林賽雅

● 計(jì)算思維教育的宗旨

計(jì)算思維是一種能夠把問題及其解決方案表述成為通過計(jì)算工具進(jìn)行信息處理的形式化思維過程，[1]即個(gè)體運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的思想方法，在形成解決方案的過程中產(chǎn)生的一系列思維活動(dòng)，包括發(fā)現(xiàn)問題、抽象問題、構(gòu)造模型，再利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)化解決同類問題的一系列過程與方法。所以，課堂應(yīng)當(dāng)以學(xué)生為主體，從實(shí)際問題出發(fā)，引導(dǎo)他們積極思考，通過問題的抽象、形式化、構(gòu)造和自動(dòng)化過程，努力達(dá)成“信息技術(shù)解決問題方法的掌握、認(rèn)知思維的發(fā)展和人機(jī)互動(dòng)的理解”的培養(yǎng)目標(biāo)。教師應(yīng)精心設(shè)計(jì)課堂活動(dòng)，努力使內(nèi)容更加貼近學(xué)生的生活與學(xué)習(xí)，在真實(shí)體驗(yàn)與實(shí)踐中發(fā)展學(xué)生利用信息技術(shù)思考與解決問題的獨(dú)特能力。

● 基于真實(shí)情境的項(xiàng)目式教學(xué)讓“計(jì)算思維”落地

項(xiàng)目式教學(xué)是一種基于真實(shí)情境的系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)和研究活動(dòng)。項(xiàng)目式教學(xué)最顯著的特點(diǎn)是“以項(xiàng)目為主線、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體”，使學(xué)生走向綜合性學(xué)習(xí)，走向體驗(yàn)式學(xué)習(xí)，走向個(gè)性化學(xué)習(xí)。

在筆者所在學(xué)校的高中通用課堂上，當(dāng)通用技術(shù)教師提問，暫無學(xué)生主動(dòng)發(fā)言回答時(shí)，教師會(huì)用搖號(hào)器隨機(jī)抽取一個(gè)學(xué)生回答。生活中還有許多地方也會(huì)用到隨機(jī)搖號(hào)工具，如班會(huì)課中的幸運(yùn)同學(xué)的產(chǎn)生等。所以筆者在算法與VB程序設(shè)計(jì)單元教學(xué)中設(shè)置了基于真實(shí)情境的“隨機(jī)搖出本班級(jí)同學(xué)姓名”的項(xiàng)目活動(dòng)?！半S機(jī)搖號(hào)”項(xiàng)目式教學(xué)方案實(shí)施課時(shí)安排如下表所示。

第一課時(shí)在學(xué)生著手設(shè)計(jì)界面之前，教師不提供參考效果。這種做法旨在讓學(xué)生更好地體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題、主動(dòng)思考、著手設(shè)計(jì)、解決問題的過程。另外，本課時(shí)有一個(gè)重要環(huán)節(jié)——編號(hào)。教師引導(dǎo)學(xué)生思考搖號(hào)程序：“搖出的是什么號(hào)？”“學(xué)號(hào)OR序號(hào)？”“班級(jí)學(xué)生學(xué)號(hào)不連續(xù)，搖學(xué)號(hào)是否恰當(dāng)？”“若搖序號(hào)，你準(zhǔn)備如何編寫序號(hào)？”“各序號(hào)對(duì)應(yīng)的又是誰？”教師根據(jù)學(xué)生的思路逐步引導(dǎo)，學(xué)生思考后得出的結(jié)論會(huì)更深刻，符合項(xiàng)目式學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生綜合能力培養(yǎng)的特點(diǎn)。學(xué)生從Rnd函數(shù)總結(jié)出特定范圍內(nèi)的隨機(jī)整數(shù)的表達(dá)式，初步體現(xiàn)了計(jì)算思維的培養(yǎng)。

第二課時(shí)教師引導(dǎo)學(xué)生從生活經(jīng)驗(yàn)和自己的想法出發(fā)，對(duì)第一課時(shí)實(shí)現(xiàn)的搖號(hào)程序找找茬，順理成章引出計(jì)時(shí)器控件。該課時(shí)看似只是增加了計(jì)時(shí)器，但學(xué)生要正確處理按鈕、計(jì)時(shí)器之間的關(guān)系，也并非易事。首先，學(xué)生需要厘清：“搖號(hào)過程由誰實(shí)現(xiàn)？是計(jì)時(shí)器還是按鈕？”“既然是計(jì)時(shí)器實(shí)現(xiàn)，那么按鈕是否無用了？”“按鈕有用，它的作用又是什么呢？”“開始停止一定需要兩個(gè)按鈕嗎？”“若一個(gè)按鈕如何實(shí)現(xiàn)？”此外，學(xué)生還需通過調(diào)試確定恰到好處的搖號(hào)頻率，總結(jié)計(jì)時(shí)器Interval屬性值設(shè)為多少合適。這個(gè)過程可以引導(dǎo)學(xué)生在用分析問題和用計(jì)算機(jī)解決問題時(shí)要逐步形成適宜計(jì)算機(jī)處理的問題的解決思路，亦可建立模型或模擬解決方案的意識(shí)。

