摘要：本文提出，教師要為學(xué)生提供適宜的學(xué)習(xí)支架，構(gòu)建“有援”的學(xué)習(xí)環(huán)境，以培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。具體的設(shè)計策略包括：①確定“最近發(fā)展區(qū)”，設(shè)計合理支架；②根植學(xué)習(xí)目標(biāo)，設(shè)計不同類型支架；③按照學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)度，動態(tài)調(diào)整支架。

關(guān)鍵詞：高中；計算思維；信息技術(shù)；學(xué)習(xí)支架

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 論文編號：1674-2117（2024）24-0078-03

《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》指出：“教師應(yīng)淡化知識的單一講解，鼓勵學(xué)生通過自主探究解決項目中的問題，在解決問題的過程中整合知識學(xué)習(xí)，促進(jìn)思維發(fā)展?！币虼耍處煈?yīng)為學(xué)生提供適宜的學(xué)習(xí)支架，構(gòu)建“有援”的學(xué)習(xí)環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生通過自主探究學(xué)習(xí)解決具體問題，并在解決問題的過程中培養(yǎng)計算思維。下面，筆者以上海科技教育出版社出版的高中信息技術(shù)《必修1 數(shù)據(jù)與計算》中的第三單元“算法和程序設(shè)計”為例，詳細(xì)地闡釋指向計算思維培養(yǎng)的高中信息技術(shù)學(xué)習(xí)支架設(shè)計策略。

確定“最近發(fā)展區(qū)”，設(shè)計合理支架

教師應(yīng)以學(xué)生已有的算法和程序設(shè)計水平為基礎(chǔ)，在學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的“最近發(fā)展區(qū)”內(nèi)搭建合理支架，促進(jìn)學(xué)生對算法、分解、抽象建模等概念的深度理解，引導(dǎo)學(xué)生對問題解決的過程進(jìn)行有效的思考，從而促進(jìn)學(xué)生計算思維的有效發(fā)展。“最近發(fā)展區(qū)”的確定主要依據(jù)學(xué)生的“現(xiàn)有發(fā)展水平”和“可能發(fā)展水平”。學(xué)生的“現(xiàn)有發(fā)展水平”是指學(xué)生在現(xiàn)有水平的基礎(chǔ)上憑借過往積累的學(xué)習(xí)經(jīng)驗和知識儲備，在沒有外部力量的支持下，獨自可以達(dá)到的水平。教師可以通過隨堂測試、小組探究和課后作業(yè)等多種形式對學(xué)生知識掌握程度進(jìn)行檢驗，以實現(xiàn)對學(xué)生現(xiàn)有發(fā)展水平的評估?！翱赡馨l(fā)展水平”是指依靠學(xué)生的發(fā)展?jié)摿同F(xiàn)有的教育資源，在教學(xué)后學(xué)生可能達(dá)到的發(fā)展水平。

例如，在“算法和程序設(shè)計”單元教學(xué)中，在確定了學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”后，筆者針對“算法和程序設(shè)計”單元的內(nèi)容特點，選擇了微視頻支架、問題鏈支架、圖表支架、半流程圖支架等教學(xué)支架，如下頁圖所示。學(xué)生借助教師提供的圖表支架進(jìn)行算法描述，梳理算法策略，并繪制流程圖。接著，教師結(jié)合流程圖講解基礎(chǔ)知識，讓學(xué)生理解在用流程圖描述算法時要注意的基本格式，如流程圖中的橢圓形是開始與結(jié)束、菱形是條件判斷、平行四邊形是輸入輸出等。

根植學(xué)習(xí)目標(biāo)，設(shè)計不同類型支架

1.設(shè)計情境支架，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

情境支架就是要創(chuàng)設(shè)真實的、貫穿整個學(xué)習(xí)活動的問題情境，情境要以算法原理為隱線，引導(dǎo)學(xué)生在問題解決中體驗算法解決問題的過程，為學(xué)生實現(xiàn)清晰準(zhǔn)確的算法描述積累經(jīng)驗。情境支架可以將情境問題以可視化的方式呈現(xiàn)，以達(dá)到易理解、快速獲取問題信息的目的。情境支架的表現(xiàn)形式有視頻、圖片等。

例如，《初識枚舉法》一課以解決韓信點兵的問題情境貫穿始終。在該問題中，士兵們不同的排隊方式是解題的關(guān)鍵，大部分學(xué)生以前從未接觸過這個，因此，教師通過圖片配合文字的方式，給學(xué)生提供情境支架，讓學(xué)生快速而清晰地獲取了士兵排隊方式的信息，從而明確了問題：韓信至少帶了多少名士兵？

