīng)該儲(chǔ)備知識(shí)的框架，然后按照這個(gè)框架，明確學(xué)習(xí)的方向性知識(shí)。在新版教材研讀中，教師可以此為依據(jù)，有針對(duì)性地在教材中尋找答案，以便更好地分析教材、使用教材。

● 熟讀教材，儲(chǔ)備勝任學(xué)科基礎(chǔ)教學(xué)的知識(shí)

對(duì)課標(biāo)的研讀只能明確學(xué)習(xí)的框架和方向，而教材是對(duì)課標(biāo)較為精準(zhǔn)的解讀和具體化呈現(xiàn)，因此熟讀教材梳理知識(shí)點(diǎn)，能夠明確具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

不同出版社的教材有不同的風(fēng)格和定位，在具體的內(nèi)容組織上會(huì)有所差異。例如，某版教材將知識(shí)全部融入到項(xiàng)目中，在做中學(xué);另一版本教材先提出項(xiàng)目，再介紹知識(shí)，最后利用知識(shí)完成項(xiàng)目。某版教材涉及turtle、time、math、sinomaps、jieba等5個(gè)模塊;另一版本教材涉及math、random和Image等3個(gè)模塊……教師可將多個(gè)版本的教材利用思維導(dǎo)圖梳理知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)行對(duì)比綜合，形成知識(shí)脈絡(luò)圖，進(jìn)而進(jìn)行針對(duì)性學(xué)習(xí)，增加教學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備。

學(xué)習(xí)Python時(shí)需著重關(guān)注in操作符、列表和字典等序列類型及模塊的應(yīng)用，這是Python區(qū)別于其他編程語(yǔ)言的主要內(nèi)容。例如，圖1所示是使用in操作符和列表判斷生字的小程序，“ok_word”是一個(gè)存放學(xué)過(guò)的字的列表，“if i in ok_word”表示如果“ok_word”列表中存在“i”。這種用法非常簡(jiǎn)潔地實(shí)現(xiàn)了在c++等其他編程語(yǔ)言中需要使用循環(huán)遍歷才能實(shí)現(xiàn)的功能。

● 挖掘教材，儲(chǔ)備適應(yīng)學(xué)生個(gè)性化需求的知識(shí)

課標(biāo)提倡項(xiàng)目學(xué)習(xí)，教材中的范例都是基于生活情境的小項(xiàng)目，這些小項(xiàng)目一般具有一定的挖掘空間。例如，筆者看到某版教材中的范例“最強(qiáng)大腦”游戲時(shí)，第一反應(yīng)是應(yīng)該增加“如果輸入超時(shí)便結(jié)束游戲”的功能。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，筆者多方查找資料，最終找到了解決問(wèn)題的方法。在查找資料的過(guò)程中，筆者知道了shell和命令行下運(yùn)行Python代碼可能得到不同的結(jié)果，知道了還有sys、msvcrt等模塊可能會(huì)在教學(xué)中用到，知道了print（）命令flush參數(shù)的作用等Python知識(shí)。這些知識(shí)是教材沒(méi)有直接體現(xiàn)的，如果不進(jìn)行教材范例的挖掘是無(wú)法發(fā)現(xiàn)的。

雖然挖掘教材范例需要的知識(shí)不是教學(xué)必備的，但卻可以在解決學(xué)生層次差異、引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、預(yù)防課堂“尷尬”等方面發(fā)揮一定的作用。這部分的知識(shí)儲(chǔ)備有一定的不確定性和難度，需要教師在準(zhǔn)備教學(xué)時(shí)充分考慮，提前準(zhǔn)備，也需要關(guān)注學(xué)生課堂上提出的問(wèn)題，不斷積累，以滿足學(xué)生的個(gè)性化需求。

● 拓展教材，儲(chǔ)備提升學(xué)科魅力的知識(shí)

教學(xué)的重要目標(biāo)之一是在學(xué)生心中種下一粒種子，使其慢慢發(fā)芽、生根、長(zhǎng)大、開花、結(jié)果。這粒種子需要使用一些“魅力”知識(shí)來(lái)播種，而“魅力”知識(shí)僅從教材中獲得是不夠的，需要教師進(jìn)行拓展。

例如，圖2和圖3是求解非線性方程組和繪制3D等高線的代碼及運(yùn)行結(jié)果圖。兩個(gè)例子分別涉及數(shù)學(xué)學(xué)科和地理學(xué)科知識(shí)，短短的十幾行代碼就能夠解決較為復(fù)雜的學(xué)科問(wèn)題，對(duì)學(xué)生的觸動(dòng)是可想而知的。如果教師能夠“輕而易舉”地給學(xué)生呈現(xiàn)這樣的跨學(xué)科應(yīng)用范例，那粒種子一定會(huì)深深植入學(xué)生心田。

這方面的知識(shí)儲(chǔ)備需要在具備前面的知識(shí)儲(chǔ)備后，在充分利用網(wǎng)絡(luò)資源尋找范例、閱讀代碼、修改代碼的過(guò)程中逐步提升。儲(chǔ)備這些知識(shí)時(shí)需要注意教材是教學(xué)的重要依據(jù)。教材所承載的知識(shí)、思維和理念是源自課標(biāo)的，教師在修改范例甚至自行設(shè)計(jì)范例時(shí)，不能脫離這三方面內(nèi)容。同時(shí)要牢記，算法與程序?qū)崿F(xiàn)的教學(xué)核心不在語(yǔ)法，也不在算法，而在思維。算法是思維的表現(xiàn)，語(yǔ)法是實(shí)現(xiàn)算法的工具。

總之，儲(chǔ)備算法與程序?qū)崿F(xiàn)教學(xué)知識(shí)的過(guò)程不是一蹴而就的。教師需要立足課標(biāo)，依托教材，從教學(xué)需求出發(fā)，明確方向，充分利用信息技術(shù)手段循序漸進(jìn)、有的放矢地進(jìn)行。

本文為哈爾濱市教育學(xué)會(huì)“十三五”教育科學(xué)規(guī)劃重點(diǎn)課題“普通高中算法與程序?qū)崿F(xiàn)單元教學(xué)實(shí)踐研究”（課題編號(hào)：HXHXZ-135-001）研究成果。