計(jì)算思維視域下初中Python程序設(shè)計(jì)教學(xué)策略

計(jì)算思維視域下初中Python程序設(shè)計(jì)教學(xué)策略●對(duì)培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的理解第一，計(jì)算思維是中學(xué)信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的學(xué)生所需要形成的核心素養(yǎng)之一，與信息意識(shí)、信息社會(huì)責(zé)任以及數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新這三項(xiàng)核心素養(yǎng)相比較，它最能體現(xiàn)信息技術(shù)課程的學(xué)科本質(zhì)。同時(shí)，計(jì)算思維作為一種思維方法，可以在運(yùn)用計(jì)算思維解決問(wèn)題的過(guò)程中與其他三種核心素養(yǎng)緊密結(jié)合，對(duì)它的培養(yǎng)可以促進(jìn)信息技術(shù)核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。第二，在初中階段對(duì)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)應(yīng)該包含兩個(gè)層面，即計(jì)算思維的形成與計(jì)算思維能力的發(fā)展。和其他類型的思維一樣，計(jì)算思維不是某種具體的知識(shí)或操作技能，無(wú)法由教師“教給”學(xué)生，它的形成需要學(xué)生個(gè)體在解決問(wèn)題的過(guò)程中通過(guò)不斷的訓(xùn)練、內(nèi)化、運(yùn)用進(jìn)而逐步形成、生發(fā)、發(fā)展。第三，計(jì)算思維包含于學(xué)生核心素養(yǎng)中的“關(guān)鍵能力”，其對(duì)學(xué)生終身發(fā)展的價(jià)值與意義不言而喻?！皬男畔⒓夹g(shù)教學(xué)的總體進(jìn)程來(lái)看，計(jì)算思維主導(dǎo)的教學(xué)不失為一種可行的實(shí)施思路?！彼季S的培養(yǎng)需要借助一定的知識(shí)作為媒介，對(duì)計(jì)算思維運(yùn)用最直觀的表現(xiàn)之一就是程序設(shè)計(jì)，選擇Python程序設(shè)計(jì)作為培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的載體，既是響應(yīng)國(guó)家相關(guān)政策，也符合信息技術(shù)學(xué)科課程建設(shè)的需求。●計(jì)算思維視域下程序設(shè)計(jì)的教學(xué)策略學(xué)生的學(xué)是課堂教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿，課堂教學(xué)應(yīng)圍繞學(xué)生如何學(xué)展開(kāi)，這是以人為本教學(xué)觀的基本要求，是學(xué)科核心素養(yǎng)形成的必要前提，也是計(jì)算思維視域下的教學(xué)策略選擇與使用的根本導(dǎo)向。Python程序設(shè)計(jì)與初中信息技術(shù)課程其他板塊的內(nèi)容區(qū)別很大，在教學(xué)的起始階段會(huì)涉及大量的陳述性知識(shí)，并逐步由以陳述性知識(shí)為主過(guò)渡到以程序性知識(shí)為主。因此，Python程序設(shè)計(jì)課堂教學(xué)策略的選擇要從學(xué)情分析、教材分析、教學(xué)目標(biāo)以及教學(xué)內(nèi)容等多方面因素進(jìn)行思考。1.先學(xué)后教策略與其他學(xué)科相比較，初中信息技術(shù)學(xué)科課時(shí)少并且一般情況下是不允許布置課后作業(yè)的，以至于在Python程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)施階段，學(xué)生課前沒(méi)有預(yù)習(xí)，課后沒(méi)有復(fù)習(xí)，這就意味著學(xué)生在上課時(shí)沒(méi)有疑問(wèn)、沒(méi)有目標(biāo)也沒(méi)有方向。然而，學(xué)生是解決課堂教學(xué)中矛盾的主體力量，教師則應(yīng)處于輔助學(xué)生解決這種主要矛盾的主導(dǎo)性地位。因此，教師需要在課堂教學(xué)的過(guò)程中讓學(xué)生充分與“物”進(jìn)行對(duì)話（本文指的是閱讀、學(xué)習(xí)教材），激發(fā)其中的矛盾，協(xié)助學(xué)生解決矛盾，這樣才能真正體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體性地位，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，進(jìn)而落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)這一教學(xué)目標(biāo)。