關鍵詞:“發(fā)展性”教學任務;思維空間;信息技術
中圖法分類號:G420 文獻標識碼:A
Python模塊是中職高一年級“信息技術”課程的必修模塊,對學生的數學基礎、邏輯思維能力要求較高。就中職教育現狀來看,學生整體素質要優(yōu)于前幾年。但由于思維能力、信息意識的欠缺,學生難以把生活中的問題與計算機的計算思維相聯系。在利用計算機處理問題時,不會通過數字化及網絡資源來拓展學習并創(chuàng)新,由此可以看出思維能力對于學生的信息技術學習有很大影響,特別是在Python模塊中的影響尤為突出。
1在Python模塊學習中學生思維能力的現狀
1.1邏輯思維欠缺導致學生知識學習受阻
中職學生在初中階段已初步學習了信息技術的相關知識,但是由于學時等限制,以及學生在初中階段多以教師的講授教學為主,學生缺少自我分析、歸納問題的能力,不能獨立進行學科知識的演繹、推理。這種邏輯思維的欠缺對信息技術學習的廣度和深度都有較大的影響,從而導致學生不能從已學知識中找出規(guī)律,總結推理出新知識,使學生的知識學習受到阻礙。
1.2創(chuàng)造性思維欠缺導致學生學科發(fā)展停滯
中職學生的思維方式往往單一,欠缺發(fā)散性思維。他們思考問題方式簡單,不能多角度、多維度、多層次、多結構考慮。學生對于教師教授的知識只能照抄照搬,不會靈活應用所學知識。這種創(chuàng)造性思維的欠缺,導致學生對所學知識只是單純接受,不能對原有知識產生科學的質疑和發(fā)問,不利于學生學科能力的發(fā)展。
1.3發(fā)展性思維欠缺導致學生學習動力不足
Python模塊是新版信息技術的新增模塊,是當下比較流行且簡單易學的一種編程語言。由于學生對于編程語言的固有思維和畏難心態(tài),使其不能積極地去學習Python,且發(fā)展性思維的欠缺也讓他們無法建立Python與其專業(yè)發(fā)展的聯系,由此導致學生學習內動力不足。
2“發(fā)展性”教學任務重構學生“思維空間”的思路
2.1理論參考
2.1.1發(fā)展性教學理論
著名教育家贊可夫認為教學有兩個任務,一是發(fā)展,二是掌握知識獲得技能。學生只有獲得一般發(fā)展后,在此基礎上才能高質量地掌握知識和技能?!耙话惆l(fā)展”是發(fā)展性教學的核心概念,是學生身體和心理的整體性發(fā)展,包括智力發(fā)展,情感、意志、品質、個性特點和集體主義精神的發(fā)展及身體的發(fā)育等各個方面“由簡單到復雜、由低級到高級的運動,由舊的質狀態(tài)到新的更高的質狀態(tài)的上升運動”。
啟示:教學應該用盡可能好的教學效果來促進學生的一般發(fā)展。學生的一般發(fā)展是教學的出發(fā)點與歸屬點。具體表現為Python教學任務的設計要注重其階梯性。
2.1.2思維能力
思維能力是通過分析、綜合、概括、抽象、比較、具體化和系統(tǒng)化等一系列過程,對感性材料進行加工并轉化為理性認識來解決問題的。思維能力是學習能力的核心,包括感知、記憶存儲、邏輯加工、直覺思維、創(chuàng)造性思維和表達等能力。
啟示:培養(yǎng)學生學習能力和思維能力是學習的關鍵。具體為Python教學項目的設計應該分層化,并與生活實際接軌,讓學生從身邊問題出發(fā),分析問題,建立問題與解決問題。
2.2框架構建
應用發(fā)展性教學理論,對教學內容進行梳理,在多個方面與實際應用相結合,幫助學生尋找感興趣的技能點,擅長的知識點,使Python教學能夠成為助力學生終身發(fā)展的學科教育。信息技術學科“思維空間”是由邏輯思維、創(chuàng)造性思維、發(fā)展性思維三條主線構成的三維立體空間。課堂內容落實“知識基礎”促進學生“邏輯思維”形成:課程設置滲透“終身發(fā)展”理念培養(yǎng)學生“創(chuàng)造性思維”:學科知識結合“專業(yè)應用”形成“發(fā)展思維”。具體如圖1所示。
