A—Level計(jì)算機(jī)科學(xué)課程教學(xué)實(shí)踐

王璐　王思思

中國(guó)人民大學(xué)附屬中學(xué)（以下簡(jiǎn)稱人大附中）于2004年率先引進(jìn)英國(guó)國(guó)際高中課程（General Certificate of Education Advanced Level，簡(jiǎn)稱A-Level），采用劍橋大學(xué)國(guó)際考試委員會(huì)（Cambridge International Examinations，簡(jiǎn)稱CIE[1]）體系，開啟在高中階段開展中外合作辦學(xué)項(xiàng)目的探索；于2010年引入美國(guó)大學(xué)先修課程（Advanced Placement Program，簡(jiǎn)稱AP[2]），拓展和豐富了我校國(guó)際課程；于2012年獲得國(guó)際文憑組織的授權(quán)和北京市教委的支持，成為北京市公立高中第一個(gè)開設(shè)國(guó)際文憑高中課程（International Baccalaureate Diploma Programme，簡(jiǎn)稱IBDP[3]）并招收中國(guó)學(xué)生的IB學(xué)校。根據(jù)各國(guó)際課程項(xiàng)目特點(diǎn)和學(xué)生需要，人大附中國(guó)際課程中心陸續(xù)在不同學(xué)科上開設(shè)了不同層次的課程。隨著各項(xiàng)目課程大綱的演變，信息技術(shù)學(xué)科課程也在逐步轉(zhuǎn)型，其中經(jīng)歷的幾次變革如表1所示。

自A-Level、AP和IB等項(xiàng)目建立之初，人大附中就開始陸續(xù)為三個(gè)項(xiàng)目的高一年級(jí)學(xué)生開設(shè)信息通信技術(shù)（Information and Communication Technology，簡(jiǎn)稱ICT）課程，作為獲得高中學(xué)位的必修課程之一，同時(shí)為A-Level高二和高三年級(jí)學(xué)生開設(shè)應(yīng)用信息通信技術(shù)（Applied ICT）課程。從2013年起，我校根據(jù)現(xiàn)實(shí)需要，統(tǒng)一將高一課程調(diào)整為計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)；2014年，將A-Level高二和高三課程調(diào)整為計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)學(xué)；2015年，根據(jù)英國(guó)項(xiàng)目課程體系的整體安排，計(jì)算機(jī)相關(guān)課程大綱統(tǒng)一調(diào)整為計(jì)算機(jī)科學(xué)，我校也率先針對(duì)A-Level高二和高三學(xué)生做了相應(yīng)調(diào)整。該項(xiàng)目課程教學(xué)目標(biāo)[4]為：以學(xué)習(xí)計(jì)算和計(jì)算思維的基本原理與實(shí)踐及其在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)方面的應(yīng)用。旨在通過學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)代碼進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的過程來發(fā)展計(jì)算機(jī)思維，深入了解如何利用計(jì)算機(jī)解決問題的主要原則，深入了解每個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都是由子系統(tǒng)組成而每個(gè)子系統(tǒng)由進(jìn)一步的子系統(tǒng)組成，深入了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成部分，以及它們?nèi)绾闻c軟件、數(shù)據(jù)、硬件、通信還有人們之間的相互關(guān)聯(lián)，獲得通過這些認(rèn)知來制定基于計(jì)算機(jī)的解決方案所必要的技能。