筆者認(rèn)為，在程序設(shè)計(jì)的課堂教學(xué)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)也應(yīng)該是從閱讀教材開(kāi)始，回歸“讀書(shū)學(xué)習(xí)”這一質(zhì)樸的語(yǔ)境，給予學(xué)生足夠的時(shí)間對(duì)教材進(jìn)行自學(xué)，在學(xué)生完成自學(xué)的基礎(chǔ)上開(kāi)展程序設(shè)計(jì)教學(xué)。2.情境化策略為了有效開(kāi)展Python程序設(shè)計(jì)課堂教學(xué)，教師需要給學(xué)生創(chuàng)設(shè)貼切學(xué)生生活實(shí)際并能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與熱情的教學(xué)情境。在創(chuàng)設(shè)情境時(shí)，需要注意所創(chuàng)設(shè)的情境要與學(xué)生當(dāng)下的學(xué)習(xí)經(jīng)歷、家庭生活、社會(huì)環(huán)境產(chǎn)生緊密直接的聯(lián)系。情境的創(chuàng)設(shè)有哪些具體的要求？筆者以Python程序設(shè)計(jì)中的條件語(yǔ)句為例進(jìn)行說(shuō)明。首先，情境的創(chuàng)設(shè)要能貼合學(xué)生的日常生活實(shí)際并且生動(dòng)形象，在架設(shè)形象思維與抽象思維的橋梁的同時(shí)，使學(xué)生知道所學(xué)習(xí)的內(nèi)容是什么，有什么實(shí)際用處，如在上課伊始，請(qǐng)同學(xué)們觀看學(xué)生每日進(jìn)校時(shí)刷臉通過(guò)閘機(jī)的視頻，提問(wèn)在此過(guò)程中人臉識(shí)別程序是如何工作的，如何用流程圖進(jìn)行描述。其次，情境的創(chuàng)設(shè)要能體現(xiàn)Python程序設(shè)計(jì)的特質(zhì)，要能體現(xiàn)本節(jié)課學(xué)生所學(xué)習(xí)的內(nèi)容在生活中的使用條件以及存在價(jià)值與意義，要能內(nèi)含課堂教學(xué)中要解決的問(wèn)題并能有效地促使學(xué)生積極思考，如在授課中，為增加學(xué)生對(duì)條件語(yǔ)句的理解，教師提前設(shè)置好在體驗(yàn)的過(guò)程中出現(xiàn)的與條件語(yǔ)句相關(guān)的異常情況，請(qǐng)學(xué)生上講臺(tái)體驗(yàn)可進(jìn)行人臉識(shí)別的簡(jiǎn)化版閘機(jī)系統(tǒng)，感受條件語(yǔ)句執(zhí)行的特點(diǎn)。最后，情境的創(chuàng)設(shè)要能使學(xué)生的情感有效地融入到學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生積極情感的介入能夠極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”。如在學(xué)生完成程序編寫(xiě)之后，用他們自己編寫(xiě)的程序在簡(jiǎn)化版閘機(jī)系統(tǒng)中運(yùn)行，檢驗(yàn)其程序是否編寫(xiě)正確，正確的程序能夠?qū)崿F(xiàn)人臉識(shí)別并打開(kāi)閘機(jī)。3.整體化策略計(jì)算思維視域下Python語(yǔ)言教學(xué)設(shè)計(jì)的整體化策略要求我們?cè)谡n堂教學(xué)中需要從教學(xué)內(nèi)容的整體化和學(xué)生學(xué)習(xí)的整體化兩個(gè)方面進(jìn)行考量。①教學(xué)內(nèi)容的整體化策略。Python語(yǔ)言教學(xué)內(nèi)容的整體化需要通盤考慮Python語(yǔ)言各個(gè)知識(shí)點(diǎn)與整體之間的聯(lián)系，既要預(yù)防部分與整體之間的割裂，又要防止部分與整體的含混不清，不能突出課堂教學(xué)的重點(diǎn);既要明確部分內(nèi)容的教學(xué)可以對(duì)計(jì)算思維的培養(yǎng)起到作用，也要明確部分教學(xué)內(nèi)容所能起到的對(duì)計(jì)算思維培養(yǎng)的作用在整個(gè)計(jì)算思維能力形成過(guò)程中所處的地位、價(jià)值、意義以及局限性。