提升認(rèn)識(shí)，優(yōu)化高中信息技術(shù)“算法與程序?qū)崿F(xiàn)”教學(xué)

徐強(qiáng)

作為高中信息技術(shù)課程最具學(xué)科意義、最受關(guān)注的核心素養(yǎng)，“計(jì)算思維”通過(guò)算法與程序部分內(nèi)容得到了明顯的落實(shí)。同時(shí)，對(duì)于新教材中關(guān)于“算法與程序?qū)崿F(xiàn)”部分的內(nèi)容，由于更換了編程語(yǔ)言，一線教師普遍存在畏難情緒。為了盡可能理解相關(guān)課程內(nèi)容，從而優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，提升教學(xué)效率，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，落實(shí)、達(dá)成課程標(biāo)準(zhǔn)要求，筆者嘗試以算法與程序?qū)崿F(xiàn)部分內(nèi)容為例來(lái)闡述對(duì)新教材的認(rèn)識(shí)及優(yōu)化教學(xué)的策略。

● 從課程開(kāi)發(fā)角度認(rèn)識(shí)新教材

從課程研究歷史來(lái)看，課程開(kāi)發(fā)大致經(jīng)歷了科學(xué)化課程開(kāi)發(fā)、學(xué)科結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)與學(xué)術(shù)中心課程、實(shí)踐性課程開(kāi)發(fā)等不同階段，研究?jī)?nèi)涵包括了課程基本理論、課程內(nèi)容選擇、課程內(nèi)容組織方法等諸多方面。尤其是對(duì)于課程的價(jià)值取向來(lái)說(shuō)，研究已由專(zhuān)注于技術(shù)理性的課程對(duì)學(xué)習(xí)者的“控制”發(fā)展到實(shí)踐理性的課程關(guān)注教師、學(xué)生、教材、環(huán)境四個(gè)要素的綜合協(xié)調(diào)。

根據(jù)對(duì)課程開(kāi)發(fā)模式的界定，目前主流的課程開(kāi)發(fā)模式為目標(biāo)模式和過(guò)程模式。二者相比較，前者基本將學(xué)習(xí)者以及實(shí)施者排除在外，課程是一種上層、權(quán)威意志的體現(xiàn)，更強(qiáng)調(diào)自身內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化、學(xué)術(shù)的邏輯性，其特征是“靜態(tài)”的;后者則強(qiáng)調(diào)知識(shí)中的不確定性，鼓勵(lì)個(gè)體化的、富于創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)，將課程開(kāi)發(fā)建立在實(shí)際的教育情境基礎(chǔ)上，其課程在一定程度上體現(xiàn)了“動(dòng)態(tài)”的特征。

具體到普通高中信息技術(shù)“算法與程序?qū)崿F(xiàn)”的課程內(nèi)容，以具體某一章節(jié)（單元）為對(duì)象，根據(jù)海南省目前使用的教材情況，將2004年由全國(guó)中小學(xué)教材審定委員會(huì)審定的教育科學(xué)出版社《算法與程序設(shè)計(jì)》教材（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“舊教科版”）與2019年由國(guó)家教材委員會(huì)專(zhuān)家委員會(huì)審核的教育科學(xué)出版社《數(shù)據(jù)與計(jì)算》教材（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“新教科版”）、人民教育出版社、中國(guó)地圖出版社《數(shù)據(jù)與計(jì)算》教材（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“人教-中圖版”）做一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)比，可以看到課程開(kāi)發(fā)理念的變化（如下頁(yè)表1）。

從表1可以看出，新舊教材在編排結(jié)構(gòu)上存在明顯的區(qū)別。這些區(qū)別主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，新版教材內(nèi)容編排結(jié)構(gòu)更加細(xì)致，層次豐富。舊教科版只提供了“學(xué)習(xí)目標(biāo)”“學(xué)習(xí)內(nèi)容正文”“實(shí)踐”三個(gè)板塊;新教科版則提供了七個(gè)板塊，人教-中圖版更是提供了十個(gè)板塊。更加細(xì)致的教材結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有利于教師在實(shí)施教學(xué)的時(shí)候更好地理解教材編寫(xiě)者的意圖。

第二，新版教材重視教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)，通過(guò)學(xué)習(xí)任務(wù)、項(xiàng)目等框架的搭建，提供了較為完整的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)思路。新課程標(biāo)準(zhǔn)提出的教學(xué)建議明確將項(xiàng)目式學(xué)習(xí)作為信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)的主要方式。

