隨著時代的不斷發(fā)展,信息技術在社會中的作用顯得愈發(fā)重要,因此學校越來越注重對學生的編程能力的培養(yǎng)。為此,在初中編程教學過程中,教師就需要針對學生學習狀況,采取新型教學模式來培養(yǎng)他們的計算思維,為學生營造高效、多樣化的學習及發(fā)展環(huán)境,激發(fā)學生學習編程的興趣,幫助他們掌握更多基礎知識和技能,強化學生的信息素養(yǎng),達成教學目標。本文基于計算思維的培養(yǎng),對初中編程教學模式創(chuàng)新問題進行了探究。
計算思維是指利用與計算機相關的思想和方法,形成的一系列解決問題的思維方式。在初中編程教學中培養(yǎng)學生的計算思維,對于學生的信息技術學習和應用能力有著深遠的影響。這就需要教師積極創(chuàng)新教學模式,引導學生對編程知識進行自主探究,增強學生的主觀能動性,鼓勵學生進行實踐操作,讓學生感受到編程的魅力,并在這一過程中形成良好的計算思維,為今后的學習和發(fā)展打下良好的基礎。
一、在初中編程教學中培養(yǎng)學生計算思維的重要性
隨著時代的發(fā)展,現(xiàn)代社會對信息技術人才的需求量快速增加,教育行業(yè)更加重視計算機信息技術課程的教學,其中編程課程便是初中信息技術課程的重點教學內(nèi)容之一。編程知識相對來說比較抽象,學生僅通過教師的理論講授,難以掌握相關知識和技能。因此,教師需要幫助學生初步了解信息技術,掌握相應的編程規(guī)則,從而培養(yǎng)學生的計算思維。培養(yǎng)學生的計算思維,能夠使學生在編程時學會將復雜問題簡單化,提高學生解決問題的能力,還能使學生在編程過程中學會嘗試不同的解決方案,并通過試錯找到最優(yōu)解,從而提升學生的創(chuàng)新能力。此外,學生在編程時往往需要通過團隊合作、分工協(xié)作完成任務,這不僅能提高他們的團隊合作能力,還能鍛煉他們的溝通和交流能力。
二、初中編程教學存在的問題
當前,基于計算思維培養(yǎng)的初中編程教學中存在的問題,影響教學效果和學生的學習體驗。一是重編程教學,輕計算思維能力的培養(yǎng)。初中編程課堂教學中采用的教學方式不注重培養(yǎng)學生的計算思維,學生在學習的過程中僅僅掌握了相應的理論知識,但是沒有形成良好的計算思維。二是教學內(nèi)容與實際脫節(jié)。有些教材內(nèi)容過于理論化,缺乏與實際生活的聯(lián)系,導致學生無法了解計算思維在現(xiàn)實生活中的應用,并因此降低了學生學習興趣和動力。三是教學方法單一。部分教師在教學時仍然采用灌輸式教學模式,學生處于被動學習狀態(tài)中,師生在整個課堂中缺乏溝通,教學過程顯得十分枯燥乏味,導致學生很難產(chǎn)生學習興趣,在課堂中容易出現(xiàn)瞌睡、走神、發(fā)呆等情況,課堂教學效果不佳。
三、基于計算思維培養(yǎng)的初中編程教學模式創(chuàng)新策略
(一)創(chuàng)設課堂教學情境,開發(fā)學生計算思維
教師要認識到編程基礎理論知識較為枯燥,如果只是按照課本講解知識,會降低學生的學習興趣,不利于學生編程實踐能力的提高。因此,教師在培養(yǎng)學生的計算思維時,要注意創(chuàng)設與課程內(nèi)容匹配的情境,培養(yǎng)學生的學習主動性,引導學生積極開展編程研究,在激發(fā)學生學習興趣的同時,提高其計算思維的活躍度,促使學生以更好的狀態(tài)投入下一階段的學習中,以此來提高他們的綜合能力。
教師在教學過程中可以利用學生熟悉的生活實例來引入算法的概念。如引導學生描述做菜的過程,以此來類比算法的步驟和邏輯,讓學生能夠在編程的過程中理解算法的執(zhí)行流程和基本結構,從而培養(yǎng)他們的計算思維。此外,教師在創(chuàng)設情境時,還可以設計一些趣味游戲。如借助迷宮游戲講解路徑搜索算法,引導學生主動融入教學情境中,積極參與相關的教學活動;還可以設計“猜數(shù)字”游戲,用電腦隨機生成一個1 到100 的數(shù)字,然后讓學生通過編程來猜測這個數(shù)字。每次猜測后,程序會提示是猜大了還是猜小了,直到猜中為止。這種方式可以培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和解決問題的能力,讓他們能夠在有趣的情境中逐步提高計算思維水平。