以Python程序設(shè)計(jì)的循環(huán)結(jié)構(gòu)教學(xué)為例，首先，教師既要幫助學(xué)生明確循環(huán)結(jié)構(gòu)是程序設(shè)計(jì)中三大基本結(jié)構(gòu)之一，循環(huán)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用可以使程序的編寫(xiě)化繁為簡(jiǎn)，可以有效控制程序的結(jié)構(gòu)并可以與其他兩種程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相結(jié)合處理復(fù)雜的問(wèn)題，也要確保通過(guò)學(xué)習(xí)后學(xué)生能夠掌握Python循環(huán)語(yǔ)句for循環(huán)、while循環(huán)各自的語(yǔ)法規(guī)則和適用范圍;其次，循環(huán)結(jié)構(gòu)教學(xué)對(duì)計(jì)算思維中的“分解”（分解、有序、遞歸）、“抽象”（刪除、過(guò)濾、提取、符號(hào)化）、算法描述等方面具有重要的培養(yǎng)作用，但是對(duì)計(jì)算思維中的“概括”與“評(píng)估”所能產(chǎn)生的培養(yǎng)作用就非常有限。②學(xué)生學(xué)習(xí)的整體化策略。學(xué)生學(xué)習(xí)的整體化策略是指在全面考慮初二學(xué)生智能特征、信息技術(shù)課時(shí)安排計(jì)劃以及Python程序設(shè)計(jì)的特性后，在課程實(shí)施時(shí)采取先分后總的教學(xué)策略。先分——教師采用教學(xué)內(nèi)容的整體化策略，選擇探究式教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，按照章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的邏輯順序幫助學(xué)生完成Python程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，學(xué)生在此過(guò)程中了解了Python程序設(shè)計(jì)的基本概念，掌握了Python程序設(shè)計(jì)的基本方法，鍛煉了計(jì)算思維各組成部分的應(yīng)用能力并可以獨(dú)立地編寫(xiě)簡(jiǎn)單的Python程序。后總——教師采用活動(dòng)化策略和自主化策略，選擇小組合作教學(xué)法以及項(xiàng)目式教學(xué)法，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，在與教材的對(duì)話、與學(xué)習(xí)伙伴的探討中，利用已有的Python的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，充分鍛煉、內(nèi)化、運(yùn)用計(jì)算思維，借助Python語(yǔ)言逐步、系統(tǒng)、科學(xué)地編寫(xiě)代碼，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)項(xiàng)目。●計(jì)算思維視域下程序設(shè)計(jì)的教學(xué)評(píng)價(jià)策略1.教學(xué)前的評(píng)價(jià)此環(huán)節(jié)教學(xué)評(píng)價(jià)的目的是：了解在進(jìn)行Python程序設(shè)計(jì)教學(xué)之前，學(xué)生對(duì)預(yù)備知識(shí)和技能掌握的程度;評(píng)估學(xué)生已具備的分解、抽象、算法、概括以及評(píng)估等五方面能力;發(fā)現(xiàn)學(xué)生的興趣、愛(ài)好、思維特點(diǎn)等。通?？刹捎迷L談、網(wǎng)絡(luò)問(wèn)卷以及思維測(cè)試等形式進(jìn)行此環(huán)節(jié)的教學(xué)評(píng)價(jià)。2.教學(xué)中的評(píng)價(jià)在教學(xué)過(guò)程中及時(shí)地開(kāi)展評(píng)價(jià)活動(dòng)，既可以幫助教師了解學(xué)生對(duì)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成情況，也可以使學(xué)生及時(shí)了解自己對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)的完成情況?，F(xiàn)在，網(wǎng)絡(luò)上有很多開(kāi)源的在線測(cè)評(píng)系統(tǒng)（OnlineJudge），教師可以在校內(nèi)搭建一個(gè)內(nèi)含Python在線評(píng)測(cè)系統(tǒng)的主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站，充分利用主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站開(kāi)展多維度的教學(xué)評(píng)價(jià)。