徐 忠
計(jì)算思維在初中信息技術(shù)編程課程中的實(shí)踐探索
徐忠
(江蘇省常州市金壇區(qū)華羅庚實(shí)驗(yàn)學(xué)校,江蘇常州213000)
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷地發(fā)展,我國越發(fā)重視學(xué)生的計(jì)算思維。在新時(shí)代的背景下,我國信息技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展,信息技術(shù)編程成為重要的教學(xué)內(nèi)容。計(jì)算思維在初中信息技術(shù)編程課程中起到了關(guān)鍵的作用,提高學(xué)生信息技術(shù)素養(yǎng),成為教學(xué)目標(biāo)。文章將主要針對(duì)計(jì)算思維在初中信息技術(shù)編程課程中的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行深入分析,以此激發(fā)學(xué)生對(duì)其的興趣。
計(jì)算思維;初中生;信息技術(shù)編程;實(shí)踐
初中信息技術(shù)編程課程的實(shí)用性比較強(qiáng),不同的編程軟件有著不同的版本,學(xué)生在學(xué)習(xí)課堂知識(shí)的同時(shí),還需了解自己家電腦的系統(tǒng)。初中信息技術(shù)編程課程中包括了大量的圖片與文字庫,學(xué)生在學(xué)習(xí)軟件時(shí),可以直接觀看,對(duì)其產(chǎn)生興趣。
在傳統(tǒng)信息技術(shù)課堂上,教師大多都是采用“灌輸式”教育,為學(xué)生傳授相關(guān)知識(shí),以“獨(dú)立模塊”為主,將學(xué)習(xí)活動(dòng)劃分為不同板塊,這種教學(xué)模式過于死板。全班同學(xué)都是一個(gè)任務(wù)一個(gè)軟件,同樣的操作,會(huì)阻礙學(xué)生發(fā)展,不利于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力。在課堂結(jié)束后,對(duì)信息技術(shù)的學(xué)習(xí)也就結(jié)束了,學(xué)生缺少課后練習(xí),對(duì)于這一方面的意識(shí)較薄弱,教學(xué)效果比較低。
部分教師在初中信息技術(shù)課堂上,依然在采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式,學(xué)生學(xué)習(xí)過于被動(dòng),課堂內(nèi)容枯燥,學(xué)生很難對(duì)其產(chǎn)生興趣,會(huì)在課堂上走神、瞌睡,這種教學(xué)方式完全不符合學(xué)生的身心發(fā)展特點(diǎn),不利于提高課堂教學(xué)效果。教師為了趕進(jìn)度,會(huì)忽略學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況,不重視學(xué)生之間的差異,統(tǒng)一對(duì)學(xué)生進(jìn)行管理。這種單一的教學(xué)模式,會(huì)阻礙學(xué)生發(fā)展,基礎(chǔ)好的學(xué)生得不到提升,基礎(chǔ)差的學(xué)生跟不上學(xué)習(xí)進(jìn)度。當(dāng)前,信息技術(shù)教師仍在采用落后的教學(xué)手段,跟不上現(xiàn)代化社會(huì)的變化趨勢(shì),未能熟練應(yīng)用先進(jìn)的教學(xué)手段,導(dǎo)致教學(xué)水平低下。
在新時(shí)代的背景下,我國計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展,被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,改變了人們的生活方式。隨著現(xiàn)代社會(huì)對(duì)信息技術(shù)人才需求量的增加,軟件開發(fā)在不斷更新。在開展編程教學(xué)時(shí),教師應(yīng)當(dāng)積極培養(yǎng)學(xué)生的編程思維,讓學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)有全面的了解,培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)思維,幫助其掌握編程規(guī)則。
