□廣東省廣州市花都區(qū)新華街金華學(xué)校 孔園花
隨著大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)的飛速發(fā)展,國家對信息技術(shù)教育的要求更高了,它要求學(xué)校要培育新時代學(xué)生擁有能適應(yīng)數(shù)字化環(huán)境的思維方式,擁有運用數(shù)字資源解決生活中的實際問題的能力。
布魯姆、安德森認(rèn)知目標(biāo)分類理論認(rèn)為記憶、理解、應(yīng)用屬于低階認(rèn)知能力,分析、評價、創(chuàng)造屬于高階認(rèn)知能力,而思維能力發(fā)展與認(rèn)知能力息息相關(guān),因此計算思維屬于一種高階思維能力而非低階思維能力。然而,傳統(tǒng)教學(xué)模式下的信息技術(shù)課堂更多強調(diào)的是“知識傳遞”和“技術(shù)操練”,這樣的課堂只是鍛煉了學(xué)生的低階思維能力,學(xué)生對知識的遺忘率很高,遷移能力很低,運用所學(xué)知識解決實際問題的能力也比較低。
“拋錨式”教學(xué)策略是基于建構(gòu)主義理論的教學(xué)模式,強調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí),學(xué)生通過親身體驗發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題,能有效促進知識遷移、促進高階思維能力的發(fā)展與提升。“拋錨式”教學(xué)策略在初中信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用,尤其是程序設(shè)計類的課程教學(xué)中,有利于初中生計算思維的培養(yǎng)和高階思維能力的提升。
“拋錨式”教學(xué)策略是建立在有感染力的真實事件或真實問題的基礎(chǔ)上而形成的教學(xué)策略,強調(diào)教學(xué)要以真實事例或問題為基礎(chǔ),主張學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)。在該策略中,確定這類真實事件或問題被形象地比喻為“拋錨”,通過“拋錨”確定整個教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進程,就像輪船被錨固定一樣。由于拋錨式教學(xué)要以真實事例或問題為基礎(chǔ)(作為“錨”),所以有時也被稱為“實例式教學(xué)”或“基于問題的教學(xué)”或“情境性教學(xué)”。
拋錨式教學(xué)策略注重培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力,因此所創(chuàng)設(shè)的情景必須是與當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的真實生活事件或問題;學(xué)生的學(xué)習(xí)形式以自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)為主,學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,教師是課堂的主導(dǎo)者;學(xué)生的學(xué)習(xí)過程就是解決問題的過程,由該過程可以直接反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
如圖所示:
下面,我以《程序的分支結(jié)構(gòu)》一課為例,談?wù)劇皰佸^式”教學(xué)策略下如何促進初中生的計算思維能力的發(fā)展。
本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容分為三部分:條件語句的表示、條件語句的執(zhí)行過程以及條件語句的應(yīng)用。
1.理解分支結(jié)構(gòu)的執(zhí)行過程。
2.了解程序中條件的表示方法。
3.掌握條件語句的書寫格式及其應(yīng)用。
整節(jié)課以開發(fā)計算出租車乘車費用的應(yīng)用程序為主線,首先通過創(chuàng)設(shè)情境,使學(xué)生的學(xué)習(xí)與生活情境相結(jié)合,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣;然后在情境中確定問題“如何利用vb語言開發(fā)計算乘車費用的應(yīng)用程序”作為本節(jié)課學(xué)習(xí)的中心內(nèi)容,也就是“拋錨”;緊接著,在教師提供的解決問題的有關(guān)線索和適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)下,由學(xué)生自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)完成學(xué)習(xí)任務(wù)。
1.創(chuàng)設(shè)情境,引導(dǎo)思維。
教師創(chuàng)設(shè)情境:小明打出租車去朋友家,朋友家離小明家的路程距離為4公里,小明至少要向媽媽要多少車費呢?這一情境的創(chuàng)設(shè)使學(xué)生的學(xué)習(xí)能在和現(xiàn)實情況基本一致的情境中發(fā)生,有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。
2.提出問題,確定“錨”點。
考慮到本校的學(xué)生大都是廣州戶籍學(xué)生,因此以廣州出租車收費標(biāo)準(zhǔn)為例,教師提出問題“按照廣州的出租車收費標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)該如何計算里程費?”并引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合數(shù)學(xué)語言描述出廣州出租車?yán)锍藤M的計算方法,即“如果路程S≤2.5公里,則收費按起步價Y=10元計算,否則,超出部分按每公里加收2.6元的標(biāo)準(zhǔn)收費,即Y=10-(S-2.5)X2.6”,最后,在教師的引導(dǎo)下共同確定本節(jié)課要解決的問題,即“能不能利用vb語言開發(fā)一個只要在文本框中輸入路程,單擊‘計算’按鈕就可以快速計算出乘車費用的應(yīng)用程序呢?”本環(huán)節(jié)的作用正是“拋錨式教學(xué)策略”中所說的“拋錨”,通過“拋錨”確定本節(jié)課要解決的問題。
3.自主學(xué)習(xí),探究新知。
任務(wù)一(分析問題):(1)要輸入什么樣的數(shù)據(jù)?(2)對輸入的數(shù)據(jù)要進行怎樣的處理?(3)處理后應(yīng)該有什么樣的輸出結(jié)果?
