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        探討高中信息技術(shù)課程教學(xué)中計(jì)算思維的培養(yǎng)策略

        2021-09-10 06:55:50鄭小瑞
        新課程·上旬 2021年31期
        關(guān)鍵詞:培養(yǎng)措施計(jì)算思維信息技術(shù)

        鄭小瑞

        摘 要:針對信息技術(shù)教學(xué)中存在的問題進(jìn)行研究,并采取創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境、巧借任務(wù)驅(qū)動、注重實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)等措施,最后以遞歸算法教學(xué)為例,通過實(shí)例探究闡述學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)方法,使學(xué)生能夠更好地掌握和運(yùn)用信息技術(shù)解決問題。

        關(guān)鍵詞:信息技術(shù);計(jì)算思維;培養(yǎng)措施

        在素質(zhì)教育背景下,信息技術(shù)教學(xué)中不僅要傳授學(xué)生理論知識,還應(yīng)重視計(jì)算思維能力的培養(yǎng),積極采取有效措施,以計(jì)算機(jī)思維為切入點(diǎn),使學(xué)生在計(jì)算機(jī)方面的創(chuàng)新能力、應(yīng)用能力得到顯著提升。但是,當(dāng)前信息技術(shù)教學(xué)中存在些許問題,需要采取科學(xué)、有效的措施進(jìn)行完善,以此提高教學(xué)實(shí)效性。

        一、高中信息技術(shù)教學(xué)中計(jì)算思維的培養(yǎng)策略

        (一)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,降低知識難度

        在信息技術(shù)教學(xué)中,針對理解難度較大的概念,在明確探究目標(biāo)的前提下,教師可通過創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的方式,降低知識理解難度。以約瑟夫算法為例,教師可在班級內(nèi)隨機(jī)選出6名學(xué)生,手拉手站在教室前面,此時(shí)教師說:“如若從第一名學(xué)生開始數(shù),第三位學(xué)生出列,最后出列的是哪一位?”此時(shí)學(xué)生便紛紛開始猜測,某某是最先出來的,然后是某某出來,最后又是誰出列。在此過程中,全班學(xué)生均參與到互動思考之中,此時(shí)教師提示學(xué)生可用鏈表知識對上述算法進(jìn)行描述,幾名學(xué)生很快便寫出了代碼,對于一些基礎(chǔ)良好、興趣濃烈的學(xué)生,教師還可引導(dǎo)其用數(shù)組的方式描述問題,由全體學(xué)生進(jìn)行檢驗(yàn)。由此可見,創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境可使學(xué)生主動參與到學(xué)習(xí)之中,在降低知識理解難度的同時(shí)又能夠增強(qiáng)學(xué)生記憶。

        (二)巧借任務(wù)驅(qū)動,培養(yǎng)計(jì)算思維

        大部分信息技術(shù)教師都有此體會,教給學(xué)生一門知識或技能較為容易,但教會他們某種思維難度較大,對此可采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式。在傳授教學(xué)理論的同時(shí),培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析、思考和解決問題的能力。在此種教學(xué)模式實(shí)施過程中,任務(wù)設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵,教師應(yīng)根據(jù)本章節(jié)的教學(xué)要點(diǎn),最大限度地創(chuàng)設(shè)真實(shí)的學(xué)習(xí)情境,最好引入工程技術(shù)中的真實(shí)案例,使學(xué)生能夠被迅速帶入教學(xué)情境之中。例如,在學(xué)習(xí)循環(huán)語句時(shí),教師如若單純講解語法的實(shí)現(xiàn)過程與重要性等,勢必會枯燥乏味,學(xué)生很難提起興趣,還會越聽越糊涂,產(chǎn)生厭學(xué)、抵觸心理。此時(shí),教師可通過設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)用小程序的方式,在成績輸入時(shí)應(yīng)用循環(huán)語句,拉近學(xué)生與知識的距離,深刻感受到學(xué)習(xí)的意義與價(jià)值,從而激發(fā)自在的學(xué)習(xí)動力,更好地掌握這一知識。

        二、信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)計(jì)算思維的教學(xué)案例

        以“算法與程序設(shè)計(jì)”一課中“遞歸算法”為例,對信息技術(shù)教學(xué)中學(xué)生的計(jì)算思維進(jìn)行培養(yǎng)。