時(shí)至今日，信息技術(shù)類課程名稱已趨向統(tǒng)一于計(jì)算機(jī)科學(xué)課程，其核心知識(shí)與技能體系也確實(shí)有相通之處，但它們?cè)谂囵B(yǎng)目標(biāo)、內(nèi)容提綱、評(píng)估設(shè)置等方面還是各具特色的。其中，IGCSE課程（International General Certificate of Secondary Education，簡(jiǎn)稱IGCSE）的開設(shè)是為學(xué)生們奠定本學(xué)科的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，同時(shí)與普高信息技術(shù)會(huì)考一脈相承。進(jìn)入高二與高三年級(jí)后，A-Level項(xiàng)目側(cè)重對(duì)學(xué)科知識(shí)與技能的扎實(shí)掌握；在此基礎(chǔ)上，IB項(xiàng)目還關(guān)注綜合素質(zhì)的貫通，因而也有EE（Extended Essay，即拓展論文）以及CAS（Creatity/Activity/Service，即創(chuàng)造力、行動(dòng)和服務(wù)）等活動(dòng)環(huán)節(jié)；AP則是對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)板塊有更高的要求。自2014年起，每年選擇計(jì)算機(jī)類課程作為主修的學(xué)生數(shù)目都有所增多，這與當(dāng)下的計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)自身的發(fā)展趨勢(shì)也相契合。

在國(guó)際課程計(jì)算機(jī)科學(xué)教學(xué)中，我們注重以表1中的教學(xué)理念作為指導(dǎo)思想，包括高效課堂[5][6]與深度學(xué)習(xí)[7]、ALT學(xué)習(xí)取向[8]以及STEAM教育[9]融合等，其中后兩者的組成要素如表2所示。希望學(xué)生可以更加自主地參與或融入課堂教學(xué)中來，進(jìn)而達(dá)成相應(yīng)的課程計(jì)劃與教學(xué)目標(biāo)。在ALT方面，針對(duì)不同的取向，安排有相應(yīng)的活動(dòng)環(huán)節(jié)來促進(jìn)其技能的培養(yǎng)。在融合STEAM的教學(xué)中，有時(shí)是思想意識(shí)的滲透，有時(shí)則是設(shè)置具體的項(xiàng)目實(shí)踐，來幫助學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展。

A-Level計(jì)算機(jī)科學(xué)課程分層設(shè)計(jì)

由于A-Level項(xiàng)目計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容從高一到高三逐年增多、難度逐年上升，教學(xué)也在逐步關(guān)注學(xué)生的知識(shí)增長(zhǎng)、技能培養(yǎng)以及綜合素養(yǎng)的提升。筆者就從各年級(jí)教學(xué)中分別選取兩個(gè)典型活動(dòng)作簡(jiǎn)要介紹。每個(gè)年級(jí)的活動(dòng)都不是憑空設(shè)計(jì)的，都是在指導(dǎo)思想的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格遵循教學(xué)目標(biāo)與課程大綱，把知識(shí)與技能轉(zhuǎn)化為模塊要素滲透到活動(dòng)環(huán)節(jié)里，讓教學(xué)更生動(dòng)有趣。

1.高一年級(jí)

“精華集市”：由學(xué)生選擇自己認(rèn)為最難掌握或最感興趣的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，做深入探究，并用海報(bào)形式將其呈現(xiàn)。然后分享給同伴們，獲得最高“漲姿勢(shì)”認(rèn)可率的小組將最終勝出。

“智能暢享”：由學(xué)生設(shè)計(jì)一款智能產(chǎn)品，并將其繪制在大紙面上，再通過產(chǎn)品宣介將其推薦給同伴們，產(chǎn)品獲得最多購(gòu)買意向的小組將最終勝出。

2.高二年級(jí)

“隨我舞動(dòng)”：首先，由一名學(xué)生代表及若干觀眾一起觀看一段舞蹈視頻，然后借助自上而下（Top-down）和步進(jìn)式（Step-wise）的軟件設(shè)計(jì)方法，只能通過語(yǔ)言來向目標(biāo)舞者描述這段舞蹈。再由目標(biāo)舞者憑借獲取的語(yǔ)言信息，將舞蹈表演重現(xiàn)。最后，通過計(jì)算機(jī)程序語(yǔ)言工具來實(shí)現(xiàn)這段舞蹈的流程；不同組別對(duì)應(yīng)不同舞蹈視頻。