開展信息技術(shù)編程課程的主要目的提高學(xué)生編程技能,在實(shí)際教學(xué)中,通過模型的方式為學(xué)生直觀展示,將自然語言轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)處理語言,整個(gè)過程比較抽象,教師在課堂上需要積極引入計(jì)算思維,導(dǎo)入真實(shí)的生活情境,幫助學(xué)生更好地理解其內(nèi)容。初中階段的學(xué)生思維能力還未發(fā)育成熟,之前沒有接觸過編程知識(shí),教師需要結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),基于學(xué)生的生活情境設(shè)置相應(yīng)的教學(xué)任務(wù),明確任務(wù)目標(biāo)。比如,在課堂開始前,教師為學(xué)生展示賽車的圖片,觀看賽車比賽,讓學(xué)生討論一下賽車的特點(diǎn),結(jié)合編程運(yùn)動(dòng)對(duì)象的特點(diǎn),建立思維基礎(chǔ);研究智能車在行駛中會(huì)遇到的各種問題,讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)編程的重要性,正確認(rèn)識(shí)編程軟件程序與社會(huì)問題之間的關(guān)系;趁機(jī)引入智能汽車的設(shè)計(jì),為學(xué)生提供解決問題的動(dòng)力,營造良好的學(xué)習(xí)氛圍;細(xì)化計(jì)算機(jī)的知識(shí)點(diǎn),明確知識(shí)重點(diǎn)與難點(diǎn),通過計(jì)算思維解決問題。在整個(gè)過程中,教師一定要尊重學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展,規(guī)范引導(dǎo),理順解決問題的思路,順利完成每一步的操作。
在學(xué)習(xí)程序軟件時(shí),通過程序流程圖,讓學(xué)生直觀地了解其運(yùn)作過程,構(gòu)建學(xué)習(xí)程序,加深對(duì)其的認(rèn)識(shí)。教師要根據(jù)實(shí)際教學(xué)情況,從以下幾個(gè)方面開展革新:第一,針對(duì)抽象的問題,在解決問題的過程中培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力,在大腦中構(gòu)建相應(yīng)的模型。第二,借助流程圖形成思維能力,構(gòu)建流程圖,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。在學(xué)習(xí)排版問題時(shí),引入流程圖,對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)分解,在分解過程中建立流程圖,加深理解,輔助學(xué)生完成課堂任務(wù),提高其規(guī)劃能力。
在信息時(shí)代下,初中信息技術(shù)編程課程在不斷發(fā)生變化,編程軟件版本比較多,其功能指令在持續(xù)增加。教師通過板塊進(jìn)行教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維,引入真實(shí)的計(jì)算機(jī)案例,跟上時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì),更新軟件版本,引導(dǎo)學(xué)生掌握指令的運(yùn)用策略,加強(qiáng)對(duì)編程軟件的應(yīng)用,從抽象的知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w應(yīng)用。對(duì)比新舊版本,運(yùn)用程序語言給學(xué)生提供充足的時(shí)間,研究版本之間的異同,通過不同的指令創(chuàng)造不同的東西,以此提高學(xué)生的技能運(yùn)用水平。
任務(wù)拓展教學(xué)也被稱為任務(wù)驅(qū)動(dòng)法,在任務(wù)驅(qū)動(dòng)下能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,為學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)提供動(dòng)力,讓學(xué)生主動(dòng)參與軟件學(xué)習(xí)中。在信息技術(shù)課堂上,教師應(yīng)當(dāng)給予學(xué)生正確的指導(dǎo),幫助學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù),發(fā)現(xiàn)學(xué)生在思維上存在的不足,加大培養(yǎng)力度,彌補(bǔ)不足。教師可以通過任務(wù)拓展逐步加深學(xué)習(xí)難度,在設(shè)置任務(wù)時(shí),以教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ),結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,考慮學(xué)生是否能夠通過努力完成。在呈現(xiàn)任務(wù)的過程中,讓學(xué)生之間自主探討,完善計(jì)算思維。
