類比思維模型在信息技術(shù)教學(xué)中的策略研究

類比思維模型在信息技術(shù)教學(xué)中的策略研究隨著義務(wù)教育階段課程綱要的推進(jìn)，在各地教研活動中，有關(guān)思維模型的關(guān)注度較高。在具體的教學(xué)實踐中，如何能合理設(shè)計教學(xué)，以滿足學(xué)科思維培養(yǎng)的需要，是本文研究的重點。類比思維模型是提升學(xué)生深層思維發(fā)展的途徑之一，類比思維關(guān)注學(xué)生個體的差異性，對于課程設(shè)置及教學(xué)評價具有重要的啟示。本文即針對以上問題，展開相應(yīng)的探討?！耦惐人季S模型的理論解析類比思維是從兩個對象之間在某些方面的相似關(guān)系中受到啟發(fā)，從而使問題得到解決的一種創(chuàng)造性思維。類比思維的創(chuàng)造性隱含有觸類旁通的涵義，在創(chuàng)造活動中，它把已有的事和物與未知的事和物聯(lián)系起來，讓學(xué)生能夠通過類比形成遷移，開啟創(chuàng)造未知事物的思路，尋找創(chuàng)新的目標(biāo)和解決的方法。教育實踐層面的類比思維是根據(jù)兩個具有相同或相似特征的事物間的對比，從某一事物的某些已知特征去推測另一事物的相應(yīng)特征存在的思維活動。在教學(xué)過程中，類比思維與認(rèn)知過程相呼應(yīng)，能夠幫助學(xué)生進(jìn)行深層學(xué)習(xí)和認(rèn)知歸屬，具有從一個特殊領(lǐng)域的認(rèn)知內(nèi)容，過渡到另一個特殊領(lǐng)域的新認(rèn)知內(nèi)容的優(yōu)越性。因此，類比思維在創(chuàng)造性思維中居于重要的地位，承擔(dān)學(xué)生有效思維的聯(lián)想、啟發(fā)、假設(shè)、解釋和模擬等多種功能，對于創(chuàng)意主體的靈感和直覺思維都具有重要的作用。●信息技術(shù)教學(xué)中思維模型的研究現(xiàn)狀及可行性分析類比思維是學(xué)科求解的基本方法之一，通過類比思維模型，可以對信息技術(shù)學(xué)科的學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行思維引導(dǎo)，它包括三個方向的內(nèi)容：一是環(huán)境具象類比，即根據(jù)事物或事件之間具體特征形成的類比，根據(jù)事物某一點相同或相似把原來極不相關(guān)的事物聯(lián)系在一起;二是聯(lián)想設(shè)問類比，即由新信息引起的對已有知識的回憶;三是動態(tài)抽象類比，利用語詞和概念進(jìn)行類比，通過多種方式擴(kuò)展教學(xué)空間，關(guān)聯(lián)生活實踐及已有經(jīng)驗，產(chǎn)生前瞻性的類比。在學(xué)習(xí)過程中，教師利用具體的事物，從最相似的課題答案開始不斷試誤，提升思維深度?！窕陬惐人季S模型的信息技術(shù)教學(xué)策略1.環(huán)境類比：創(chuàng)設(shè)同類型問題情境（1）原設(shè)計《認(rèn)識條件語句》是中小學(xué)程序設(shè)計部分的常見內(nèi)容，教師一般采用“講練結(jié)合”的方式，帶著學(xué)生依據(jù)語句實例來認(rèn)識條件語句，再根據(jù)數(shù)學(xué)實例來練習(xí)基本使用方法。在此種情況下，教學(xué)主要是技能的訓(xùn)練，設(shè)計的痕跡不明顯，學(xué)生對本課的興趣索然，課堂氣氛往往過于沉悶。（2）思考焦點由于該課處于程序教學(xué)的起始學(xué)段，學(xué)生前認(rèn)知中尚無學(xué)習(xí)需要。在常規(guī)的教學(xué)過程中，教學(xué)過程類似于技能練習(xí)，再機(jī)械模仿代替了認(rèn)知思考，在以上慣性的教學(xué)中，學(xué)生對認(rèn)識條件語句的學(xué)習(xí)動機(jī)未能有效激發(fā)，有模仿無創(chuàng)新，照抄語句的現(xiàn)場較為突出。