“有效預(yù)設(shè)”發(fā)展學(xué)生計(jì)算思維

繆秀

摘要：計(jì)算思維是初中信息技術(shù)課程教學(xué)的重要目標(biāo)，借助于課前有效預(yù)設(shè)，來(lái)關(guān)注學(xué)生知識(shí)、技能、情感態(tài)度、價(jià)值觀的培養(yǎng)，并從算法思維、評(píng)估、分解、抽象與概括中，促進(jìn)學(xué)生全面、有效的思考問(wèn)題，解決問(wèn)題。本文以“認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)”為例，就“有效預(yù)設(shè)”與計(jì)算思維的激發(fā)展開(kāi)課堂探討。

關(guān)鍵詞：初中信息技術(shù);有效預(yù)設(shè);計(jì)算思維

在初中信息技術(shù)課程中，計(jì)算思維能力的培養(yǎng)，作為教學(xué)的重要方向，應(yīng)立足課前有效預(yù)設(shè)，從課堂觀察、討論、評(píng)價(jià)中，增進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維的養(yǎng)成。有效預(yù)設(shè)的應(yīng)用，要把握學(xué)生認(rèn)知起點(diǎn)的差異性，激活對(duì)信息技術(shù)學(xué)科知識(shí)的趣味探究意識(shí)，引領(lǐng)學(xué)生逐級(jí)展開(kāi)思維的“階梯”，獲得計(jì)算思維能力。

把握思維內(nèi)涵，優(yōu)化預(yù)設(shè)流程

計(jì)算思維是基于問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，涵蓋一系列計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的思維活動(dòng)。在信息技術(shù)課程中，計(jì)算思維可以理解為用計(jì)算機(jī)來(lái)解決問(wèn)題所采用的方法或策略。圍繞課前有效預(yù)設(shè)，在貫穿計(jì)算思維培養(yǎng)過(guò)程中，需要從算法思維、評(píng)估、分解、抽象和概括等要素，引領(lǐng)學(xué)生從中發(fā)展計(jì)算思維能力。算法思維是計(jì)算思維的核心，在理解時(shí)較為抽象，可以通過(guò)狼、羊、菜過(guò)河實(shí)例，狼和羊、羊和菜不能共存，狼和菜可以共存。讓學(xué)生通過(guò)多次嘗試來(lái)獲得正確的解題思路，從而發(fā)展計(jì)算思維。評(píng)估是對(duì)解決問(wèn)題方法的一種評(píng)價(jià)，準(zhǔn)確的評(píng)估，有助于找到最佳解決問(wèn)題的路徑。分解是把大問(wèn)題進(jìn)行分解為眾多可以解決的小問(wèn)題。如做家務(wù)包括掃地、燒飯、洗衣服等，可以將掃地交給機(jī)器人、燒飯交給電飯煲、洗衣交給洗衣機(jī)，無(wú)需知道各自是如何運(yùn)轉(zhuǎn)的，但卻通過(guò)分解問(wèn)題，解決了“做家務(wù)”大問(wèn)題。抽象是處理問(wèn)題的一種方式，表現(xiàn)為對(duì)一些細(xì)節(jié)問(wèn)題的隱藏或刪除不重要的內(nèi)容，便于解決主要問(wèn)題。概括是對(duì)解決問(wèn)題的方法總結(jié)，可以是建立在原問(wèn)題的基礎(chǔ)上，也可以是衍生、變化出的新問(wèn)題。通過(guò)概括，得到解決類似問(wèn)題的有效方法。