在實(shí)踐應(yīng)用中,學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中會(huì)遇到各種問題,這種問題僅靠重復(fù)的操作訓(xùn)練方式很難解決。比如,在學(xué)習(xí)電子表格復(fù)制這一內(nèi)容時(shí),雖然之前教師有帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)技能的操作訓(xùn)練,但是在實(shí)際訓(xùn)練中,場(chǎng)景發(fā)生變化時(shí)學(xué)生會(huì)不知所措,不知道該怎樣使用復(fù)制工具解決問題。應(yīng)用建模思想能夠幫助學(xué)生了解內(nèi)在聯(lián)系,運(yùn)用現(xiàn)有的模型解決學(xué)習(xí)中遇到的問題,達(dá)到提高學(xué)生問題解決能力的目的。教師在實(shí)際教學(xué)中,一定要特別注意計(jì)算思維訓(xùn)練與信息技術(shù)作品制作的結(jié)合,在課堂上體現(xiàn)出計(jì)算思維的核心。例如,在學(xué)習(xí)同類軟件時(shí),Word、Excel等辦公軟件的菜單中都會(huì)有保存、打開等功能,學(xué)生建立模型,在后期學(xué)習(xí)中遇到類似的軟件就能直接操作,解決學(xué)習(xí)中的問題。教師在信息技術(shù)課程項(xiàng)目教學(xué)的過程中,帶領(lǐng)學(xué)生從項(xiàng)目規(guī)劃到實(shí)施,完善知識(shí)結(jié)構(gòu),能夠確保項(xiàng)目順利進(jìn)行,通過項(xiàng)目活動(dòng)建立實(shí)施過程的模型,達(dá)到最終的教學(xué)目的。
項(xiàng)目開發(fā)訓(xùn)練是編程學(xué)習(xí)的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié),在信息技術(shù)編程課程上帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)踐,從中得到編程啟發(fā),掌握編程技巧,可以提高學(xué)生的編程水平。教師在教學(xué)的過程中需要特別注意在項(xiàng)目式教學(xué)環(huán)境中對(duì)學(xué)生的培養(yǎng),提高對(duì)計(jì)算思維的重視程度,明確教學(xué)目標(biāo),推動(dòng)編程學(xué)習(xí)順利開展。例如,在課堂開始前,教師可以為學(xué)生準(zhǔn)備一個(gè)現(xiàn)實(shí)編程項(xiàng)目,以小組為單位對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行開發(fā)研究,給學(xué)生布置相關(guān)的任務(wù),讓學(xué)生在項(xiàng)目編程的過程中對(duì)其加以思考,小組合作共同克服困難,解決問題,能夠達(dá)到提高學(xué)生計(jì)算思維能力的目的。教師采用項(xiàng)目式教學(xué)方法需要為學(xué)生提供相應(yīng)的環(huán)境,幫助學(xué)生適應(yīng)編程氣氛,加入課堂活動(dòng)中,運(yùn)用課堂上學(xué)習(xí)到的知識(shí)解決問題,完成知識(shí)遷移,培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維,為后續(xù)的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。
教師在為學(xué)生講解有關(guān)編程的知識(shí)時(shí),一般都是按照教材內(nèi)容對(duì)學(xué)生進(jìn)行編程講授,編程具有一定的抽象性,會(huì)涉及語法功能圖。初中階段的學(xué)生學(xué)習(xí)能力有限,很難正確理解教師講解的內(nèi)容,在學(xué)習(xí)編程時(shí)逐漸對(duì)其失去興趣,對(duì)培養(yǎng)計(jì)算思維極其不利。針對(duì)這種情況,編程教師可以選擇運(yùn)用模式識(shí)別,激發(fā)學(xué)生對(duì)其編程的興趣,培養(yǎng)其計(jì)算思維,掌握語法功能圖等知識(shí),降低學(xué)習(xí)難度,幫助學(xué)生掌握課堂上抽象的編程知識(shí)。教師可為學(xué)生選擇一些具體的案例,尋找編程規(guī)律,對(duì)模塊進(jìn)行識(shí)別,使學(xué)生對(duì)其產(chǎn)生好奇心,增加研究興趣。在學(xué)生形成編程思路以后,會(huì)積極地參與到編程實(shí)踐中,理解有關(guān)編程的知識(shí)。例如,在課堂上為學(xué)生提供已開發(fā)的游戲系統(tǒng),為學(xué)生演示該系統(tǒng)的各個(gè)功能,經(jīng)過演示,學(xué)生會(huì)對(duì)其有一個(gè)基本的了解,調(diào)動(dòng)系統(tǒng)代碼,按照模塊逐一展示。教師在講解結(jié)構(gòu)規(guī)律的同時(shí)理清功能項(xiàng)目的邏輯,讓學(xué)生學(xué)習(xí)使用方法,加強(qiáng)對(duì)其的訓(xùn)練,從而提高學(xué)生的計(jì)算思維。
