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浙教版高中信息技术课中的计算思维浅谈

 

【作者】 毛燕玲

【机构】 浙江省宁波市同济中学

【摘要】

【关键词】
【正文】  【摘 要】 信息技术是当前社会生存必备技能之一,信息技术易学难精,很多学生困在门外迟迟不能登堂入室,主要原因是对信息技术运用当中缺乏计算思维。如同人类大脑与动作行为之间关系一般,计算思维支配信息技术,在良好思维基础上,对信息技术应用才能做到融汇贯通,举一反三。在文章当中对信息技术中计算思维培养进行综合论述,阐述计算思维定义、信息技术价值以及计算思维对信息技术指导性作用、价值,综合分析目前信息技术课程中计算思维培养困境,提出解决方案。
  【关键词】 信息技术;计算机思维;培养

  21世纪是“信息大爆炸”时代,随着互联网技术出现以及迅速发展,学生接触信息渠道与数量被极大拓展。巨量信息既是机遇也是挑战,一方面开拓学生视野,能够了解更多之前接触不到的知识,另一方面也混淆视听,因为错误信道引导学生做出错误决定。很多学生面对“爆炸式”增长的信息没有办法提取有质量的信息。这就需要培养学生使用信息技术知识和技能解决实际问题的能力,而解决这些问题的方法就是培养学生的思维方式。 
  1、计算思维定义
  2006年周以真教授第一次明确提出计算思维的概念:计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动[1]。周以真教授在果壳网的采访中也提到:实际上,计算思维是一种思考方式,是用计算机所能有效执行的方式来对问题进行表述并提出解决方案——这里所说的“计算机”既可以指机器,也可以指人。换句话说,计算思维也是一种解决问题的方式。
  新课改将我国基础教育的总目标定为“学生发展核心素养”,具体到高中信息技术的学科核心素养则包含“信息意识”、“计算思维”、“数字化学习”和“信息责任”四个方面。其中的计算思维指的是“运用计算机科学领域的思想方法形成解决问题方案的过程中,所包含的一系列思维活动即计算思维。具备计算思维的学生在信息活动中能够采用计算机可以处理的方式界定问题,抽象问题特征,建立结构模型,合理组织数据;通过判断、分析与综合各种信息资源,运用算法设计解决问题的方案;总结利用计算机解决问题的过程与方法,并将其迁移到与其相关的其他问题解决之中。”
  2、计算思维在浙教版高中信息技术课程中的重要性
  浙教版高中信息技术课程目标是全面提升全体高中学生的信息素养。因此,我们平常开展的信息技术教学不能停留在表面的技术教授上,也不能仅以解决固定模式问题为目标,更为重要是要培养学生利用信息技术解决日常生活和学习中的问题的能力,这就是计算思维。
  计算思维应该是高中信息技术课程的一种内在价值。在实际的社会生活中,人们不能只会机械地操作,更需要灵活地使用,所以如何运用信息技术课程中所学的知识来处理实际问题,这是个体掌握的科学方法与大脑互动的结果。
  正所谓:授人以鱼不如授人以渔,如今信息技术发展日新月异,学生面对信息种类以及数量每天都会有新变化,我们高中的信息技术学习中更需要加强对学生计算思维的培养,使其学会如何利用信息技术处理问题,才能够保障未来无论信息技术出现怎样更新以及变化,学生都能够更好适应以及使用。
  3、高中信息技术课程中计算机思维的培养
  3.1确定合适的教学目标
  在实际的课堂教学中渗透计算思维时,首先教师要明确计算思维的教学目标,围绕着教学目标才能顺利开展教学活动和评价。以浙教版《信息技术基础》的第三章第二节“字处理和表处理”中“排序与筛选”为例,笔者编写了如下的目标:
  教学目标
  (1)知道数据筛选和排序的概念,能简单地用语言描述
  (2)掌握自动筛选数据和数据排序的基本操作
  (3)能根据不同的要求,设置正确的主要关键字和次要关键字进行升/降排列
  (4)能够在实际案例中合理选用自动筛选或排序来解决问题
  (5)能够用简单的语言阐述自动筛选和排序分别适用的条件
  (6)养成运用所学知识解决实际问题的良好习惯
