面向計算思維培養(yǎng)的高中信息技術(shù)教學(xué)模式探究

【摘要】計算思維是學(xué)生重要的核心素養(yǎng)之一，對學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和發(fā)展意義重大。本文提出了在高中信息技術(shù)課程中，面向?qū)W生計算思維培養(yǎng)的分層教學(xué)模式，闡述了模式構(gòu)建的原則、具體內(nèi)容和實施過程，旨在提高不同層次學(xué)生的計算思維，最終提高高中信息技術(shù)教學(xué)效果?！娟P(guān)鍵詞】計算思維；高中；信息技術(shù)在信息化社會中，計算思維作為一種基礎(chǔ)的思維能力，其重要性日益凸顯。因此，教育界開始重視計算思維的系統(tǒng)培養(yǎng)，自2018年頒布《高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》起，計算思維被正式納入教學(xué)核心素養(yǎng)。在計算思維培養(yǎng)過程中，不同學(xué)生之間存在思維能力差異，應(yīng)用分層教學(xué)模式可以提供更加個性化和適宜的教學(xué)策略，使每位學(xué)生都能在其自身的基礎(chǔ)上得到最合適的發(fā)展。本研究將在現(xiàn)有分層教學(xué)模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行深入探索和創(chuàng)新，通過重新思考和調(diào)整教學(xué)策略，構(gòu)建一個專門針對計算思維能力培養(yǎng)的教學(xué)模式，從而更有效地激發(fā)和提升學(xué)生的計算思維能力。計算思維培養(yǎng)下分層教學(xué)模式的構(gòu)建原則計算思維培養(yǎng)的分層教學(xué)模式是一個復(fù)合型教學(xué)策略，其構(gòu)建原則主要包括雙主性原則、指向性原則和反思性原則。雙主性原則強調(diào)學(xué)生主體性和教師主導(dǎo)性的協(xié)調(diào)。在這一原則下，教學(xué)設(shè)計始終圍繞學(xué)生需求展開，通過動態(tài)分層、問題情境創(chuàng)設(shè)、自主探究、合作學(xué)習(xí)及展示交流等多種教學(xué)活動，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和思考能力。指向性原則以計算思維能力和思維態(tài)度為教學(xué)的核心目標(biāo)，通過具體的教學(xué)環(huán)節(jié)，如任務(wù)探究和課堂練習(xí)，使學(xué)生在實際操作中不斷運用和深化計算思維，從而提升解決問題的能力和創(chuàng)造性思維。反思性原則注重在教學(xué)流程中加入學(xué)生的自我反思和評價。這不僅有助于學(xué)生對已學(xué)知識的鞏固和深化，還能促進(jìn)知識的遷移和運用，提高學(xué)生適應(yīng)未來社會發(fā)展的能力。計算思維培養(yǎng)下分層教學(xué)模式構(gòu)建1．分層教學(xué)內(nèi)容設(shè)計學(xué)生分層：學(xué)生分層是基于學(xué)生的基礎(chǔ)知識水平、計算思維能力和意識態(tài)度，通過對“算法與程序?qū)崿F(xiàn)”的掌握情況、問題界定分解能力、算法設(shè)計能力及優(yōu)化遷移能力的評估，學(xué)生被分為A、B、C三個層次。此外，為保護(hù)學(xué)生隱私并避免標(biāo)簽化，采用隱性分層方法，即學(xué)生不被告知其所在層次，而是通過小組合作的方式進(jìn)行教學(xué)[1]。教學(xué)目標(biāo)分層：根據(jù)不同層次的學(xué)生設(shè)定不同的學(xué)習(xí)目標(biāo)，分為基礎(chǔ)目標(biāo)、發(fā)展目標(biāo)和拓展目標(biāo)。這樣的設(shè)置旨在使每個層次的學(xué)生都能在適合自己的層次上獲得成長，從簡單的問題解決到能夠運用復(fù)雜算法解決問題。輔導(dǎo)分層：在教學(xué)過程中，教師及高層次學(xué)生（A層學(xué)生）根據(jù)學(xué)生層次提供針對性輔導(dǎo)，如重點知識梳理和課堂任務(wù)關(guān)鍵分析等。這種分層輔導(dǎo)旨在提供更個性化的教學(xué)支持，確保每位學(xué)生都能理解和掌握課程內(nèi)容[2]。練習(xí)分層：課堂練習(xí)根據(jù)學(xué)生的層次設(shè)計不同難度的題目。學(xué)生可以根據(jù)自身能力選擇適合自己的練習(xí)題，教師則觀察并鼓勵學(xué)生嘗試更高難度的題目，以促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。作業(yè)分層：教師根據(jù)學(xué)生的不同層次對課后作業(yè)進(jìn)行分層，以確保每位學(xué)生都能夠在適宜的難度水平上進(jìn)行練習(xí)和鞏固，促進(jìn)知識的長期記憶和應(yīng)用能力。評價分層：教師采用過程性評價和總結(jié)性評價的結(jié)合方式，重視課堂表現(xiàn)和課后作業(yè)的評價，同時記錄學(xué)生在課堂活動中的具體表現(xiàn)，以數(shù)據(jù)化的方式為師生提供參考。