(二)充分利用輔助工具,增強學生計算能力
許多信息化手段作為輔助教學工具被用于初中信息技術的課堂教學,在教學中發(fā)揮著重要的作用。教師在培養(yǎng)學生的計算思維時,可以有效利用相關的輔助教學工具帶領學生學習相應的編程知識,激發(fā)學生的學習興趣,提高其理解能力,讓他們掌握編程知識的用法,進而取得良好的教學效果。
例如,學生在學習的過程中可以借助相關的輔助工具編寫一個簡單的圖書管理系統(tǒng)。在此過程中,教師可以將學生分組,讓學生利用輔助工具編寫一個用于管理圖書借閱情況的VBA 程序,在程序中可以添加新書、刪除已借出的書,并查找特定書籍的位置。教師可以讓學生利用Scratch 程序編寫相關的代碼,使用冒泡排序算法反復執(zhí)行兩個交替的操作,以此來讓學生更好地理解程序中所用的運算法則,掌握編程的相關概念,從而培養(yǎng)學生的計算思維和編程能力,為他們未來的學習和發(fā)展打下堅實的基礎。
(三)加強學生之間的互動交流,提高學生計算思維水平
提高學生的自主學習能力是培養(yǎng)學生計算思維的關鍵。學生形成較強的自主學習意識后,在編寫程序過程中遇到各類難題時,即使沒有教師的指導和督促,也能按照要求自主完成學習任務。這就需要教師在教學過程中尊重學生的主體地位,給學生布置相應的團隊合作型編程任務,加強學生之間的互動,讓學生在編程的過程中將自己的觀點積極表達出來,促使學生在合作學習時對編程知識進行深入探討,培養(yǎng)學生的自主學習意識,提高學生的學習效率。
例如,學生在學習循環(huán)結構相關的知識時,對于利用循環(huán)結構給數(shù)組賦值的過程,很多學生無法理解。對此,教師可以將學生劃分為相應的學習小組,讓理解能力較強的學生給理解能力較弱的學生講解具體的循環(huán)思路以及循環(huán)過程中可能遇到的問題,在這個過程中,不僅能增進學生之間的感情,還能提高學生的計算思維水平,對于學生的學習有著積極的促進作用。教師還可以讓學生制作一個簡單的成績管理系統(tǒng),引導學生分解問題、確定變量和函數(shù)、設計算法,促使學生在合作過程中提高自身的信息素質(zhì)。
(四)強化編程實踐操作,提升學生計算思維水平
動手實踐是學習信息技術的關鍵,能夠讓學生深入理解知識點,更有效地解決自己所面臨的問題,還有助于激發(fā)學生的求知欲,使他們更加主動地進行實踐操作,從而取得良好的編程學習成果。所以教師在教學時要針對初中生的身心特點,組織合適的編程實踐活動,給學生提供相應的學習條件,讓學生可以用所學的知識和技巧解決實際遇到的問題,培養(yǎng)學生的信息技術能力,強化學生的計算思維和核心素養(yǎng)。
教師在帶領學生進行實踐操作時,需要先讓學生了解編程設計的基本概念,了解各種編程設計的需求,為后續(xù)的實踐過程奠定基礎。接著,教師就可以應用“流程圖”帶領學生進行實踐探究。如引導學生編寫一個程序,輸入一個整數(shù),輸出它的平方。最后,教師讓學生討論解決方案,并展示他們的流程圖和代碼。教師需要針對學生的解決方案,提供具體的反饋,幫助他們對程序進行改進和優(yōu)化,促使學生在實踐探究的過程中基于視覺化更好地理解程序的邏輯結構,提高計算思維水平。
四、結語
總而言之,計算思維是一種解決問題的思維方式。因此,教師在開展編程教學時,要采取多種模式帶領學生探究知識,應用相關的輔助工具,增強學生的計算思維意識,提高學生的課堂參與度,幫助學生更深入地理解編程知識及熟練操作,為學生今后的發(fā)展打下良好的基礎。