（3）改進(jìn)型設(shè)計基于類比思維模型的程序教學(xué)關(guān)注問題情境的創(chuàng)設(shè)，此類問題與即將解決的問題有一定的關(guān)聯(lián)度，在邏輯結(jié)構(gòu)或問題求解過程等方面形成較為緊密的同類方向，因此，學(xué)生可以較為容易地形成知識遷移，在自然語言和結(jié)構(gòu)化語言、機(jī)器語言之間形成有效的知識鏈接，為后續(xù)學(xué)習(xí)提升應(yīng)變能力，便于學(xué)生對這一教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行有規(guī)劃的理解深入，讓原本枯燥的認(rèn)識條件語句的活動變得生動有趣。建議教學(xué)設(shè)計如下：主題：星球爭霸。課時：1課時。①教師設(shè)置一組星球闖關(guān)游戲，詢問愿意接受挑戰(zhàn)的學(xué)生。②學(xué)生在老師的指導(dǎo)下，打開編程軟件。③教師向?qū)W生提問：星球爭霸中的游戲規(guī)則是什么？④學(xué)生討論，得出需要有兩種不同類型的結(jié)果統(tǒng)計：擊中、未擊中。⑤老師統(tǒng)計擊中的學(xué)生數(shù)量，了解學(xué)生在游戲的過程中遇到什么困難及解決方式。⑥學(xué)生1：需要設(shè)置兩種不同的結(jié)果。⑦教師解釋語句：擊中和未擊中，代表兩種不同的結(jié)果。⑧學(xué)生2：如何能計算擊中的數(shù)量？⑨教師指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)設(shè)插入計算語句。⑩學(xué)生3：如何能控制游戲的長度？教師指導(dǎo)學(xué)生控制語句循環(huán)的次數(shù)。其他學(xué)生提問后，教師一一回應(yīng)相應(yīng)的情況，鼓勵學(xué)生探究求解。學(xué)生嘗試星球爭霸過關(guān)游戲。教學(xué)評析：在以上教學(xué)過程中，教師對傳統(tǒng)的認(rèn)識條件語句進(jìn)行了情境化的設(shè)置，有趣的星際大戰(zhàn)游戲帶來了類似性的游戲方案。在游戲的過程中，將條件語句的主要功能鍵設(shè)為發(fā)現(xiàn)點，學(xué)生一一探究，找到問題的解決方案，在此過程中，不斷加深對條件語句功能鍵的認(rèn)識，通過不同方向的反饋，對知識原點進(jìn)行多項鞏固。2.設(shè)問類比：采用追問式類比思維追問式類比思維是相對于常式教學(xué)而言的，追問式類比思維提供了豐富的可選性內(nèi)容，教學(xué)目的在于創(chuàng)設(shè)一定的變式，為學(xué)生提供復(fù)合型思維方式。因此，教師需要給學(xué)生提供更為豐富的資源，幫助其拓展思維廣度。（1）原設(shè)計《超市購物機(jī)器人》是人工智能單元的內(nèi)容，要求在前面學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，為超市購物機(jī)器人設(shè)計完成任務(wù)的多條路線，解決編寫程序過程中“當(dāng)顧客提出目標(biāo)貨物時”機(jī)器人如何安排路徑的問題，讓學(xué)生初步感知速度和時間的關(guān)系。在常規(guī)設(shè)計中，一般采用“設(shè)置起點和終點→教師講解機(jī)器人行走方式→講授機(jī)器人模塊的編寫方法→學(xué)生操作實踐→教師輔導(dǎo)糾正錯誤→總結(jié)實驗過程”的流程。在實際教學(xué)過程中，學(xué)生按部就班，能夠模仿教師進(jìn)行操作，但是作業(yè)形式單一，缺乏自我的創(chuàng)意。