第三、四課時(shí)根據(jù)學(xué)生在第二課時(shí)中提出的程序的另一缺點(diǎn)——僅顯示序號(hào)未顯示姓名，引出這兩課時(shí)程序要改進(jìn)的方向。第三課時(shí)先小范圍進(jìn)行搖號(hào)，即將小范圍的學(xué)生的姓名和學(xué)號(hào)分別存入兩個(gè)數(shù)組，根據(jù)隨機(jī)序號(hào)提取姓名和學(xué)號(hào)。請(qǐng)學(xué)生思考：這樣的解決方案有何不足？引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)兩個(gè)明顯的缺點(diǎn)：①學(xué)生數(shù)量較多的情況下，數(shù)組元素賦值麻煩。②程序只能搖出數(shù)組中的學(xué)生，換一批學(xué)生就無法搖出來。從而有了第四課時(shí)，從前一課時(shí)到后一課時(shí)水到渠成，自然過渡，此過程也進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生計(jì)算思維能力。

第五課時(shí)是為分層教學(xué)而設(shè)計(jì)。項(xiàng)目式教學(xué)存在的常見問題：大部分學(xué)生可以跟上教師設(shè)定的教學(xué)方案和教學(xué)進(jìn)度，但由于多堂課完成一個(gè)完整的項(xiàng)目，有少部分學(xué)生漸漸地就掉隊(duì)了。所以，筆者設(shè)置第五課時(shí)這樣一個(gè)提高型的教學(xué)任務(wù)和目標(biāo)，有能力者探究實(shí)現(xiàn)，其間教師適當(dāng)引導(dǎo)，更深一步提高學(xué)生的計(jì)算思維。進(jìn)度慢的學(xué)生則先保證實(shí)現(xiàn)基本目標(biāo)。這樣的設(shè)計(jì)也體現(xiàn)了項(xiàng)目式教學(xué)研究性的特點(diǎn)，體現(xiàn)了信息技術(shù)學(xué)科重視學(xué)生全面而又個(gè)性化發(fā)展的特點(diǎn)。

這樣的項(xiàng)目式教學(xué)設(shè)計(jì)，不僅僅為了學(xué)習(xí)VB語言，更重要的是學(xué)生可以完完整整地體驗(yàn)從真實(shí)問題出發(fā)，到問題分析，再到最后問題解決的整個(gè)過程。而此過程中，VB僅僅是實(shí)現(xiàn)問題解決的一個(gè)合適的工具。學(xué)生學(xué)會(huì)面對(duì)復(fù)雜問題時(shí)，要怎樣抽絲剝繭，一步一步分析問題，提取關(guān)鍵數(shù)據(jù)，建立基本模型，最后再用程序語言實(shí)現(xiàn)的完整步驟。

● 結(jié)束語

在基于真實(shí)問題解決理念的算法與程序?qū)W習(xí)中，通過對(duì)不同實(shí)際問題的分析、建模、編程、執(zhí)行、優(yōu)化等步驟，學(xué)生的計(jì)算思維能力能夠得到大幅度的提升。但在這個(gè)過程中，教師必須從學(xué)生學(xué)習(xí)與生活的實(shí)際出發(fā)，選擇恰當(dāng)?shù)捻?xiàng)目，設(shè)計(jì)有助于將思維活動(dòng)更細(xì)化展開的活動(dòng)，在解決問題的過程中，借助計(jì)算機(jī)等科學(xué)工具將人類思維中的輸入、編碼、儲(chǔ)存、加工、輸出顯性地表現(xiàn)出來[2]，讓學(xué)生在感知與體驗(yàn)中，不斷習(xí)得解決較為復(fù)雜的問題所需要的計(jì)算方法，深化計(jì)算思維，進(jìn)而落實(shí)計(jì)算思維能力的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]李鋒，王吉慶.計(jì)算思維教育：從“為計(jì)算”到“用計(jì)算”[J].中國電化教育，2015（10）：6-10.

[2]龔靜，侯長林，張新婷.計(jì)算思維能力發(fā)展模型與教學(xué)程序研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2018（04）：48-54.