任務(wù)二(設(shè)計算法):(1)請根據(jù)提示,用自然語言描述出租車的里程費計算方法。(2)請根據(jù)提示,用流程圖表示出租車的里程費計算方法。
任務(wù)三(編寫程序):根據(jù)部分語句提示,將流程圖中的中文和數(shù)學(xué)表達式用vb語言描述出來,完成程序代碼的編寫。
在本環(huán)節(jié)中教師不是直接告訴學(xué)生應(yīng)如何編寫程序代碼,而是給出解決該問題的部分線索提示。學(xué)生對這些線索信息進行加工和處理,逐步建立起分支結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)模型;通過判斷、分析和綜合運用數(shù)學(xué)知識、英語單詞等各種信息資源,最終完成新知識的建構(gòu),形成合理的算法設(shè)計,進而形成解決問題的初步方案。在教學(xué)過程中,教師逐步引導(dǎo)學(xué)生由淺入深地思考問題、分析問題、解決問題,培養(yǎng)其計算思維能力,使其能高效、靈活地解決生活實際問題。
4.生生互動,協(xié)作學(xué)習(xí)。
(1)小組討論:①歸納出條件語句的書寫格式。②else分支可否缺???③在本案例中的條件語句還有沒有第二種寫法?比如判斷條件改為“s>2.5”。
(2)小組合作:編寫程序,使其實現(xiàn)功能“文具套件每件單價為3.5元,如果購買件數(shù)小于10件時,總價=件數(shù)×單價,否則,總價=件數(shù)×單價×0.8”。
“不斷嘗試可能的實施解決方案,并找到最優(yōu)方案”也是運用計算思維解決問題的重要過程之一。在本環(huán)節(jié)教學(xué)中,教師讓學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí),共同探索驗證結(jié)論,并巡堂過程中提出適當(dāng)?shù)膯栴}引起學(xué)生的思考和討論,從而啟發(fā)誘導(dǎo)他們自己去發(fā)現(xiàn)規(guī)律、補充對新知識錯誤的或片面的認(rèn)識,最終達到加深理解和運用的目的。
5.課堂總結(jié),形成遷移。
新課標(biāo)指出,計算思維的其中一個內(nèi)涵是“總結(jié)利用計算機解決問題的過程與方法,并遷移到與之相關(guān)的其他問題解決中”。因此在本環(huán)節(jié)中,教師引導(dǎo)學(xué)生以本節(jié)案例為例,由特殊到一般,歸納出利用計算機解決問題的一般過程與方法,形成知識遷移。
我在八年級的四個班均采用了“拋錨式”教學(xué)策略進行《程序分支結(jié)構(gòu)》這一內(nèi)容的教學(xué),課程結(jié)束后,通過與學(xué)生交流,90%的學(xué)生都認(rèn)為比起傳統(tǒng)課堂,他們更喜歡現(xiàn)在這樣的課堂。教師通過巡堂指導(dǎo)也發(fā)現(xiàn),大部分學(xué)生都能根據(jù)教師的引導(dǎo)主動思考問題,他們不再是采用“記憶式”“模仿式”的學(xué)習(xí)方式,而是通過自主探究主動建構(gòu)知識意義,因此比起傳統(tǒng)的課堂,這樣的課堂更有助于學(xué)生計算思維的培養(yǎng)。
初中生對程序設(shè)計的學(xué)習(xí)有較大興趣,但由于內(nèi)容抽象,他們對程序設(shè)計的學(xué)習(xí)也容易有畏難情緒,因此他們往往會只滿足于通過模仿教師或同學(xué)的代碼編寫體驗程序的運行效果,而并非真正理解程序代碼的意義,所以往往會容易出現(xiàn)“任務(wù)完成率很高,但知識掌握率很低”的課堂教學(xué)結(jié)果?;诮?gòu)主義理論的“拋錨式”教學(xué)策略下的信息技術(shù)課堂,最大限度地發(fā)揮了學(xué)生的主體作用,讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主動參與者,較好地培養(yǎng)了學(xué)生的計算思維,提升了學(xué)生的高階思維能力。