面向计算思维培养的高中信息技术项目教学模式的研究

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作者:无, 字数:8004

  面向计算思维培养的高中信息技术项目教学开展的价值
  开展项目教学可以提高学生的创造力,这是互联网社会发展背景下学生必备的一种能力。
  首先,项目教学可以帮助学生养成算法思维,应用数字化的分析方法去看待身边的自然现象和自然规律,从而更有逻辑地去思考问题。其次,项目教学方式可以提高学生的协作能力,帮助学生通过小组学习的方式积累旧知识并形成新的认知。除此之外,项目教学方式还可以帮助学生提高问题解决能力和批判性思维能力,使其正确地看待自己的已学知识,分清哪些是精华,哪些是糟粕,哪些需要批判性地继承,哪些需要通过与他人一起探讨得出具体的问题解决路径。
  从本质上来说,培养学生的计算思维就是要坚定学生的开放信心,增强学生的协作能力与承受能力,帮助学生养成正确的思维习惯。[1]
  面向计算思维培养进行项目教学优化设计的路径
  1.优化教学资源和学习资源的配置
  (1)问题导向
  面向计算思维培养进行高中项目教学的优化设计,就是要让学生尽早地接触到算法思维和程序思维,并且通过不同的教学模块,应用目前已经有的一些教学资源和工具,增强学生的思维水平,提高学生思维的活跃度。教师一方面可以利用现有的计算工具和资源,帮助学生认识到实际生活和算法之间的联系,从而锻炼自己的计算机思维能力,另一方面还可以用多样化的教学工具来增强教学的趣味性和丰富性。例如,教师可以利用流程图、思维导图和应用程序帮助学生掌握算法构建的科学步骤,并通过可视化的方式引导学生更好地展现自己的思维过程。在这个过程中教师要注重量化评估,帮助学生按步骤地写下自己每一步的详细计划,以及每一步计划的执行情况和完成情况,通过配合调查和调试等方式引导学生不断优化自己的算法和程序,提高自己的问题解决能力。
  (2)任务设计
  教师要转变死板僵化的教学观念,克服传统的单纯知识灌输的教学方式,在课堂开始之前详细地了解学生的学习需求,给予学生更多的时间来共同探讨学习的目的,也要留足够的时间让学生自主探究。例如,某教师在进行教学设计时,将任务教学的方法带入课堂,除了讲解问题解决的步骤,还引导学生应用程序步骤模拟的方式来进行协作和互动,学生除了模仿教师的解题步骤,还可以应用创造性的思维自主地提出解题步骤,这样就大大激发了学生学习的自信心和深度交流的兴趣。
  2.开展启发式教学
  启发式教学是一种有效的教学干预模式,可以帮助学生养成计算思维。第一,教师在引导学生解决问题的过程中,要先让学生反思与回忆,也就是让学生用已经写好的代码来对应教师提出的问题,探讨这段代码是否可以解决这些问题,帮助学生将自己的思维转化成为目的导向和结果导向的思维。第二,在解决问题的过程中,教师要引导学生分步骤地进行自我反思,并对其他小组成员编写出来的代码进行实质性的审查,探讨自己的代码与其他同学的代码存在哪些异同,通过批判性的思考来探讨自己的不足。第三,在教学的过程中,教师要指出学生存在的思维的局限,依照建构主义教学的观念促进学生与其他学生进行分享。第四,在教学完成之后,教师要引导学生通过写作的方式构建起自己的程序数据库。数据库中可以包含已经构建好的程序,也可以是小组其他同学的作品,甚至是工作总结和小组反思,这样能让学生掌握循序渐进的学习方式。[2]
  3.开展生活化的项目教学
  生活化的项目教学可以拉近学生与计算思维之间的距离。例如,在《模拟摇号》和《红绿调色板》的教学中,某教师通过协作学习的方式,将班级内的学生分为五个学习探究小组,并为这五个学习小组安排了不同层次的任务:小组一的任务是界定问题,小组二的任务是组织和分析问题,小组三的任务是画出程序的抽象图,小组四的任务是进行算法的自动化研究和识别方案的自动化设计,小组五的任务是进行算法的应用迁移。这五个小组在完成自己的任务之后,形成具体的解决方案:将红绿蓝调色板三合一作品通过按钮的调节来对红绿蓝的融入比例进行自动化的控制,通过这种项目设计、策划、实施,学生的自主学习能力大大提升。
  4.注重师生之间的双向互动
  在项目教学中,教师和学生处于平等地位,教师不再是传统课堂的掌控者,而是学生学习的配合者,教师只有扮演好这个角色才能够不断提高学生对计算机内容的关注程度。一方面,在发布任务的过程中,教师要关注学生的实际需求,结合社会热点和编程领域的大事件帮助学生进行细化的任务执行,在这个过程中教师通过督促手段和监管手段维持学生的学习热情;另一方面,教师可以找寻一些教学节点,提出问题解决的关键所在,帮助学生理顺自己的思路,尤其是在学生遇到困难失去信心的时候,要鼓励学生继续进行深化问题研究。当然,教师也要根据学生的反馈情况灵活地进行问题难度的调整,避免学生遇到问题时沮丧和放弃,教师在与学生双向互动的过程中要不断调整好自己的角色定位,促进学生计算思维的培养和态度观念的转变。[3]
  5.开展系统性的综合评价
  系统性评价方式要注重全面,注重综合,教师可以通过自评、互评、教师总结三位一体的评价方式来提高学生学習的系统性。第一,在自评环节,教师可以鼓励学生根据自己写出的程序来探讨是否真正解决了问题,或者离理想状态还有哪些差距。第二,在互评环节,同一个学习小组的学生之间可以先进行互评,互评之后再进行不同组别之间的互评,这种互评也是一种学习交流的过程。第三,在总结评价环节,教师既要评价学生实际解决问题的能力,也要评价学生解决问题的态度,通过多维思考的方式来进行评价。这种多元化的评价机制更有利于激发学生的学习兴趣,而这也是计算思维的一种主要表现,学生只有深刻地认识到计算思维的开放性和灵活性,才能够更加关注自己生活中的多种事物,深化逻辑思考,充分整合资源,应用计算思维来解决问题,提高自己的算法能力和创造能力。
  结语
  将项目教学法应用在学生计算思维培养的过程中,可以全面提高学生的学习兴趣,并且根据学生的思维水平进行差异化的课程设置。另外,对学生计算思维能力的培养,有利于教师从综合的角度看待学生创造力的提升和算法思维的形成,因而教师要关注学生的小组合作,帮助学生养成批判性思维,深化学生问题解决的能力。
  参考文献:
  [1]王海涛.计算机辅助设计课程项目教学改革探索[J].亚太教育,2019(12):17-19.
  [2]蔡燕敏.基于FPGA的“计算机组成原理”实验项目教学改革[J].电工技术,2019(22):158-160.
  [3]田凌.探究计算机中数据表示——认识数据编码项目教学[J].中国信息技术教育,2019(18):17-19.

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