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摘要：初中計算思維教學(xué)要嵌入真實的社會現(xiàn)實情境，讓學(xué)生在真實問題解決過程中提升思維品質(zhì)和發(fā)展?jié)摿Α１疚目偨Y(jié)和提煉了初中計算思維教學(xué)策略，強調(diào)要將真實問題、問題解決和反思分享作為計算思維發(fā)展的起點、支撐和升華，并以“智能聲控燈”項目為例闡釋了基于真實問題解決的初中計算思維教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞：計算思維;初中;真實問題解決;教學(xué)策略

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2021）21-0058-02

《普通高中信息技術(shù)課程標準（2017年版）》中明確將計算思維作為信息技術(shù)學(xué)科四大核心素養(yǎng)之一，它起到了核心與引領(lǐng)的作用。計算思維教學(xué)從現(xiàn)實世界中的真實情境引入，采用項目學(xué)習(xí)方式，在解決真實問題的過程中將現(xiàn)實問題界定、抽象特征、設(shè)計解決算法并不斷優(yōu)化，最終形成解決方案，提升計算思維。計算思維教學(xué)在運用計算機科學(xué)解決實際問題的過程中讓學(xué)生獲得并積累學(xué)習(xí)經(jīng)驗，形成更高層次的計算思維能力。下面，筆者以“智能聲控燈”項目為例，闡釋基于真實問題解決的初中計算思維教學(xué)策略。

真實問題：計算思維發(fā)展的起點

真實問題是初中生計算思維發(fā)展的起點。教師給出的真實問題要恰到好處，既要喚起學(xué)生的探索興趣和學(xué)習(xí)動機，又要引導(dǎo)學(xué)生進行學(xué)習(xí)和跨越。在開展初中計算思維教學(xué)時，教師要將初中生的計算思維發(fā)展內(nèi)嵌于真實的生活和學(xué)習(xí)問題解決當中，讓學(xué)生在主動解決真實問題的過程中不斷將習(xí)得的計算機科學(xué)原理、概念和知識與具體、復(fù)雜的真實生活情境結(jié)合起來，實現(xiàn)計算思維“行”與“知”的有機融合，從而形成對計算機科學(xué)知識的建構(gòu)和計算思維能力的內(nèi)化。

例如，在準備“智能聲控燈”項目時，筆者在教學(xué)的開始階段為學(xué)生展示了日常生活和學(xué)習(xí)等場所隨處可見的聲控燈，并播放有人在樓梯跺腳燈亮的視頻，引發(fā)了學(xué)生的共鳴，自然引出問題：“本次課，我們能否用40分鐘時間完成這樣的智能聲控燈？”真實的生活情境、真實的問題，自然引發(fā)了學(xué)生自主探索和合作研究解決問題的動機。貼近學(xué)生生活經(jīng)驗的真實問題恰好破解了“智能聲控燈”項目“開頭難”的教學(xué)難題。

問題解決：計算思維發(fā)展的支撐

計算思維并不是需要以與計算機解決問題相同的方式解決問題，而是鼓勵使用計算機科學(xué)概念和思維進行問題解決。問題解決是學(xué)生發(fā)展計算思維必須遵循的過程和經(jīng)驗。學(xué)生計算思維的發(fā)展就是要讓學(xué)生在完整的問題解決過程中增長和內(nèi)化?；趩栴}解決的教學(xué)模式是較好的計算思維培養(yǎng)教學(xué)模式，教師不應(yīng)將計算思維當成知識和技能去教授，而是要讓學(xué)生在經(jīng)歷中發(fā)展，在體驗中提升，只有這樣才能使其發(fā)展有效的計算思維能力。教師在教學(xué)過程中可以用若干個問題引導(dǎo)學(xué)生的思維走向，引導(dǎo)學(xué)生建立分析—解決問題的思考架構(gòu)，即思維建模和問題建模。

例如，筆者在開展“智能聲控燈”項目時，讓學(xué)生經(jīng)歷了問題解決的全過程：①提出問題。教師提出一個大問題：“要實現(xiàn)智能聲控燈，我們應(yīng)該做什么？”然后，學(xué)生嘗試將大問題分解為小問題。問題1：智能聲控燈需要哪些硬件？問題2：用自然語言怎么描述這個問題解決辦法？②設(shè)計方案。學(xué)生自主學(xué)習(xí)閱讀資料，選出合適的開源硬件，并經(jīng)過討論、構(gòu)思、設(shè)計，初步提出“如果有聲音，燈亮”，解決問題的模型初步成立。③程序設(shè)計。在項目設(shè)計時總結(jié)的程序邏輯是：如果有聲音，燈亮。于是引出問題：有聲音，聲音值到底是多少？進而教師演示對聲音值的觀測，學(xué)生觀察并得出結(jié)論：聲音越大，數(shù)值越大。④項目優(yōu)化。優(yōu)化方案其實是剛才聲控燈的舉一反三，再接一個光線傳感器，當檢測出光傳感器是晚上，燈亮。⑤項目評價。最終班級學(xué)生分小組進行展示，有的小組實現(xiàn)了智能聲控燈1.0版本（如果有聲音，燈亮一會兒），有的小組實現(xiàn)了智能聲控燈2.0版本（如果晚上有聲音，燈亮一會兒），大家又繼續(xù)討論。

反思分享：計算思維的升華

計算思維作為一種思維方式，不是以編寫一個程序或創(chuàng)造一個物品為目的，而是以學(xué)生思維方式的形成和提升為目的。問題解決過程很重要，但問題解決之后的反思與分享也非常重要。只有不斷地反思和分享，才能夠持續(xù)地升華計算思維，促進計算思維的不斷深化理解和內(nèi)化生成。思維發(fā)展的最后是自我認知與對世界認知的相互融合，學(xué)生通過梳理小組在解決問題過程中出現(xiàn)的問題以及解決方案，依托合作學(xué)習(xí)不斷地促進反思的形成。學(xué)生通過對自己和小組的智能聲控燈作品進行創(chuàng)意闡釋和功能介紹，加深了對產(chǎn)品創(chuàng)意創(chuàng)造的理解;在分享過程中的質(zhì)疑和批判也使思維不斷地升華，使學(xué)生認識到自身的不足，肯定了自身的優(yōu)點，感受到了自己的價值。

結(jié)束語

綜上所述，“智能聲控燈”項目從開始的真實情境中引出了真實問題，經(jīng)歷了分析問題、方案設(shè)計、程序設(shè)計、開發(fā)調(diào)試和反思分享這一過程，最終解決了該問題?？傮w的教學(xué)效果證明，真實問題、問題解決和反思分享是計算思維提升和發(fā)展的關(guān)鍵策略，值得在初中信息技術(shù)教學(xué)中推廣和普及。當然，“智能聲控燈”項目在實施過程中，仍有不足和局限性，仍然需要教師進一步挖掘問題深度，做好問題解決過程的支持和引導(dǎo)。目前，基于問題解決的計算思維培養(yǎng)的研究與應(yīng)用還相當有限，還需要進一步深入研究。