孔凡璐（山東省威海市望海園中學(xué) 264200）

為什么學(xué)生的高階思維建立不起來？面向未來，這是一個(gè)重要的教育話題。實(shí)際上，高階思維不僅僅依靠教師的教學(xué)，同樣也要依靠學(xué)生自己去學(xué)。只有將教師的思維灌輸和知識填鴨的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變成學(xué)生自己獨(dú)特的學(xué)習(xí)方式，并且讓學(xué)生通過自我重塑，深度化的思考與學(xué)習(xí)才能出現(xiàn)，并且衍生出高階思維能力。在教學(xué)中，為適應(yīng)中國的未來發(fā)展以及與國際化社會接軌的需要，為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢的根本目標(biāo)，教師必須針對如今的教育模式進(jìn)行一系列調(diào)整與變革，由此來助推學(xué)生的低階思維向高階思維過渡。

一、細(xì)分篩選，著重培養(yǎng)典型高階思維

我們所說的高階思維，是與布魯姆認(rèn)識目標(biāo)分類中的“分析、評價(jià)和創(chuàng)造”相對應(yīng)的。考慮到高階思維是一個(gè)復(fù)雜的領(lǐng)域，籠統(tǒng)地去談，會使其難以在教學(xué)中落地。因此，我們可以將高階思維進(jìn)一步細(xì)化，并根據(jù)信息技術(shù)課程的特點(diǎn)，將其具體化為比較能力、抽象能力和問題解決能力這三種典型的高階思維能力。下面，本文以比較能力的培養(yǎng)為例，闡述個(gè)人理解與做法。

比較是一種基本的思維能力，主要是確定并揭示某個(gè)項(xiàng)目相同點(diǎn)或不同點(diǎn)的過程。在日常生活中，比較幾乎無時(shí)不在。俄國教育家烏申斯基曾說：“比較是一切理解和一切思維的基礎(chǔ)?！背踔行畔⒓夹g(shù)教學(xué)不能讓學(xué)生僅僅獲取信息，還要對獲取來的信息進(jìn)行比較和分析，從而獲得對信息的深度理解。

例如，在《用排序算法進(jìn)行數(shù)據(jù)整理》一課的教學(xué)設(shè)計(jì)中，著眼點(diǎn)不是具體的算法實(shí)現(xiàn)，而是基于兩種算法的比較讓學(xué)生學(xué)會根據(jù)需要正確地做出選擇，從而達(dá)到理解算法的目的。

1.導(dǎo)入部分，植入比較思維

課堂導(dǎo)入指令：2分鐘時(shí)間內(nèi)各小組學(xué)生按身高排隊(duì)。

分享：你們按照什么方法排起來的？

課堂分享專用語：我們小組按照從__________到________的順序排的。

我們組采用的方法是：___________________________________________。

我們優(yōu)化的方法是： _____________________________________________。

指令意圖：每個(gè)小組一般是6～8人，一句話的指令簡單干脆，不用給太多的條件或限制，就是希望每個(gè)組的學(xué)生能夠采用不同的方式方法排隊(duì)，而且從高到矮也行，從矮到高也沒問題。早早就排好隊(duì)的小組，還可以讓他們思考是否有更快捷的方法，旨在讓學(xué)生們親身體驗(yàn)排序的過程，并在排隊(duì)過程中植入“比較”的思維模式。課堂上，各小組學(xué)生排隊(duì)采用了不同的方式方法，不但順利引出課題，而且讓學(xué)生在比較中切實(shí)提高了思維能力。

2.教學(xué)設(shè)計(jì)貫徹比較思維

筆者不但在導(dǎo)入時(shí)植入“比較思維”，在實(shí)際課堂中，更是將“比較—優(yōu)化”的教學(xué)思路在整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行滲透，在教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)上就進(jìn)行了三個(gè)層次的比較思考。第一層次：想讓學(xué)生理解冒泡排序和桶排序算法，同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)代碼的編寫。目標(biāo)太高，實(shí)現(xiàn)起來難度較大；第二層次，讓學(xué)生理解冒泡排序和桶排序算法，學(xué)會半成品代碼的梳理。課堂容量更大，實(shí)現(xiàn)依然有難度，部分學(xué)生可以掌握；第三層次，簡單介紹桶排序，理解排序算法的概念，通過分析桶排序的缺點(diǎn)引出新的排序方法——冒泡排序。然后以冒泡排序?yàn)槔?，選用半成品以及簡化了的代碼，理解算法實(shí)現(xiàn)與代碼書寫之間的關(guān)系。

通過桶排序與冒泡排序的比較，不但梳理總結(jié)了本節(jié)課的內(nèi)容，還培養(yǎng)了學(xué)生的質(zhì)疑精神。通過介紹各種排序算法回應(yīng)主題的同時(shí)，也告訴學(xué)生算法的真正魅力，激勵學(xué)生勇于探索，在算法路上采擷豐碩果實(shí)，有效培養(yǎng)學(xué)生的高階思維。