①即時(shí)反饋策略。教師將課堂教學(xué)中的程序設(shè)計(jì)練習(xí)題發(fā)布在主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站上，學(xué)生完成代碼編寫(xiě)后直接提交到在線測(cè)評(píng)系統(tǒng)中，在線測(cè)評(píng)系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)代碼進(jìn)行測(cè)試、反饋。這種即時(shí)反饋既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的效率，也可以方便教師及時(shí)了解學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)目標(biāo)的掌握情況，為課堂教學(xué)進(jìn)度的動(dòng)態(tài)調(diào)整和教學(xué)方法的選擇提供參考。②“消題”積分升級(jí)策略。目前，積分升級(jí)策略在社會(huì)生活中的多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的使用，它對(duì)激發(fā)用戶參與熱情有著強(qiáng)勁的推動(dòng)作用，如游戲中的積分升級(jí)、QQ號(hào)的積分升級(jí)等。將積分升級(jí)策略引入到教學(xué)評(píng)價(jià)中，有利于營(yíng)造積極競(jìng)爭(zhēng)的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。在實(shí)施“消題”積分升級(jí)策略時(shí)，要注意明確級(jí)別的梯度、積分的規(guī)則、升級(jí)規(guī)則以及獎(jiǎng)勵(lì)規(guī)則等。③學(xué)習(xí)共同體策略。主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站不應(yīng)只是一個(gè)Python在線測(cè)評(píng)系統(tǒng)和積分升級(jí)平臺(tái)，它應(yīng)該承載更多的應(yīng)用，發(fā)揮更大的價(jià)值。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生可利用主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站建立線上學(xué)習(xí)共同體。在網(wǎng)站上，教師可以提供給學(xué)生參考資料、學(xué)法指導(dǎo)、教學(xué)視頻、疑難解答等;學(xué)生可以記錄自己的Python程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)經(jīng)歷、發(fā)布學(xué)習(xí)感悟、討論學(xué)習(xí)方法、召集項(xiàng)目成員、發(fā)布懸賞任務(wù)等。通過(guò)主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站開(kāi)展的教與學(xué)，學(xué)生對(duì)Python程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)突破了課堂教學(xué)的時(shí)空限制，可線上與教師、同學(xué)展開(kāi)充分的協(xié)作學(xué)習(xí)，使得學(xué)習(xí)可以隨時(shí)隨地發(fā)生，這樣既有利于學(xué)習(xí)積極性，也有利于知識(shí)的建構(gòu)。3.總結(jié)性評(píng)價(jià)總結(jié)性評(píng)價(jià)的主要目的是對(duì)學(xué)生完成自選程序設(shè)計(jì)項(xiàng)目的過(guò)程以及項(xiàng)目成果進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中包含了學(xué)生的自我評(píng)價(jià)、同學(xué)評(píng)價(jià)以及教師評(píng)價(jià)。在實(shí)施總結(jié)性評(píng)價(jià)時(shí)，需注意評(píng)價(jià)量表設(shè)計(jì)的易用性、客觀性以及貼合性。評(píng)價(jià)量表要體現(xiàn)出對(duì)學(xué)生計(jì)算思維技能（分解、抽象、算法、概況、評(píng)估等五方面的發(fā)展水平）的評(píng)價(jià)、對(duì)學(xué)生項(xiàng)目成果（主題、