在課程實(shí)踐中,教師應(yīng)對(duì)計(jì)算機(jī)程序課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化,整合理論教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,分析課外案例,通過其進(jìn)行課內(nèi)教學(xué)指導(dǎo),構(gòu)建相應(yīng)的特色課程教學(xué)體系。在前期教學(xué)中,教師應(yīng)介紹基礎(chǔ)理論知識(shí)與計(jì)算思維,制定思維訓(xùn)練方案,通過樹形分析方法引導(dǎo)學(xué)生解析相關(guān)的算法,加深學(xué)生對(duì)其的理解。教師可以在課堂開始前收集相關(guān)的資料,總結(jié)真實(shí)案例,解決學(xué)習(xí)中常見的問題,將計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)任務(wù)與教材內(nèi)容整合在一起,豐富教學(xué)內(nèi)容,對(duì)教學(xué)方式進(jìn)行創(chuàng)新,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維,幫助學(xué)生掌握計(jì)算思維方法,增加理論知識(shí)儲(chǔ)備,提高實(shí)際操作能力。
在規(guī)定的課堂時(shí)間內(nèi),學(xué)生必須掌握基本語法知識(shí),解決程序語言問題,在學(xué)習(xí)中融入計(jì)算思維,為創(chuàng)新思維的培養(yǎng)創(chuàng)造良好的條件。教師可選擇具有代表性的案例,挖掘其中的語法知識(shí),從簡(jiǎn)到深逐步增加學(xué)生學(xué)習(xí)難度。例如,在課堂上選擇使用過的案例,身體健康指數(shù)BIM、溫度轉(zhuǎn)換等,給學(xué)生提供實(shí)踐的機(jī)會(huì),讓學(xué)生獨(dú)立完成編寫;對(duì)于稍微復(fù)雜的案例,可以采用修改錯(cuò)誤的方式進(jìn)行練習(xí),鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)解決方法進(jìn)行創(chuàng)新,選擇不同的算法,增加體驗(yàn)感,樹立學(xué)習(xí)自信,能夠培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。教師不能僅靠講解記憶抽象的概念,需要搭配案例,讓學(xué)生體驗(yàn)到其應(yīng)用價(jià)值,通過案例進(jìn)行理解,發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力,解決實(shí)際遇到的問題。
在線評(píng)測(cè)系統(tǒng)主要用于對(duì)程序源代碼的自動(dòng)評(píng)判,能夠在線編譯服務(wù)器的源代碼,生成相應(yīng)的可執(zhí)行文件,與服務(wù)器數(shù)據(jù)庫的測(cè)試數(shù)據(jù)輸出文件進(jìn)行對(duì)比,判斷學(xué)生提交的程序是否正確,評(píng)測(cè)耗費(fèi)內(nèi)存,記錄評(píng)測(cè)結(jié)果,返回給學(xué)生。除了源代碼評(píng)判外,還有用戶管理、題庫管理等功能。在線評(píng)測(cè)系統(tǒng)具有一定的嚴(yán)謹(jǐn)性,能夠?qū)崟r(shí)查看排名情況,激發(fā)學(xué)生的實(shí)踐自主性,同學(xué)之間進(jìn)行討論交流,完成符合編程課程的實(shí)踐特點(diǎn),能夠提高教學(xué)質(zhì)量。
經(jīng)過實(shí)踐可以發(fā)現(xiàn),學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會(huì)遇到各種問題,利用重復(fù)操作訓(xùn)練很難解決這一問題。例如,在學(xué)習(xí)電子表格復(fù)制這一內(nèi)容時(shí),很多教師都會(huì)引導(dǎo)學(xué)生反復(fù)練習(xí),在后續(xù)學(xué)習(xí)中,場(chǎng)景發(fā)生變化,學(xué)生就不知道該如何操作進(jìn)行復(fù)制。在這種教學(xué)模式下,學(xué)生學(xué)習(xí)過于被動(dòng),無法掌握正確的操作方法。針對(duì)這一問題可以應(yīng)用建模思想,幫助學(xué)生尋找問題之間的聯(lián)系,掌握其中的規(guī)律,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用建模思想解決學(xué)習(xí)中遇到的問題,以此提高學(xué)生的解題效率。在教學(xué)中,將計(jì)算機(jī)思維與信息技術(shù)作品制作結(jié)合在一起,體現(xiàn)計(jì)算機(jī)思維核心思想。例如,在學(xué)習(xí)Word、Excel等辦公軟件時(shí),都會(huì)有保存、另存等功能,在后期學(xué)習(xí)時(shí)會(huì)遇到類似軟件,可以直接在腦海中建立計(jì)算機(jī)模型,解決學(xué)習(xí)過程中的難題。在設(shè)計(jì)信息技術(shù)項(xiàng)目時(shí),帶領(lǐng)學(xué)生從項(xiàng)目設(shè)計(jì)到實(shí)施,發(fā)現(xiàn)其中存在的問題,對(duì)其進(jìn)行完善,保證項(xiàng)目能夠順利完成,由學(xué)生親自參加,在腦海中建立項(xiàng)目活動(dòng)實(shí)施模型。