第三，新版教材更加注重學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)在課程開(kāi)發(fā)和實(shí)施中的作用。與之前基于學(xué)科學(xué)術(shù)中心的理念開(kāi)發(fā)的教材相比，新版教材尋找、設(shè)計(jì)了大量的學(xué)習(xí)任務(wù)實(shí)例。

第四，新教材將學(xué)生的學(xué)習(xí)視為課程自身的內(nèi)在部分?；谶^(guò)程模式的課程開(kāi)發(fā)思路，課程本身并非一個(gè)完全預(yù)設(shè)的靜態(tài)的文本，而是一定程度上在實(shí)施過(guò)程中持續(xù)不斷與教師、學(xué)生、環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)、交換信息，是動(dòng)態(tài)的、可自我完善的。新版教材中有大量的關(guān)于學(xué)習(xí)任務(wù)分析、學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)、信息收集與整理、學(xué)習(xí)活動(dòng)評(píng)價(jià)、學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)，需要學(xué)生基于各自學(xué)習(xí)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)、補(bǔ)充。

這樣的設(shè)計(jì)，凸顯了學(xué)習(xí)者在課程開(kāi)發(fā)與實(shí)施中的主體地位，呼應(yīng)了課程研究的大趨勢(shì)。

● 從學(xué)習(xí)理論角度認(rèn)識(shí)新教材

除了從算法與程序教學(xué)傳統(tǒng)、課程開(kāi)發(fā)等角度分析新教材的內(nèi)容選擇、編排思路之外，我們還可以嘗試從學(xué)習(xí)理論的角度來(lái)認(rèn)識(shí)新課程標(biāo)準(zhǔn)背景下的新教材內(nèi)容體例。

（1）早期的行為主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)操作性條件反射模型的作用，將學(xué)習(xí)完全等同于刺激——反應(yīng)的結(jié)果，很少考慮學(xué)習(xí)者的內(nèi)在心理反應(yīng)過(guò)程。體現(xiàn)在高中階段的算法與編程教學(xué)中，就是通過(guò)頻繁的、高強(qiáng)度的代碼編寫(xiě)、調(diào)試訓(xùn)練，讓學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容由陌生變得熟練。

（2）在認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論中，以布魯納為例，他強(qiáng)調(diào)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的模式，指出教師不是將現(xiàn)成的結(jié)論性知識(shí)講授給學(xué)生，而是由學(xué)生自主地探究現(xiàn)象獲得知識(shí)，注重學(xué)習(xí)過(guò)程而不是學(xué)習(xí)結(jié)果等。在教學(xué)實(shí)踐中，很多教師都熟悉這樣的教學(xué)模式，算法與程序教學(xué)也開(kāi)始注重問(wèn)題解決，注重由學(xué)生根據(jù)特定問(wèn)題來(lái)分析背后的學(xué)科實(shí)質(zhì)性?xún)?nèi)容，能夠通過(guò)問(wèn)題設(shè)計(jì)來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)好奇心等。

（3）建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)應(yīng)該讓學(xué)生在與現(xiàn)實(shí)情境相類(lèi)似的情境中進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生都是以自己的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)背景來(lái)理解具體事物，而且只能理解其中的某些方面，不存在唯一的正確的理解。隨著2004年高中新課程的實(shí)施，廣大教師已經(jīng)非常注重在算法與程序教學(xué)中設(shè)計(jì)教學(xué)情境，同時(shí)也非常注重用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地的演示活動(dòng)（包括真人表演、計(jì)算機(jī)模擬）來(lái)解釋、演示算法的原理等。

（4）新近發(fā)展起來(lái)的人本主義學(xué)習(xí)理論倡導(dǎo)教學(xué)要更注重情感發(fā)展，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自由創(chuàng)造，建立良好的師生關(guān)系、同學(xué)關(guān)系，強(qiáng)調(diào)自我發(fā)展觀念，強(qiáng)調(diào)交往。從這些基本原則出發(fā)，基于人本主義學(xué)習(xí)理論的教學(xué)實(shí)踐主要提倡以問(wèn)題為中心的課堂討論模式和學(xué)生自由學(xué)習(xí)模式。在教學(xué)實(shí)踐中，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)體現(xiàn)出人本主義學(xué)習(xí)理論的特點(diǎn)及其所強(qiáng)調(diào)的觀點(diǎn)。一方面，學(xué)生可以在其中充分發(fā)揮自主性，與教師、同學(xué)進(jìn)行高質(zhì)量的互動(dòng)等;另一方面，可以讓學(xué)生體驗(yàn)學(xué)科知識(shí)學(xué)習(xí)之外的人際交往、項(xiàng)目過(guò)程管理等。