2.3發(fā)展性教學任務設計
根據教學任務的構建,結合學生的基礎、能力、心理等,將學生分成不同的學習群體,教師有針對性地實施分層教學,從而達到不同層次的教學目的。在教學過程中采用不同的教學措施、不同的考核和評價標準,為學生量身打造教學法,使每個層面的學生都能獲得成功的體驗,使學生身心得到整體性發(fā)展。具體如表1所列。
3“發(fā)展性”教學任務重構學生“思維空間”的操作策略
筆者在2022學年擔任22金融1班(40人)、22會計1班(44人)的Python教學,并在22會計1班實施發(fā)展性教學。兩個班入學成績基本平行,以便進行階段性教學效果對比。
3.1任務梯度設計有效助力學生邏輯思維培養(yǎng)
在Python模塊中的循環(huán)結構部分,以for循環(huán)結構項目為例,通過教學任務的階梯遞進,引導學生去歸納、總結、分析、思考、推斷。教學案例設計如下。
案例:for循環(huán)結構
環(huán)節(jié)一:復習回顧,引出新知
教師:前面學習了Phython中海龜畫圖中的一些基本函數的導人和使用,我們一起來看如圖2所示程序,判斷每條語句的意思,并推斷出最后的圖形是什么。
學生:回憶分析程序,指出各語句的意義:第1條是導入庫,第2~3條是設定畫筆屬性(畫筆的顏色及粗細),第4~6條是畫圖部分。推斷出程序結果如圖3所示。
教師:根據上節(jié)課所學,補充程序,繼續(xù)畫一個正方形。
學生:將第4~5行語句重復寫4遍。
設計意圖:通過教師給定程序,復習上節(jié)課所學,并讓學生分析總結,將程序延伸補充,觀察到同樣語句在程序中多次重復出現,引出本節(jié)課的新知識點。
環(huán)節(jié)二:for循環(huán)的基本結構
教師:通過正方形程序的編寫可知,程序中的畫線、轉向都重復了4次,學生用復制粘貼的方式快速完成,這種讓程序從上向下一直逐條執(zhí)行的結構方式叫做順序結構,在Phython中還有另一種語句結構叫做循環(huán)結構,可以讓程序中的某些語句多次重復執(zhí)行。具體流程圖如4所示。今天學習循環(huán)結構中for語句,它的基本格式如下。
圖4流程圖
明晰語句在各部分含義,并用流程圖演示說明程序的執(zhí)行過程,將前面正方形的重復部分改寫成為for循環(huán)為:
for n in range(4):
t.fd(100)
t.left(90)
基礎必做任務1:仿寫編制黃色正方形,邊長為80
學生:仿寫教師布置正方形,改部分數據。
設計意圖:學生通過聽取教師講解,學習抽象的語句結構等概念,總結分析正方形程序,改寫教師程序部分參數,完成仿寫任務,此任務為全體學生都可以完成的基礎任務。
基礎必做任務2:繪制正三角形
教師:引導學生分析問題,討論三角形的特點,推導三角形與正方形的異同。
學生:分析三角形的特點,找出編寫三角形與正方形的區(qū)別。分析需畫三條邊,轉三次方向。所以寫一個循環(huán)3次的for語句,并通過自身數學知識,計算、推演出每次轉向需更改為120。。
設計意圖:總結分析正方形程序,思考正三角形與正方形的區(qū)別,以三角形內角和1800的數學知識為基礎,計算出三角形外角為120°,從而推演出新的程序。
提升必做任務:繪制正多邊形
教師:帶領學生總結分析,三角形、正方形程序編制中,旋轉角度不同是如何推算出來的,引導學生完成正五邊形、正六邊形等正多邊形繪制。
學生:由三角形、正方形的繪制,掌握了轉向度數是多邊形的外角度數,思考回憶數學知識,推算出多邊形外角,編寫出多邊形。
設計意圖:歸納總結出轉向角度,回歸到數學問題,思考推斷出正多邊形外角值,從而改變程序,改變循環(huán)次數和角度。
拓展選做任務:繪制如圖5所示的紅色五角形。
設計意圖:作為課后拓展任務,任務中要求學生復習并掌握for循環(huán)結構,該任務中涉及星形繪制的轉變角度,由于學生的數學基礎不同,學生課后可通過各種方式研究星形轉向方法。