3.小結(jié)環(huán)節(jié)深入比較思維

在本節(jié)課總結(jié)部分，筆者也是以“深度比較”的思維讓學(xué)生繼續(xù)思考：“有沒有既不浪費(fèi)空間，又可以效率更高的排序呢？”通過這樣的問題引導(dǎo)，讓學(xué)生認(rèn)識到人類智慧無窮。常用的排序方法還有快速排序、選擇排序、插入排序、希爾排序、合并排序、基數(shù)排序等等。這些方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，教師可激勵學(xué)生日后繼續(xù)探究。

例如，在信息技術(shù)基礎(chǔ)知識教學(xué)中，我們需要讓學(xué)生對不同的信息技術(shù)發(fā)展階段進(jìn)行比較分析。如果教師只是對不同的發(fā)展階段進(jìn)行語言描述，學(xué)生難以得出信息技術(shù)不同發(fā)展階段有何不同的結(jié)論。所以，教師一定要讓學(xué)生參與比較的過程，引導(dǎo)學(xué)生通過比較找出異同。教師可以引導(dǎo)學(xué)生從發(fā)明與應(yīng)用的信息技術(shù)、提高人類信息能力上的意義、發(fā)生年代三個(gè)方面進(jìn)行比較。這樣，學(xué)生既掌握了信息技術(shù)發(fā)展史知識，還經(jīng)歷了比較的過程，提升了比較能力。

二、經(jīng)歷過程，深度理解高階思維

高階思維能力培養(yǎng)，不能夠簡單地通過講授和概念解釋，更多的是應(yīng)該讓學(xué)生在經(jīng)歷的過程之中習(xí)得。通過經(jīng)歷高階思維過程，學(xué)生會體驗(yàn)到利用信息技術(shù)解決實(shí)際問題的特殊性、有效性，掌握高階思維的基本思想與方法。“經(jīng)歷過程”也是初中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)著重強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容。

以《探究用程序加工數(shù)據(jù)的過程》教學(xué)為例。這節(jié)課是學(xué)生接觸編程的第一課，筆者從學(xué)生喜歡且最具代表性的“包袱剪子錘”游戲著手，通過課堂頭腦風(fēng)暴開展“四問四答”活動，引導(dǎo)學(xué)生探究有bug的“包袱剪子錘”小程序并修復(fù)它。讓學(xué)生通過“尋源——尋找手勢的輸入”“解義——解析輸贏的判斷”“明果——明確結(jié)果的輸出”三個(gè)探究活動，明白程序加工數(shù)據(jù)的三過程：輸入數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)，自然而然引出輸入、轉(zhuǎn)換函數(shù)、輸出的使用方法，最后再通過完善一個(gè)不完整的程序代碼、進(jìn)一步理解程序三過程以及三個(gè)基本函數(shù)的應(yīng)用，使學(xué)生進(jìn)一步理解編程。學(xué)生用所學(xué)函數(shù)完善半成品程序，實(shí)現(xiàn)程序的正確運(yùn)行調(diào)試。在這個(gè)過程中，學(xué)生可以更好地理解函數(shù)的具體應(yīng)用，充分體驗(yàn)到作為一個(gè)程序員設(shè)計(jì)程序的樂趣。

具體教學(xué)設(shè)計(jì)片段展示：

第一問：哪句代碼提示玩家輸入手勢？（尋找手勢的輸入）

引導(dǎo)學(xué)生觀察游戲運(yùn)行界面與源代碼的關(guān)聯(lián)，找出輸入函數(shù)，并讓學(xué)生初步感知Python函數(shù)指令及相關(guān)語法規(guī)則與英語語法很接近。

第二問：玩家和電腦的手勢記錄在哪里？（尋找手勢的輸入）

引導(dǎo)學(xué)生通過閱讀注釋，掌握初步閱讀程序的方法，并通過聯(lián)系數(shù)學(xué)未知數(shù)的概念引導(dǎo)理解變量，通過微課進(jìn)一步了解變量的作用及命名原則，為后續(xù)學(xué)習(xí)做好鋪墊。

第三問：程序通過哪幾行代碼判斷玩家輸贏？（解析輸贏的判斷）

讓學(xué)生在閱讀注釋的基礎(chǔ)上分析出判斷輸贏的代碼在哪里，并引導(dǎo)學(xué)生分析判斷的過程是否有問題。在理解代碼的同時(shí)，也引出下一個(gè)探究任務(wù)，為修改代碼做好鋪墊，更為后面選擇結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)埋下伏筆。

第四問：輸贏的結(jié)果通過哪些代碼顯示？（明確結(jié)果的輸出）

有了前面三個(gè)問題的鋪墊，學(xué)生很容易找到輸出結(jié)果的代碼，從而發(fā)現(xiàn)輸出函數(shù)，通過對input（）和print（）兩個(gè)函數(shù)的綜合比較，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)一步理解python語言的編寫風(fēng)格以及IDLE界面友好的優(yōu)勢，為學(xué)生修改程序做好引領(lǐng)。