● 從實(shí)踐層面優(yōu)化教學(xué)提升效率

基于以上關(guān)于新教材的認(rèn)識(shí)與分析，筆者認(rèn)為，可以從以下幾個(gè)方面來(lái)優(yōu)化實(shí)踐，提升“算法與程序?qū)崿F(xiàn)”的教學(xué)效率。

1.正確認(rèn)識(shí)程序語(yǔ)言的更換

從教育背景方面而言，絕大多數(shù)高中信息技術(shù)教師都能掌握VisualBasic或C++等傳統(tǒng)編程語(yǔ)言，也包括最近幾年隨著創(chuàng)客教育而興起的其他圖形化編程語(yǔ)言。但是基于《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“新課程”）而開(kāi)發(fā)的幾套高中新教材都不約而同地選擇Python作為算法實(shí)現(xiàn)的工具語(yǔ)言，給教師們帶來(lái)了一些專(zhuān)業(yè)技能的障礙，進(jìn)而影響了他們對(duì)新教材的接受程度。這需要一線教師通過(guò)學(xué)習(xí)，提升對(duì)新語(yǔ)言的認(rèn)知程度。例如，從學(xué)生學(xué)習(xí)的角度出發(fā)，Python具有很多傳統(tǒng)編程語(yǔ)言沒(méi)有的優(yōu)勢(shì)，其簡(jiǎn)潔性、語(yǔ)法結(jié)構(gòu)的多樣性和靈活性，會(huì)降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單地輸出100個(gè)星號(hào)（“*”）為例，從表2的簡(jiǎn)單對(duì)比可以看出兩者的區(qū)別。

從這個(gè)對(duì)比可以看出，兩者都除去變量定義語(yǔ)句，VB需要三行代碼，而Python只需要一行。相較于VB，Python在簡(jiǎn)潔性、易用性、符合人類(lèi)習(xí)慣性等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。

2.加強(qiáng)學(xué)習(xí)新的編程語(yǔ)言

信息技術(shù)教師接觸新生事物的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于其他學(xué)科教師，這也是信息技術(shù)學(xué)科教師的一大優(yōu)勢(shì)。各級(jí)教研、培訓(xùn)部門(mén)應(yīng)適時(shí)組織不同層級(jí)的專(zhuān)題培訓(xùn)，將Python語(yǔ)言的編程技能納入其中，消除教師對(duì)語(yǔ)言的認(rèn)識(shí)障礙。廣大教師也應(yīng)該積極主動(dòng)地開(kāi)展互學(xué)、自學(xué)，充分利用慕課、專(zhuān)業(yè)書(shū)籍等資源，盡可能快速提升自身的專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系。

3.正確認(rèn)識(shí)和實(shí)施項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

作為一門(mén)新興的學(xué)科，信息技術(shù)學(xué)科由于受缺乏考試評(píng)價(jià)等因素的影響，其學(xué)科內(nèi)對(duì)最新的學(xué)習(xí)理論、實(shí)踐模式的學(xué)習(xí)和探索，一直都走在各個(gè)學(xué)科的前面。在新課程標(biāo)準(zhǔn)背景下，正確認(rèn)識(shí)和實(shí)施項(xiàng)目式教學(xué)成為算法與程序?qū)崿F(xiàn)內(nèi)容教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。筆者認(rèn)為應(yīng)強(qiáng)化對(duì)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的理論認(rèn)知，弄懂弄通其關(guān)鍵因素，要組織項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)研究，尋找落地的實(shí)施途徑。

總而言之，由新課程帶來(lái)的學(xué)習(xí)方式的變革、新教材帶來(lái)的編程語(yǔ)言的更換，雖然在短時(shí)期內(nèi)給一線教師帶了專(zhuān)業(yè)知識(shí)和教學(xué)實(shí)踐的困難，但其背后代表著最新的信息技術(shù)學(xué)科發(fā)展成果和學(xué)習(xí)理論的研究成果，能夠?yàn)閷W(xué)生的終身發(fā)展提供更好的保障。信息技術(shù)教育工作者要迎難而上，通過(guò)加強(qiáng)自身學(xué)習(xí)等多種方式，實(shí)施好新課程中的“算法與程序?qū)崿F(xiàn)”的教學(xué)。