環(huán)節(jié)三:for循環(huán)的應用
由正多邊形程序發(fā)現,循環(huán)體中轉向函數的參數,與循環(huán)變量n存在關系,本環(huán)節(jié)將繪制有規(guī)律的復雜圖形,來學習通過與循環(huán)變量建立關系而完成作圖的循環(huán)應用。
提升必做任務1:新建相切圓.py,完成如圖6所
示圖形的繪制
教師:帶領學生觀察圖形,分析示例圖的特點,引導學生發(fā)現規(guī)律。
學生:觀察發(fā)現相切圓的特點,同一點相交,半徑有規(guī)律遞增,歸結到程序中,循環(huán)次數為10次,轉變?yōu)镻hython中的for語句為:“for n in range(10):”,由于半徑規(guī)律變化,可以試著寫成這樣的循環(huán)體:“circle(50+10*n)”。
設計意圖:引導學生總結出半徑的規(guī)律變化,建立與循環(huán)變量的關系,再通過編好的程序和學生一起執(zhí)行,來推演出每次循環(huán)中,變量的變化、循環(huán)體中參數的變化,并找出規(guī)律,了解循環(huán)結構中各參數的多變性,以及連動后程序的變化。任務可在教師的提示下完成。
提升必做任務2:新建方形線圈.py,完成如圖7所示圖形的繪制。
設計意圖:根據相切圓,觀察圖形,小組討論推理出畫線參數的變化,完成任務的編制,是任務1的進階。
提升選做任務:用Phython編寫螺旋線.py,如圖8所示。
設計意圖:該任務為選做內容,基本與前面任務相同,找出它的特點,建立變量與循環(huán)體的聯系,參考代碼如下:
import turtle as t
for n in range(30):
t.fd(4*n+5)
t.left(71)
3.2任務與專業(yè)契合度設計有助于學生發(fā)展性思維形成
中職學校基于學生專業(yè)特點不同,其職業(yè)發(fā)展需求不同,根據學生專業(yè)差異,設計與專業(yè)相關的教學任務,進行Python模塊的學習,形成發(fā)展性思維。
以會計金融專業(yè)為例,在實習工作中發(fā)現,畢業(yè)生經常會對公司庫存信息、銷售情況等數據進行錄入處理、數據分析等,辦公中常常會使用Excel軟件,進行批量數據的錄入、分析、處理,為此基于學生實習工作中常見問題,在Phython模塊教學中設計如下項目。
某品牌的飾品工作室需要做一個飾品的出入庫登記表。飾品圖片約300張,分別存在3個文件夾。訴求是:每張圖片的尺寸不一致,但存放到文件夾里圖片的尺寸要求一致。
項目前期準備工作:(1)新建文件夾“zhubao”;(2)在“zhubao”文件夾中新建3個文件夾,分別命名為tupianl,tupian2,tupian3;(3)將要處理的圖片分別存放到tupianl,tupian,tupian3文件夾中;(4)對tupianl,tupian2,tupian3文件夾里的圖片進行重命名,命名如tul,tu2,tu3等;(5)在“zhubao”文件夾中新建1個Excel文件,命名為“庫存表.Xlsx”:
(6)在“zhubao”文件夾中新建1個shipin. py文件。具體如圖9所示。
項目拆分為:
子項目1:插入1張圖片(圖10)。
子項目2:插入4張圖片。
項目完整代碼為:
import openpyxl
wb= openpyxl.load_workbook('庫存表.Xlsx')
ws= wb['圖3']
ws.row_dimensions[3].height=80
img=openpyxl. drawing. image. Image('tupian3\tul.jpeg')
img.width=114
img.height=101
ws.add_image( img, 'B3')
wb.save('結果1—庫存表.Xlsx')print('程序結束!')