        (一)引入例題

        教師給出學(xué)生題目,一群猴子在樹上摘桃,每天都吃當(dāng)前桃子總數(shù)的一半多一個(gè),到了第10天只剩一個(gè)桃,請問猴子一共摘了多少桃?教師在班級內(nèi)隨機(jī)選出十位學(xué)生,讓其分別計(jì)算其中一天桃子數(shù)量,負(fù)責(zé)計(jì)算第十天桃子數(shù)量的學(xué)生答案為1個(gè),隨后將答案交給前一位同學(xué),由第九位同學(xué)對桃子數(shù)量進(jìn)行計(jì)算,公式為(A+1)×2,A為前位學(xué)生的答案,然后將所得結(jié)果傳給第8位學(xué)生,以此類推。由于每天桃子數(shù)量均為第二天數(shù)量加1的二倍,與遞歸條件相符合,因此可采用遞歸來計(jì)算,計(jì)算流程如下:

        1.將天數(shù)day作為變量,如若day的數(shù)值為10,則剩下一個(gè)桃子,即return(digui(day+1)+1)×2,直至day的數(shù)值為10時(shí)結(jié)束。

        2.構(gòu)建輸出函數(shù)digui,代表猴子每天吃剩的桃子數(shù)量。

        3.返回主菜單。

        利用上述程序進(jìn)行計(jì)算時(shí),共計(jì)遞歸9次,但輸出了10個(gè)數(shù)值,循環(huán)次數(shù)為10,因此算法時(shí)間復(fù)雜度為0(n)。

        (二)啟發(fā)引導(dǎo)

        在教學(xué)過程中,教師根據(jù)計(jì)算思維特征,對學(xué)生進(jìn)行啟發(fā),引導(dǎo)其利用計(jì)算思維遞歸方式,使上述問題得到有效解決。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,采用遞歸逆向思維,由后向前推導(dǎo)。此時(shí),教師還可將上述問題進(jìn)行引申,即求任意天數(shù)桃子的數(shù)量與剩下桃子的數(shù)量,即one day()。首先,應(yīng)確定任意一天的范圍所在,對天數(shù)變量進(jìn)行定義,將要求的一天輸入其中,即if(day≥1&&day≤10),在此范圍內(nèi)的任何一天都有剩余的桃子;其次,初始信息n的數(shù)值為10,count的數(shù)值為1,也就是在第10天只剩1個(gè)桃子;利用簡單while語句即可實(shí)現(xiàn),循環(huán)條件可設(shè)置為n!=day,通過公式進(jìn)行計(jì)算,count=(count+1)×2,循環(huán)執(zhí)行,直至n的數(shù)值為day,便可得出此時(shí)剩余桃子的數(shù)量,即count;在上述天數(shù)中,猴子所吃掉桃子數(shù)量的計(jì)算公式為:C=A-B,其中,A代表的是前天剩余桃子數(shù)量,B代表的是今日所剩桃子數(shù)量,A的數(shù)值為B數(shù)值加1的二倍,即可得出當(dāng)天猴子所食桃子的數(shù)量與剩余個(gè)數(shù);反之,if(day<1&&day>10)時(shí),所輸出天數(shù)便無剩余桃子,返回主頁面。在該程序中,需要對n-day+1次進(jìn)行對比,因此算法時(shí)間復(fù)雜度為0(n)。

        綜上所述,在信息技術(shù)教學(xué)中,計(jì)算思維屬于學(xué)科基礎(chǔ)的存在,培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維不但是教學(xué)目標(biāo)之一,而且是課程創(chuàng)新的新思路。對此,教師應(yīng)積極創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境、巧借任務(wù)驅(qū)動、注重實(shí)驗(yàn)引導(dǎo),有效彌補(bǔ)以往教學(xué)中存在的不足,使教學(xué)效率得到顯著提升,學(xué)生的計(jì)算機(jī)素養(yǎng)與思維得到高效養(yǎng)成。

        參考文獻(xiàn):

        周挺.高中信息技術(shù)算法模塊計(jì)算思維的培養(yǎng)策略[J].好家長,2019(16):62-64.

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