近幾年,信息技術(shù)逐漸興起,對(duì)學(xué)生有著一定的吸引力,教師想要幫助學(xué)生深入理解,掌握技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),就必須引導(dǎo)學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。在開展初中信息技術(shù)課程時(shí),計(jì)算思維教育不能僅停留在工具使用層面,應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的引導(dǎo),理解計(jì)算技術(shù)知識(shí)原理,鍛煉學(xué)生的信息技術(shù)技能,將其與現(xiàn)實(shí)生活情境結(jié)合在一起,在接觸計(jì)算機(jī)概念時(shí)使其變得更加具體化。例如,在學(xué)習(xí)關(guān)于“文件存儲(chǔ)”這一內(nèi)容時(shí),以故事的形式為學(xué)生講述,詳細(xì)介紹時(shí)代的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展歷程對(duì)存儲(chǔ)方式產(chǎn)生的影響,了解在不同環(huán)境下存在的差異。教師采用創(chuàng)設(shè)情境的方式,以教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ),選擇相應(yīng)的存儲(chǔ)設(shè)備,貼近學(xué)生的生活,對(duì)提高學(xué)生的信息技術(shù)水平有著重要意義。
信息技術(shù)課程是將技術(shù)與應(yīng)用結(jié)合為一體的學(xué)習(xí)方式,在實(shí)際學(xué)習(xí)中,應(yīng)當(dāng)將理論與實(shí)踐結(jié)合在一起,提高學(xué)生的技術(shù)運(yùn)用能力,通過實(shí)踐掌握學(xué)習(xí)技術(shù)的方法。在信息技術(shù)課堂上,教師采用情境創(chuàng)設(shè)的方式,為學(xué)生設(shè)計(jì)相關(guān)的問題,讓學(xué)生在問題引導(dǎo)下走進(jìn)學(xué)習(xí)情境,感受到學(xué)習(xí)信息技術(shù)的樂趣,可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,為學(xué)生成長打下基礎(chǔ)。例如,在學(xué)習(xí)“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)”這一內(nèi)容時(shí),教師可設(shè)計(jì)探究活動(dòng),在具體事例中挖掘信息技術(shù)的知識(shí),通過加深學(xué)生對(duì)其的理解,保證探究活動(dòng)可以順利開展。教師在為學(xué)生提供閱讀材料的同時(shí),還需引導(dǎo)其劃出關(guān)鍵句,提煉文章要點(diǎn),達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。在資料中有描述路由器的特點(diǎn)、識(shí)別路由器的標(biāo)識(shí),與校園網(wǎng)進(jìn)行連接。在完成探究活動(dòng)以后,學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行綜合歸納,站在專業(yè)的角度加深理解,掌握理論知識(shí),提高知識(shí)應(yīng)用能力。教師在整個(gè)過程中,應(yīng)當(dāng)幫助學(xué)生體驗(yàn)知識(shí)推導(dǎo)過程。
根據(jù)上文可以得知,在初中信息技術(shù)編程教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)將教學(xué)重點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生的思維能力上,完善教學(xué)方式。在課堂上加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練,設(shè)置相關(guān)的問題,以流程圖的方式開展教學(xué),拓展教學(xué)任務(wù),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,從實(shí)際出發(fā),確保其符合學(xué)生的年齡特點(diǎn),培養(yǎng)計(jì)算思維,在實(shí)踐中形成思維能力。
[1] 王榮良.計(jì)算思維教育中的學(xué)生能力分析[J].中國信息技術(shù)教育,2020(9):49-52.
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1002-7661(2022)01-0025-03