2.設(shè)計任務(wù)支架，降低認(rèn)知負(fù)荷

任務(wù)支架的設(shè)計主要是為了降低小組合作任務(wù)設(shè)計的結(jié)構(gòu)化和關(guān)聯(lián)性缺失給學(xué)生帶來的額外認(rèn)知負(fù)荷。教師在小組合作任務(wù)開展前，為學(xué)生提供任務(wù)支架，幫助學(xué)生建立知識邏輯框架，使學(xué)生帶著目標(biāo)開始課程的學(xué)習(xí)，對知識間的邏輯關(guān)聯(lián)做到“心中有數(shù)”。明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)和熱情，讓學(xué)生產(chǎn)生明確的學(xué)習(xí)預(yù)期，引起學(xué)生的選擇性知覺，將注意力聚集到支撐學(xué)習(xí)目標(biāo)的學(xué)習(xí)任務(wù)上。任務(wù)支架的呈現(xiàn)形式通常有任務(wù)導(dǎo)圖和任務(wù)分解單。任務(wù)導(dǎo)圖，即采用思維導(dǎo)圖的形式將學(xué)習(xí)按照順序和層級呈現(xiàn)。任務(wù)分解單，即采用金字塔自上而下分解的形式，從本節(jié)課整體目標(biāo)出發(fā)，逐層進(jìn)行分解，直至分解為可直接執(zhí)行的子任務(wù)串，最終以樹狀圖的形式呈現(xiàn)。任務(wù)支架將學(xué)習(xí)任務(wù)結(jié)構(gòu)化組織和呈現(xiàn)，使學(xué)生獲取信息的過程更快速，減輕了學(xué)生的外部認(rèn)知負(fù)荷。

3.設(shè)計可視化支架，促成思維抽象

可視化支架可以幫助學(xué)生進(jìn)行算法分析和算法設(shè)計，如畫程是一個基于流程圖的可視化程序設(shè)計工具，該工具中提供了豐富的流程圖素材和符號，使得學(xué)生可以直觀地了解程序設(shè)計中的邏輯結(jié)構(gòu)，它還允許學(xué)生選擇不同的編程語言（如Python、C、C++、Java），并在設(shè)計流程圖后自動生成相應(yīng)的程序代碼，降低了編程難度，節(jié)省了學(xué)生編寫代碼的時間。同時，它還支持多人協(xié)作，使得學(xué)生可以在小組內(nèi)分享自己的設(shè)計和成果，提高團(tuán)隊協(xié)作能力。當(dāng)然，數(shù)字化工具的應(yīng)用并不能完全替代傳統(tǒng)的編程教學(xué)方式，而是作為輔助手段，與傳統(tǒng)教學(xué)相互結(jié)合，共同提高程序設(shè)計教學(xué)的質(zhì)量和效果。

4.設(shè)計評價型支架，搭建反思平臺

在學(xué)生用算法解決問題的過程中，教師可以通過及時點評引導(dǎo)學(xué)生積極參與算法探索。學(xué)生在完成算法描述后，仍然需要對整個探究算法活動進(jìn)行評價和反思，以了解自己對算法的掌握情況。評價型支架的表現(xiàn)形式有評價表、自測練習(xí)等。例如，當(dāng)學(xué)生用枚舉算法描述了解決韓信點兵問題的步驟后，教師出示如下頁表所示的評價表，作為學(xué)生自主評價和小組評價的工具。

按照學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)度，動態(tài)調(diào)整支架

在教學(xué)過程中，教師要根據(jù)學(xué)生的不同學(xué)習(xí)階段和不同個體情況，提供有針對性且適宜的學(xué)習(xí)支架。教師在搭建學(xué)習(xí)支架時，應(yīng)遵循及時性、動態(tài)性、個性化、指導(dǎo)性、多樣性、漸退性等原則。學(xué)習(xí)支架可以幫助學(xué)生跨越最近發(fā)展區(qū)，但學(xué)習(xí)支架并不是永久存在的。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)實時關(guān)注學(xué)生的狀態(tài)，隨著學(xué)生能力的提升，教師應(yīng)逐步減少學(xué)習(xí)支架的提供，直至撤銷學(xué)習(xí)支架。支架式教學(xué)具有三個關(guān)鍵特征：依隨性、逐漸撤除和責(zé)任轉(zhuǎn)移。依隨性指教師的指導(dǎo)必須根據(jù)學(xué)生當(dāng)前的表現(xiàn)水平進(jìn)行調(diào)整；逐漸撤除指隨著學(xué)生能力的提升，教師逐漸減少支持；責(zé)任轉(zhuǎn)移指學(xué)生在任務(wù)執(zhí)行中逐漸承擔(dān)更多責(zé)任，即將克服困難的責(zé)任漸漸從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生。

因此，教師要掌握調(diào)整教學(xué)支架的具體策略。首先，教師要能夠及時評估學(xué)生的理解水平，并根據(jù)實際情況動態(tài)調(diào)整支持力度，提供適當(dāng)?shù)闹С?。其次，教學(xué)支架要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主性，應(yīng)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展和反應(yīng)情況，逐步減少支持，引導(dǎo)學(xué)生逐漸承擔(dān)起學(xué)習(xí)的責(zé)任，以此培養(yǎng)他們的獨立思考和自主學(xué)習(xí)能力。

結(jié)束語

高中信息技術(shù)學(xué)科涉及大量的數(shù)據(jù)處理和計算問題，需要學(xué)生具備較強(qiáng)的計算思維能力。而在學(xué)習(xí)支架的支持下，學(xué)生可以自主探究、發(fā)現(xiàn)和解決問題，并在探究中鍛煉和提升自己的計算思維能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]閆寒冰.信息化教學(xué)的學(xué)習(xí)支架研究[J].中國電化教育，2003（11）：18-21.

[3]何克抗.教學(xué)支架的含義、類型、設(shè)計及其在教學(xué)中的應(yīng)用——美國《教育傳播與技術(shù)研究手冊（第四版）》讓我們深受啟發(fā)的亮點之一[J].中國電化教育，2017（04）：1-9.