基于核心素养“计算思维”的信息技术教学研究

来源:用户上传      作者:李雪珍

　　摘要：在“中国学生发展核心素养”视野下，信息技术学科强调的核心素养可以归纳为：信息意识、计算思维、数字化学习和创新以及信息社会责任。结合课例《程序的分支结构》浅谈对“计算思维”核心素养在信息技术教学中的实践思考。
　　关键词：核心素养;计算思维;教学实践
　　中图分类号：G642 文献标识码：A
　　文章编号：1009-3044（2020）13-0183-02
　　1问题的提出
　　近几年，“核心素养”成为我们行业的热词，各学科纷纷提出让学生发展学科的“核心素养”。2014年，教育部研制印发《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》，提出“教育部将组织研究提出各学段学生发展核心素养体系，明确学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力”。作为一位一线信息技术教师，时刻关注着前沿教学思想、教学研究风向，于是我对信息技术的“核心素养”的产生兴趣，信息技术学科的核心素养是什么？怎樣在一线信息技术教学中开展学生的“核心素养”？为解答诸多此类问题，我查阅文献资料，并将理论在实践中应用，浅谈我对面向核心素养的信息技术教育的一点拙见。
　　2信息技术核心素养之一“计算思维”
　　华东师范大学开放教育学院副研究员李锋在上海浦东教育发展研究院的报告会上提出信息技术学科强调的核心素养可以归纳为：信息意识、计算思维、数字化学习和创新以及信息社会责任。结合他提出的观点，我分析了当前教学单元的教学内容，发现很多教学内容与此不谋而合，可以指导我们在教学中重新确定我们的教学目标，重组教学重难点和教学设计。其中“计算思维”与我在当前教授章节《程序设计初步》的提到的“编程思维”有异曲同工之妙。我个人认为，编程是一种技能，但技能不是每个人都能熟悉掌握，程序员这么少就知道不是每个人都能搞懂编程。我们更应该让学生掌握的是在学习编程过程形成的那种思维方式，这是每个人都可以掌握的思维方式，学生可以运用这种思维方式在解决生活中的问题。因此，我认为在教学中，可以侧重是培养学生“编程思维”，而并不是重点教会学生会编程技能。
　　3“计算思维”理论在教学中实践
　　以广州信息技术教科书第二册第二章《程序设计初步》第5节《程序的分支结构》一课为例，浅谈我对计算思维的思考。纵观广州市信息技术教科书所有章节，结合我校学生学情，本章节对于学生也算是较难掌握的章节，学生对涉及英语和数学的编程学习慢慢有了畏惧心理。我们知道，编程的难点不在于本身的算法和数据结构，而在于遇到问题时，会理解和分解问题，进而将解决办法用算法和数据结构呈现出来。这个过程不是算法和数据结构在解决问题，是你的“计算思维”在解决问题，程序只是你解决问题的工具。
　　学生在前面的章节已经基本掌握了vB的基础知识，学习了程序的顺序结构，对程序结构有一定认识，在此基础上学习分支结构，学生能顺应而上。本节“分支结构”是培养学生“计算思维”的进阶，难点就是让学生学会用程序语言表达实际问题的“条件”以及“选择”。（让学生把一个看来困难的问题重新阐述成一个我们知道怎样解的问题，进而采用了抽象和分解来迎任务或者设计系统）。
　　本节我设计了两个课时进行讲授，第一课时重点是学习分支结构的基础知识，包括它的概念、格式等基础知识。第一课时首先让学生用前面所学的顺序结构的程序基础过渡到分支结构的程序知识，在前面学习的知识基础上，更加容易了解分支程序的执行顺序，这点体现了计算思维是掌握了计算机科学的基础概念求解问题的观点，培养学生善于用已经掌握的计算机科学的知识来理解新的问题。其次，我让学生学习使用流程图来表达程序中表达的意思，流程图能够让学生更加清晰理解程序执行的思路。我们知道，使用自然语言描述算法容易理解，但所描述的算法比较烦琐、冗长，有时会产生语言的“歧义”，不同人理解的意思不一样。使用程序流程图来描述算法，优点是简洁直观、易看易懂，逻辑关系清晰。学生使用流程图来还原程序思想过程，进而找到问题的根源。也是一种逆向推理的思维方式。最后，设计学生修改程序环节，让学生根据自己思想对程序修改再修改直到成功，可以培养学生通过冗余、堵错、纠错的方式，在最坏情况下进行预防、保护和恢复的计算思维。
　　第二课时是为了解决分支结构的“条件”与“选择”的难点内容，是培养学生计算思维的进阶。首先抛出一个“快递员烦恼”的实际问题，（寄快递的收费是按1公斤以下（含）是8元，超过1公斤的部分，按每公斤2元收费，请设计一个能自动计算快递费用的程序。计算该收多少快递费）让学生用流程图来分析问题，这是刻意培养学生计算思维模式思考问题、分析问题。其次，把流程图用vB语句表达出来（根据流程图，补充、调试运行程序），这是把学生的程序思想用算法和数据结构表达出来，这是教学设计的知识、情感目标，也是培养了学生用启发式推理寻求解答问题和采用了抽象和分解来迎战任务的一种计算思维。最后设计了一项拓展思维任务（写出程序，完成“天气报告程序”：输入晴天指数，若大于10则为晴天，否则为阴天），学生根据“分析问题——画出流程图——写出程序——修改、完善”，让学生自主解决问题，进一步巩固和升华学生这种计算思维体系的形成。教师对本节所学知识进行小结，特别强调实际问题的“条件”以及相应的选择的设置。学生掌握遇到类似问题，知道如何去思考问题、分析问题、解决问题。
　　4结语
　　在“中国学生发展核心素养”号角吹响的今天，面向核心素养的各学科正在百花齐放。面向核心素养的信息技术教育值得我们去思考，需要我们在教学中不断创新实践。信息技术教育不再是以前的重复记忆和机械操作，而是要在学生掌握信息知识与技能的基础上，学会用信息技术思维去解决生活中遇到的问题，让学生能在这个“数字化的世界”更好地生存，更好地学习和创新生活。作为一线信息技术教师，要对信息化的发展有敏锐的观察与思考，善于将理论与实践结合，积极探索信息技术教育的前沿理论与创新教学方法，更好地培养学生的信息技术核心素养，促进信息技术教育的发展。
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