（2）思考焦點在以上的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生思維過程缺乏必要的深度思考的空間，當(dāng)顧客提出的目標(biāo)貨物變化時，機(jī)器人變動情況不靈活，導(dǎo)致任務(wù)達(dá)成率不高。為了幫助學(xué)生進(jìn)入高階思維的層次，需要教師適時提供更為具有適應(yīng)性的變式內(nèi)容，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)遷移的機(jī)會。（3）改進(jìn)型設(shè)計在基于類比思維模型的學(xué)習(xí)中，追問式類比思維是其中重要的一種策略，具體是指教師有目的、有計劃地對命題進(jìn)行合理地轉(zhuǎn)化的過程。教師可在項目主題一致的前提下，不斷更換命題中的非本質(zhì)特征，變換問題中的條件或結(jié)論，轉(zhuǎn)換問題的內(nèi)容和形式，配置實際應(yīng)用的各種環(huán)境，但應(yīng)保留好對象中的本質(zhì)因素，從而使學(xué)生掌握數(shù)學(xué)對象的本質(zhì)屬性。建議設(shè)計思路如下：變式一：求解變式師：在超市購物的過程中，你有沒有遇到什么困難？生1：路徑不平，我的機(jī)器人卡殼了。生2：貨物太高，我的機(jī)器人夠不著。師：你們是怎么解決這個問題的？（學(xué)生討論后，教師給出參考建議）生1：轉(zhuǎn)彎走，在一條路走不通的時候，我們可以換條路。生2：可以把它分成兩段來完成，分段接力解決高度問題。師：把復(fù)雜的問題簡單化，這也是一種方法。變式二：優(yōu)化變式師：假設(shè)機(jī)器人的速度恒定，可以走多遠(yuǎn)呢？生：說出檢測到的數(shù)值。師：如果機(jī)器人取貨時沿這條路線走，需要幾秒移動到最上端。學(xué)生回答如何能移動到位。教師歸納：每個格子的路徑是可測的，機(jī)器人以勻速前進(jìn)，走一個格子需要的時間是確定的。教師提供第二輪學(xué)習(xí)資料：如果加速運(yùn)動，機(jī)器人需要幾秒鐘能到達(dá)貨架？生：探究學(xué)習(xí)素材，并進(jìn)行討論。變式三：感知變式教師提供第三輪學(xué)習(xí)資料：學(xué)生根據(jù)提示找到最優(yōu)路徑，再到場地上去測試。集體演示：觀察多種移動的程序，注意觀察移動的效果，繪制統(tǒng)計表格。得出結(jié)論：超市購物機(jī)器人走同樣的距離，速度快了，時間用得更少了。教學(xué)評析：本課的設(shè)計，突破了單一思路的限制，所有的指令和規(guī)劃都圍繞超市購物的有效路徑展開。學(xué)生已經(jīng)關(guān)注的重點從怎樣用，變?yōu)闉楹我茫軌蜻B接指令形成完整程序。因此，教師采用分步給出學(xué)習(xí)資料，促發(fā)學(xué)生多樣式地思考自我的學(xué)習(xí)過程，并最終找到多種解決方式。在此思維過程中，學(xué)生的活動不只是自我的單一認(rèn)知，而是依靠教師的資源供應(yīng)進(jìn)行深層的自我規(guī)劃和設(shè)計，讓整體思維呈現(xiàn)出積極主動的狀態(tài)，保證了良好的教學(xué)效能。3.動態(tài)類比：關(guān)注形成過程動態(tài)類比思維可以讓教師有目的、有意識地引導(dǎo)學(xué)生從“變”的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)“不變”的本質(zhì)，從“不變”的本質(zhì)中探究“變”的規(guī)律，可以幫助學(xué)生融會貫通，形成動態(tài)的知識鏈接，歸納出類比性的認(rèn)知。因此，動態(tài)類比可有效提升思維的深度。