“項(xiàng)目初探”：學(xué)生已初步學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)與算法，這時(shí)可以由學(xué)生自主命題，或從教師建議中選取題目，進(jìn)而將其完整實(shí)現(xiàn)，包括項(xiàng)目文書與源代碼，對(duì)系統(tǒng)界面暫不要求。

3.高三年級(jí)

“專題精講”：有兩種不同形式，分別是“特聘專家”及“撥云見日”。前者是由學(xué)生抽取一個(gè)暫未學(xué)過的候選主題，對(duì)其充分調(diào)研，然后以“專家+講師”身份，向同伴們傳授，并接受提問予以解答；后者是針對(duì)教材或試卷中的疑難問題，并不去翻看答案，而是展開徹底的討論與辯論，直到達(dá)成共識(shí)，再去核對(duì)答案，可能對(duì)了也可能錯(cuò)了，直到合理有效地掌握了這道題目及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)為止。

“項(xiàng)目進(jìn)階”：學(xué)生已進(jìn)一步學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)與算法，可以繼續(xù)高二年級(jí)的項(xiàng)目擴(kuò)展，或是重新選題，繼續(xù)將其完整實(shí)現(xiàn)，對(duì)系統(tǒng)界面有較高要求。

A-Level計(jì)算機(jī)科學(xué)課程學(xué)生課后主題活動(dòng)

鼓勵(lì)學(xué)生組建自己的可持續(xù)發(fā)展的社團(tuán)，即便只有一屆，也要努力辦得有聲有色。學(xué)生們?cè)谲浖⒂布?、網(wǎng)絡(luò)等主題方面都有過積極探索，其中很有新意和趣味的一個(gè)活動(dòng)是2017年度舉辦的黑客馬拉松，雖然并沒有形成規(guī)模，但學(xué)生們的勇氣與創(chuàng)意可嘉。

A-Level計(jì)算機(jī)科學(xué)選課學(xué)生參與高?？蒲性核?xiàng)目研究

借助北京市基礎(chǔ)教育階段創(chuàng)新人才培養(yǎng)項(xiàng)目——“翱翔計(jì)劃”[10][11]的契機(jī)，教研組每年都會(huì)推薦對(duì)本學(xué)科有濃厚興趣、學(xué)有余力且大學(xué)申請(qǐng)專業(yè)與計(jì)算機(jī)科學(xué)或信息技術(shù)直接相關(guān)的學(xué)生，去高校科研院所聯(lián)合培養(yǎng)，開展STEAM課題研究。也有的學(xué)生只是在校內(nèi)接受課余指導(dǎo)，為期一年到二年。近三年研究項(xiàng)目舉例如表3所示。

綜上所述，我校A-Level計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的教學(xué)特點(diǎn)有三：其一是我們貫通高一到高三的教學(xué)體系，使得各年級(jí)教學(xué)間形成分層設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生在知識(shí)增長(zhǎng)、技能培養(yǎng)以及綜合素養(yǎng)的提升等方面穩(wěn)步發(fā)展。其二是緊密結(jié)合教學(xué)大綱，由于教學(xué)時(shí)間有限，學(xué)生除了學(xué)習(xí)本身，還面臨校內(nèi)考試與國(guó)際統(tǒng)考，因而每個(gè)活動(dòng)的設(shè)計(jì)都不會(huì)脫離教學(xué)根本，只是在形式上有所變通，都是為了教學(xué)的更好開展以及學(xué)生學(xué)有所得的良性發(fā)展。其三是對(duì)于科學(xué)技術(shù)類課程教學(xué)，不斷地融入藝術(shù)元素，無論是美術(shù)、舞蹈還是設(shè)計(jì)思想，讓充滿邏輯思考的學(xué)科賦予形象思維的血液，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的全腦發(fā)展。

基金項(xiàng)目：本文是全國(guó)教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃項(xiàng)目2017年度課題立項(xiàng)教育部重點(diǎn)課題“視覺引導(dǎo)式教學(xué)促進(jìn)高中生思維發(fā)展的實(shí)踐研究（課題編號(hào)：DHA170396）”的研究成果

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