問題跟進(jìn)：輸出函數(shù)輸出的結(jié)果與前面對應(yīng)的判斷結(jié)果一致嗎？

學(xué)生指出不一致。

得出結(jié)論：bug是因?yàn)槌绦蜉敵龅慕Y(jié)果與前面處理判斷的結(jié)果不一致所致。

完成任務(wù)：修改源代碼，實(shí)現(xiàn)人機(jī)公平博弈！

總結(jié)梳理：通過三個(gè)活動探究，了解程序加工數(shù)據(jù)的過程，學(xué)生也明確了程序中的bug所在，完成了程序的修改。

鞏固練習(xí)：以目前威海正在全面推行的海貝分誠信體系為主題，讓學(xué)生通過完善“誠信素養(yǎng)等級自評”程序的源代碼，鞏固本節(jié)課學(xué)習(xí)到的input（）、print（）、int（）三個(gè)函數(shù)，進(jìn)一步體會程序加工數(shù)據(jù)三流程。

三、學(xué)以致用，應(yīng)用中內(nèi)化高階思維

如果知識的發(fā)展離開了現(xiàn)實(shí)發(fā)展的需要，就會失去其本身的發(fā)展活力。所謂的“學(xué)以致用”其實(shí)也是把高階思維的學(xué)習(xí)方式與生活的實(shí)際發(fā)展進(jìn)行共聯(lián)，并且由易到難，由此來達(dá)到熟能生巧的發(fā)展規(guī)劃。所以，教師同樣要創(chuàng)建符合學(xué)生習(xí)慣特征的實(shí)際情境，引導(dǎo)他們使用信息技術(shù)發(fā)展相關(guān)的項(xiàng)目，完成自己的作品，并且在問題得到解決的過程之中去提升高階思維能力。

例如，在《探究如何用計(jì)算機(jī)解決問題》這一單元的教學(xué)設(shè)計(jì)中，我們設(shè)計(jì)了一個(gè)可以測量“體重質(zhì)量指數(shù)”的小電機(jī)器人，通過一系列由淺入深的任務(wù)不斷完善它的功能，也讓學(xué)生在逐漸發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中習(xí)得編寫程序的能力、培養(yǎng)計(jì)算思維與高階能力。具體流程如下：

第一節(jié)課目標(biāo)：順序結(jié)構(gòu)——小電可以順利輸出體質(zhì)指數(shù)BMI。

遞進(jìn)問題：那它是如何根據(jù)體質(zhì)指數(shù)進(jìn)行判斷并給出建議呢？

第二節(jié)課目標(biāo)：選擇結(jié)構(gòu)——用不同的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)根據(jù)BMI給出不同建議。

遞進(jìn)問題：面向多用戶，如何實(shí)現(xiàn)反復(fù)計(jì)算并給出建議呢？

第三節(jié)課目標(biāo)：循環(huán)結(jié)構(gòu)——用for循環(huán)反復(fù)計(jì)算。

一個(gè)實(shí)例，一條主線，一系列問題串，將本單元的順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)全部運(yùn)用進(jìn)來，將非常有利于學(xué)生核心素養(yǎng)以及高階思維的形成，而且非常符合我們學(xué)科的項(xiàng)目式教學(xué)。

比如，在《排序算法》教學(xué)中，教師除了采用比較思維的教學(xué)思路之外，還可以引入某電影片段，化故事情景為任務(wù)，讓學(xué)生提高思維能力。例如，老總故意刁難員工，將公司1000張有序號的表格弄亂，然后讓員工快速整理好以備會議使用。正當(dāng)員工一籌莫展時(shí)，一位同事幫忙：把小于500的放左邊，大于500的放右邊，先分開兩疊。然后將左兩個(gè)部分五五平分，直到每一疊都僅僅剩下20張以內(nèi)的時(shí)候，再進(jìn)行排序工作。最后全部按順序疊在一起即可。這種做法抽象出來，就類似經(jīng)典的快速排序算法。通過用這樣的真實(shí)情境實(shí)現(xiàn)算法思維的培養(yǎng)，學(xué)生興趣極高，課堂氛圍良好。

四、結(jié)語

陶行知先生曾說：“一流的教育家，一是敢探索未發(fā)明的新理；另一個(gè)是敢入未開化的邊疆?！备姨剿魑窗l(fā)明的新理，即是創(chuàng)新精神，不墨守成規(guī)，勇于實(shí)踐和探索；敢入未開化的邊疆，即是開拓精神，將自己在教育實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)輻射給他人，從而促進(jìn)教育的均衡發(fā)展。隨著時(shí)代的發(fā)展，學(xué)生必須脫離以往的“死記硬背”模式，并且要發(fā)展更多具有創(chuàng)新發(fā)展方面的能力與思維。這同樣需要教師自己要先有一定的創(chuàng)新意識，充分利用課堂教學(xué)給學(xué)生創(chuàng)新學(xué)習(xí)提供無限可能，融入高階思維培養(yǎng)模式，助力信息化教學(xué)長足發(fā)展。