通過設計這個任務項目,讓學生了解了Python模塊與Excel相關的模塊庫,并讓學生分層漸進地學習了相應的庫命令、函數,讓學生了解Python模塊與本專業(yè)實習工作的聯系,讓學生看到學以致用的方向,將學習目標著眼于未來的工作,激發(fā)學生的學習興趣,增加其學習內動力,促進發(fā)展性思維的形成[1]。
3.3任務的空間拓展助力學生創(chuàng)造性思維的激發(fā)
傳統(tǒng)的“信息技術”課程教學,將任務學習限定在學校教室、機房,使學生的思維固化在教材書本,局限于教師指導的方向,而發(fā)展性教學任務打破以機房教學為主的教學方式,將任務空間拓展,更能激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維。
3.3.1競賽激勵拓思維
傳統(tǒng)教學,固化于書本,會讓學生產生固化思維,限制學生的想像力。競賽機制,可以增加學生的勝負欲,激發(fā)學生學習內在動力,尋找與書本所教的不同學習內容、方法。通過課外學習,不僅拓展學習廣度,也讓學生打破固有思維,找到更多解決問題的方法。
3.3.2崗位體驗拓思路
學生在校學習就是把書本知識學會,卻脫離了生活實際。比如,用程序畫一個三角形、屏幕輸出菱形等,學生雖然學會了知識點,但卻不知道將這些知識應用到哪里。而崗位體驗讓學生從工作實際需求出發(fā),在工作崗位上發(fā)現問題,帶著問題再回到書本、網絡上去尋求解決問題的方法,這樣有的放矢的學習拓寬了學生的學習思路,激發(fā)了其學習的創(chuàng)造力。
3.3.3企業(yè)應用拓眼界
聘請企業(yè)編程人員展示Python模塊的應用,實用有趣的程序,不只是好看好玩,還能解決生活實習中的實際問題,使學生感受到編程給工作生活帶來的便利,打開眼界,讓學生看到不一樣的程序語言世界。
3.4“思維能力”評價量表助力學生思維能力全面提升
構建符合學生自身特點的發(fā)展性評價,不同層次的學生給定不同的學習任務,對其學習目標也進行了分層,不再以“一刀切”的一套試卷題分值作為評價,而是把學生評價分為4個等級:不合格、合格、良好、優(yōu)秀。并設了加分項,獨立完成超越自身層次的任務,即給予加分。
4實踐反思
4.1梯度導學,成績顯著提升
通過實驗班與對照班的學生問卷調查(表2)可以看出,實驗班學生對Python模塊的學習能力和積極性與對照班有明顯區(qū)別。這說明分層教學這種模式在Python模塊中的應用,適合不同學生對教學內容、組織形式的不同需求,極大地激發(fā)起學生學習計算機編程課的興趣,學生的核心素養(yǎng)能力也大幅度提高。特別是實驗班的學生在課外查閱Python模塊資料以及課外自學自練的人次顯著高于對照班。在進行探究性學習的過程中,學生不斷追求新的目標,遇到問題主動請教教師或搜集資料尋找解決的方案,對于形成持續(xù)穩(wěn)定的學習興趣產生積極的影響。
4.2學其所好,踐行美好教育
每個學生都有不同的學習目標,每個學生都可以完成各自的分層任務,學其所好,學其所能。任務完成的成就感,提高了學生學習的興趣,根據天資不同,揚長避短,各行其樂,共創(chuàng)和諧氛圍。
4.3服務專業(yè),助力未來發(fā)展
發(fā)展性教學根據學生的天資、專業(yè)需求的不同,因材施教,設置階梯任務,因勢利導,引導學生主動學習,參與到學習中,滿足自我需求,實現自我價值。學生可以通過Python模塊的學習,拓展專業(yè)知識技能,增強專業(yè)競爭力;可以通過程序學習,提高數學思維,并遷移學習方法,促進其他學科的學習;愛好編程的學生通過深度學習,越學越有興趣,在編程競賽中不斷提升自我。
在Python模塊的實踐探究過程中,學生的差異性對教學提出了更多的要求。今后我們將繼續(xù)探索,與實際應用相結合對教材進行整合,讓更多的學生愛上Python模塊學習。
作者簡介:
蔣苗苗(1979—),本科,講師,研究方向:信息技術學科教學。