（1）原設(shè)計“H5中插入多媒體素材”是多媒體單元的經(jīng)典課例，常見的教學(xué)設(shè)計一般選用“古詩配畫”的主題，教師提前預(yù)備一定的圖片素材，學(xué)生在第一節(jié)課中完成古詩的錄入，本節(jié)課是為古詩配上相應(yīng)的插畫，讓學(xué)生在現(xiàn)場進(jìn)行練習(xí)。此設(shè)計可以達(dá)到插入圖片的目的，但設(shè)計出的作品千篇一律，缺乏個性設(shè)計，不符合學(xué)科核心素養(yǎng)的要求。（2）思考焦點這樣的教學(xué)流程立意在于教會學(xué)生使用H5中插入多媒體素材的相關(guān)工具，可以運(yùn)用這樣的工具進(jìn)行信息化作品的創(chuàng)作，完成一定的任務(wù)。但是此教學(xué)過程對于學(xué)生來說處于低階思維階段，詩配畫的情境雖有一定的環(huán)境支持，但相對于H5的綜合要求有一定的素材限制。因此，此過程沒有調(diào)動自身的思維進(jìn)行深層的意義學(xué)習(xí)，不符合學(xué)科要求。（3）改進(jìn)型設(shè)計在基于動態(tài)類比思維模型的學(xué)習(xí)中，聚焦關(guān)注思維的形成過程。通過學(xué)生的自我規(guī)劃，明確自我的學(xué)習(xí)需求，如主題是否清晰？是否能夠改變圖形的樣式？改變后能否達(dá)成既定的效果？多個任務(wù)完成后，同伴協(xié)助個人整理自己的學(xué)習(xí)流程，完成知識的梳理。建議設(shè)計如下：課題名稱：《清明節(jié)的故事》認(rèn)知重點：制作一幅清明節(jié)的形象宣傳H5，突出節(jié)日的典故、各地的風(fēng)土人情、不同時代的文化痕跡等。動態(tài)選擇：依據(jù)自身的喜好，組成不同的項目小組——歷史溯源組、外出采風(fēng)組、技能合成組、文字優(yōu)化組、編輯制作組。①溯源類比：清明節(jié)的來歷——編輯照片（照片、導(dǎo)入電腦、規(guī)范尺寸）。②文化類比：清明節(jié)的往事——選擇適宜的背景。③形式類比：清明節(jié)的傳統(tǒng)祭奠方式——介入對應(yīng)的識別工具。④展示類比：展示各小組的“清明節(jié)的故事”H5作品。⑤迭代類比：討論修改團(tuán)隊的作品。⑥互動類比：召開交流互動會，推薦自己的作品。⑦反思類比：評選“最佳文化獎”“最深厚的歷史”“最悠久的故事”等多種獎項。⑧各小組根據(jù)反饋意見修改自己的作品。教學(xué)評析：在本節(jié)課的設(shè)計中，教師不斷弱化技術(shù)主線，突出反思過程，給學(xué)生充分的思考空間，不斷進(jìn)行自我作品的調(diào)整，因此學(xué)生能夠有機(jī)會進(jìn)行自我認(rèn)知規(guī)整和內(nèi)容梳理，建立起個性化的表達(dá)形式。在本課綜合練習(xí)環(huán)節(jié)，教師跳出原有的框架，讓學(xué)生進(jìn)行綜合整理房間的練習(xí)，看似離開了主題，卻給學(xué)生更為豐富的主觀設(shè)計的機(jī)會，及時對原有的知識技能進(jìn)行鞏固，深化了思維的深度，因此收到了良好的教學(xué)效果?！耦惐人季S模型在信息技術(shù)教學(xué)中應(yīng)用的關(guān)注點類比思維模型在義務(wù)教育階段教學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用，在多學(xué)科中均有著豐富的教學(xué)實踐。帶有類比思維模型設(shè)計理念的教學(xué)，可以促進(jìn)學(xué)生思維的可見度，拓展學(xué)生思維的廣度和深度，延伸思維的范疇，供給學(xué)生更有針對性的學(xué)習(xí)資源和認(rèn)知途徑。在進(jìn)行基于類比思維模型的設(shè)計中，要關(guān)注以下幾點內(nèi)容：其次，類比資料的有效供應(yīng)。思維的不斷深入需要學(xué)習(xí)資源的保證，類比資料應(yīng)具有同質(zhì)性的特點，并能根據(jù)生源的