  筛选和排序是Excel中很重要的一个统计功能,应用在我们生活中的很多方面,学生既要熟练掌握基本操作,但又不能机械地掌握操作步骤,需要根据遇到的实际情况去判断选用一个合适的解决方案。在实际的教学中,应配合多个案例让学生自己动手操作体会。建构主义学习理论认为,世界是客观存在的,但是对事物的理解却是由每个人自己决定。如果学生能用自己的语言来阐述适用的范围,就能建立起对自动筛选和排序的认识,加深对此的理解,也能让教师看到学生理解的程度。
  3.2选择合适的教学策略
  “学习有法而无定法,贵在得法”,计算思维培养中更是如此。作为思维模式教学,本身没有固定教学模式,最重要的还是因材施教,教学当中主要以学生思维特点作为突破口进行针对性教学引导。教学方法虽然无定式,但教学理念是固定的,都是立足实际,帮助学生提升综合素质,能够将学到知识应用到生活当中,解决问题。
  以浙教版《多媒体技术应用》的第三章第三节3.3.4图片素材的加工为例,介绍使用 photoshop 工具软件处理图像的裁剪、旋转、大小设置、亮度对比度设置等操作,单纯讲解操作,知识点零散且枯燥。笔者在讲解这部分内容的时候,将“Photoshop工具的使用”“图层样式”、“滤镜”等几块内容整合成一个整体作品,然后再分解成各个小模块,再具体设计小任务去完成每个模块的学习,并增加难度梯度,逐步分解问题,引导学生在学习过程中进行思考与归纳,锻炼学生的思维。
  3.3准备充分的教学资源
  充分有效的教学资源是计算思维的培养基础。教学资源可以是多媒体作品半成品,课堂学案,微视频,程序半成品,自主学习任务单等,形成一个教学资源包,为学生搭建知识框架。例如, 在讲授 “对数据进行排序” 时, 除了教材中介绍的冒泡排序和选择排序外, 还可为学生准备一个教学资源包, 资源包包含主要排序算法的介绍、 各算法之间的比较及适用范围, 以及这些排序算法的微视频讲解资料等。 通过这些资源,学生可以从中体会一题多解与算法的多样性, 从而全面深入地认识排序算法, 在解决实际问题时就可以举一反三。 还可以包含一些测试题目,主要目的是测试学生的知识迁移能力和灵活运用能力, 同时还要考虑到学生的不同层次, 针对思维较强的学生提供一些高难度的问题, 培养他们的思维敏捷性和独创性。
  4、制定有效的评价方案
  教师需要建立一个多元化的评价系统,可以将过程性评价与总结性评价相结合,根据学生在学习过程中的表现、利用计算机解决问题的能力以及最终作品的效果,全面评估学生的信息技术知识和能力,从而检验学生计算思维的掌握程度;学生也可以通过评价体系进行自评和互评,了解自己的学习程度。例如,在浙教版《算法与程序设计》的第二章第四节2.4.3对分查找一节中,教师需要从教学目标中选择体现计算思维培养的内容,并进行具体的教学评价设计,其发展性评价分为四个等级(见下表)。学生进行自评时就能很清楚地知道自己处于哪个级别,并及时地反馈给教师。这样,教师就可以根据综合评价的反馈来检验教学效果






















  综上所述,所谓计算思维模式就是能够运用计算机处理信息的方式进行精准信息处理,为来学生面对竞争压力逐渐增大,需要掌握的技能以及接触的知识也更加复杂,通过计算思维,可以实现对信息更科学、高效处理,对学生综合素质提有重要帮助。在文章当中分析进行计算思维模式培养重要作用以及价值,针对目前计算思维培养教学困境提出针对性解决方案。期望能够帮助教师对学生进行更好计算思维模式培养。激发学生整体思维以及个性思维,为之后更好发展作充分准备。
  参考文献:
  [1]梁志勋. 基于计算思维能力培养的《C语言程序设计》课程教学模式的探索与研究[A]. 《智能城市》杂志社、美中期刊学术交流协会.2016智能城市与信息化建设国际学术交流研讨会论文集V[C].《智能城市》杂志社、美中期刊学术交流协会:,2016:1. 
  [2]马秀麟,邬彤,刘立超.计算思维——思维能力培养与信息技术基础课教学的融合[J].中国教育信息化,2015(02):22-25. 
  [3]倪曼蒂. 中学信息技术课程中创新思维培养研究[D].湖南师范大学,2008. 
  • 【发布时间】2019/5/7 8:47:57
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