2.分層教學(xué)過程設(shè)計面向計算思維培養(yǎng)的分層教學(xué)活動過程設(shè)計如下。情境引入：本環(huán)節(jié)通過呈現(xiàn)實際問題情境，激發(fā)學(xué)生的興趣和參與意愿。教師與學(xué)生互動，幫助學(xué)生界定問題的本質(zhì)，將復(fù)雜問題分解為可管理的子問題。問題探究：在此階段，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，將分解后的問題轉(zhuǎn)化為具體的任務(wù)，進(jìn)行獨立思考并與同伴合作探討。小組合作討論：通過小組合作討論，學(xué)生可以共同研究問題，分享各自的見解，并集體制定解決方案。知識小結(jié)：在此環(huán)節(jié)中，學(xué)生將通過上機編程測試他們的解決方案，并對方案進(jìn)行評估和優(yōu)化。此過程不僅幫助學(xué)生形成有效的解題技巧，還通過小結(jié)和反思，加深對相關(guān)知識和方法的理解。分層練習(xí)：練習(xí)環(huán)節(jié)根據(jù)學(xué)生的層次設(shè)計不同難度的題目，使每位學(xué)生都能在適合自己的難度水平上進(jìn)行練習(xí)。課堂評價：通過實時記錄學(xué)生在課堂上的活動和表現(xiàn)，包括討論參與度和合作質(zhì)量，教師可以更好地了解每位學(xué)生的進(jìn)步和學(xué)習(xí)狀態(tài)，從而為后續(xù)的教學(xué)活動提供調(diào)整依據(jù)。分層作業(yè)：課后作業(yè)分層設(shè)計，確保每位學(xué)生都能在課下繼續(xù)鞏固和擴展在課堂上學(xué)到的知識。作業(yè)的層次設(shè)置讓學(xué)生根據(jù)自己的能力選擇適當(dāng)難度的任務(wù)，從而實現(xiàn)知識的遷移和應(yīng)用[3]。計算思維培養(yǎng)下分層教學(xué)模式的應(yīng)用1．教學(xué)分析和目標(biāo)設(shè)定本案例設(shè)計以高中信息技術(shù)中編程基礎(chǔ)章節(jié)中，有關(guān)“算法的概念及描述”的內(nèi)容為例，探究計算思維培養(yǎng)的分層教學(xué)模式。教材分析：教材內(nèi)容主要集中于算法的基本概念和描述方法。首先，確保學(xué)生明白算法的定義和基本特性，然后引導(dǎo)學(xué)生掌握算法的不同描述方法，如自然語言法、流程圖法等。學(xué)情分析：學(xué)生在此之前已經(jīng)對數(shù)據(jù)概念有所了解，但對算法的具體概念和描述方式知之甚少。雖然在初中階段簡單接觸過程序算法，但對其深入理解尚顯不足。因此，本節(jié)課的重點是幫助學(xué)生理解算法的基本概念及其描述方式，而不深入程序代碼的具體語法。教學(xué)目標(biāo)：教師設(shè)置三個層次的目標(biāo)以適應(yīng)不同層次的學(xué)生。C層目標(biāo)是讓學(xué)生理解算法的定義和基本特征，并能用簡單的自然語言或流程圖解決基本問題。B層目標(biāo)要求學(xué)生不僅理解算法的概念，還能使用偽代碼等方法解決問題。A層目標(biāo)則進(jìn)一步要求學(xué)生熟練掌握各種算法描述方法，并能選擇合適的方法解決一般性問題。此外，素養(yǎng)目標(biāo)強調(diào)利用現(xiàn)代化學(xué)習(xí)資源如微視頻和Python軟件輔助學(xué)習(xí)，并體驗計算思維在解決問題中的應(yīng)用。教學(xué)重難點：教學(xué)的重點在于確保學(xué)生理解算法的基本定義、特征和描述方法。難點則是讓學(xué)生能夠理解并運用這些算法來解決實際問題，尤其是在選擇合適的描述方法上需要更多的指導(dǎo)和實踐。2.教學(xué)實踐過程主要教學(xué)過程按照分層教學(xué)模式的過程實施，首先，教師給出一個高一新生報道的流程圖，并描述流程圖的內(nèi)容，以及最終完成的結(jié)果，使學(xué)生們了解算法的概念。然后，教師給出一系列的問題，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合課本內(nèi)容進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和探究，具體內(nèi)容涉及算法的定義、什么是計算機程序設(shè)計、什么是枚舉算法和算法的特征是什么，通過問答提高學(xué)生抽象概括能力，然后由教師給出小組探究的內(nèi)容。教師可以給定不同難易程度的探究題，讓不同層次學(xué)生進(jìn)行小組合作交流和探究，強調(diào)學(xué)生用計算思維寫出不同的解決方案，提高學(xué)生的算法設(shè)計能力。最后是知識小結(jié)，加深學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的印象，同時教師根據(jù)不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，設(shè)置分層作業(yè)和分層練習(xí)題?？傊?/p>