计算思维在初中信息技术教学中的实践探究
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作者:许海兵
【摘 要】建设数字中国需要合格的数字公民,《江苏省义务教育信息技术课程指导纲要》指出,要培养学生的信息素养,学会用计算机的思考方式去思考问题,用计算思维的方式去解决问题,初步掌握计算机建模的信息知识。信息技术教学其本质是培养学生的现代化、信息化思维,并利用这种思维解决问题,这种思维就是计算思维。
【关键词】计算思维;初中信息技术;课堂教学
计算思维有设计思维、问题解决性思维和可视化计算机思维等多种思维,培养学生的计算思维是信息技术课堂教学的重要目标。在目前初中信息技术教学中,教师要重点给学生讲解,如何利用信息技术去解决生活中的实际问题,以扩大信息技术的应用范围。
一、初中信息技术中培养计算思维的意义
计算思维是一种使用计算科学技术设计系统、求解问题理解人类行为的方式,在教学中通过任务驱动式、实验教学式等方式来培养学生的计算思维,能够更好地提高信息技术课程教学的效果。通常情况下,计算思维在初中信息技术课程教学实践中的作用有以下几点。(1)可以让学生更加关注信息技术,在初中信息技术教学中,老师要树立全新的教学理念,制订完善的教学方案,在其中渗透计算机思维以带动学生关注信息技术,充分体现计算思维的优势,从而提高课程实践的效率。(2)带动学生思考人与信息技术之间的关系,计算机运算要遵循特定的数学法则,在初中信息技术课程教学中,引用计算思维不仅能够让学生主动思考人与信息技术之间的关系,为学生提供发现、分析、解决问题的方法和思路,同时还可以极大地丰富教学内容,以提高教学质量。(3)提高程序教学的质量,在教学中融入计算思维,可以优化教学效果,丰富教学内容,提高算法和程序设计的地位,保证程序设计的教学质量。程序设计是信息技术课程中的重要内容,在其中渗透计算思维,能够帮助学生更好地理解和掌握程序设计的知识,并提高其知识应用能力。
二、初中信息技术课程中培养计算思维的原则
(一)创新教学方法原则
在初中信息技术教学中,想要提高学生的信息素养,提升其信息技术使用能力,老师就要对学生的思维方式和思维能力进行有效的引导,培养其良好的计算思维能力,以更好地提升学生的综合素养。老师要树立起全新的教学理念,将传统的知识灌输转变为思维启迪,从而提高学生的学习热情,培养良好的问题意识。教师要丰富教学的方式,以实验教学、启发式教学、探究式教学为主,更加突出学生的学习主体地位,培养其良好的计算思维能力。
(二)整合教学内容原则
初中信息技术的教学内容比较多,包括信息收集归纳、信息需求分析、信息技术选择、信息数据加工呈现、新技术应用等,所以教师要搭配综合性较强的实践活动,以更好地整合教学内容。比如智能机器人的设计、个性学习项目的制订等,从而更好地培养学生的计算思维意识,让学生能够学以致用。
(三)注重程序思维训练原则
在初中信息技术教学中,教师可以使用VB高级语言向学生讲解程序设计的知识,帮助学生掌握程序设计的相关知识,通过程序知识和思维的学习更好地提高学生的计算思维。程序的三种典型结构也能让学生依照合理的结构、规范、顺序来探求问题解决的方式方法,从而让其计算思维能够向合理的方向发展。
(四)强化系统思维训练原则
初中信息技术教学中的部分内容,能够很好地表现出计算思维的系统观,如计算机系统多媒体作品集成等。在问题的解决中,系统思维属于高阶思维,需要学生具备良好的思维能力。系统性的信息技术知识,更加侧重于技术性和可视化,所以教师要引导学生去了解信息技术的内涵,掌握信息技术的原理,能够熟练完成信息技术的相关实践操作,在实践完成之后,教师要突出计算思维的重要性,以更好地提升初中信息技术教学的质量和效果,要对算思维进行有效拓展,从而更好地完成系统部件的协同工作。
三、计算思维在初中信息技术教学中的实践策略
(一)在游戏中体验计算思维
游戏化设计思维并不是设计游戏,游戏化思维是用游戏的模式给学生带来更多的信息化教学体验。游戏化设计思维的引入,能够激发学生学习的热情和学习动力,可以帮助学生掌握更多知识,提高学生的学习力,培养学生正确的学习态度和对信息技术教学深度理解和认知,进而促使学生自主学习,让学生主动参与设计的全过程,这种过程参与也有助于培养学生的计算思维。例如,在苏科版八年级设计与制作动画章节的教学中,教师介绍多个动画类型,如何设计富有时代意义、内容丰富的动画?如何学习引导层动画?如何将这些动画绘画的类型综合应用在一个人物或者多个动物、多个人物的身上,去规划设计,创造出有趣味性的故事场景、动画场面,并结合这类故事场景,创设出小游戏的活动画面,以此来提高学生创造的积极性。但是有的学生创作出来的作品质量不好,未能展现出动静结合的特性。故事围绕着一般的对象,在图画上有人物跳动、摆动,有的对象之间没有配合,也会缺少融合性动感。在动画中,多种人物要素相互交叉碰撞,这是目前动画设计的关键之处,最突出就是在基本设计上都是围绕整个时间轴来联系不同的动画要素,并且确定这些要素之间关联关系。因此使学生计算思维得以提升,在设计动画图形时,引入三步法分散步骤来深度思考,进而绘制出合理的动画图片,让学生感受到计算思维的魅力,寻找问题处理的合理方法。
通过浏览一些素材,进而帮助学生选择最佳的人物形象,构建情形,使用一句简单的话去描述这个故事的情景,之后分析剧情,再罗列出剧情中人物的形象,这样能够便于描述图表。按照人物出场顺序再找个故事开展时间场景,故事情节轴上展现不同画面,综合动画中人物和动物的对象,动画类型比较复杂,这也是动画设计的关键之处。故事开始时,在故事场景中有男孩、蘑菇、花,这些都是在场景中展现的,及男孩停下来走到一个地方,在场景中花和蘑菇的藏身地点都基本类似。男孩停留的时间多少与蘑菇、花消失时间也要吻合,在这个时间轴上能够一一对应起来。
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