基于課前預(yù)設(shè)，融入計(jì)算思維

課前預(yù)設(shè)是對(duì)課堂教學(xué)的提前規(guī)劃，通過(guò)梳理本節(jié)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，在貼近學(xué)生實(shí)際、關(guān)注學(xué)生個(gè)性差異基礎(chǔ)上，通過(guò)不同的探究活動(dòng)來(lái)滲透計(jì)算思維。在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，以視頻直觀化情景來(lái)引出“計(jì)算機(jī)基本構(gòu)成”，讓學(xué)生觀看視頻，并回答教師提出的問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)興趣。接著，針對(duì)CPU的組成、特點(diǎn)和功能開(kāi)展師生探究活動(dòng)，讓學(xué)生了解CPU的結(jié)構(gòu)，明白CPU在整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位和作用。對(duì)于存儲(chǔ)器和內(nèi)存的認(rèn)識(shí)，也可以通過(guò)探究活動(dòng)，先觀察存儲(chǔ)器和內(nèi)存的差異性，了解外存儲(chǔ)器的特點(diǎn)，明白存儲(chǔ)器的容量單位及轉(zhuǎn)換關(guān)系，對(duì)內(nèi)存的認(rèn)識(shí)，從RAM與ROM的不同功能上來(lái)區(qū)分。輸入與輸出設(shè)備的探究，可以從觀察中認(rèn)識(shí)鍵盤、鼠標(biāo)，打印機(jī)及其他外設(shè)，并了解其在整個(gè)計(jì)算機(jī)構(gòu)成中的作用。最后，對(duì)馮·諾依曼五大邏輯部件的工作過(guò)程進(jìn)行探究，讓學(xué)生根據(jù)數(shù)據(jù)流、控制流，來(lái)分析和掌握不同部件的運(yùn)行方式，增進(jìn)對(duì)計(jì)算機(jī)構(gòu)成相關(guān)知識(shí)的靈活運(yùn)用。在有效預(yù)設(shè)中，以存儲(chǔ)器為例，可以有三種不同的存儲(chǔ)介質(zhì)，通過(guò)比較這些存儲(chǔ)介質(zhì)，讓學(xué)生思考：如果需要大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，如1TB數(shù)據(jù)，應(yīng)該選擇那種存儲(chǔ)介質(zhì)？如果需要對(duì)數(shù)據(jù)存放20年，應(yīng)該選擇哪種存儲(chǔ)介質(zhì)？如果要帶30GB數(shù)據(jù)去外地出差，應(yīng)該選擇哪種存儲(chǔ)介質(zhì)更方便？通過(guò)對(duì)不同存儲(chǔ)介質(zhì)的了解，讓學(xué)生明白各自的特點(diǎn)及作用，進(jìn)而完成對(duì)學(xué)生做出準(zhǔn)確的評(píng)估，幫助學(xué)生掌握相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)。在分解問(wèn)題環(huán)節(jié)，利用有效預(yù)設(shè)，對(duì)計(jì)算機(jī)構(gòu)件進(jìn)行拆解，讓學(xué)生理解“彼此獨(dú)立、毫無(wú)遺漏”的分解原則，并結(jié)合小組合作探究方式，深化學(xué)生對(duì)整體與局部的認(rèn)知邏輯。在抽象環(huán)節(jié)，本節(jié)課前預(yù)設(shè)采用探究計(jì)算機(jī)硬件組成活動(dòng)，讓學(xué)生一步步認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)硬件，對(duì)于顯示器、音箱、打印機(jī)、耳機(jī)等外設(shè)，可以抽象為輸出設(shè)備。在概括環(huán)節(jié)，同樣以計(jì)算機(jī)五大邏輯部件入手，以圖示方式來(lái)概括計(jì)算機(jī)構(gòu)成，并引領(lǐng)學(xué)生增強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的理解。

注重教學(xué)過(guò)程，完善教學(xué)建議

有效預(yù)設(shè)的引入，要關(guān)注學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展。結(jié)合課堂教學(xué)過(guò)程，還需要注重以下幾個(gè)問(wèn)題。一是在學(xué)生回答問(wèn)題時(shí)，要尊重學(xué)生差異，激發(fā)學(xué)生個(gè)性發(fā)展。面對(duì)同樣的問(wèn)題，并非所有學(xué)生都能夠準(zhǔn)確理解和回答。教師要顧及學(xué)生的實(shí)際，將預(yù)設(shè)問(wèn)題與學(xué)生認(rèn)知相關(guān)聯(lián)，促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維漸步提升。二是注重教學(xué)目標(biāo)的彈性化。課前預(yù)設(shè)的重點(diǎn)是備課，而備課又要兼顧學(xué)情實(shí)際。預(yù)設(shè)的有效性，需要教師能夠設(shè)置彈性化教學(xué)目標(biāo)，準(zhǔn)備“第二套”方案，便于激活學(xué)生的自主性，讓每個(gè)學(xué)生都能夠得到思維訓(xùn)練。三是放慢教學(xué)節(jié)奏，通過(guò)課前預(yù)設(shè)，讓學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)構(gòu)造，了解計(jì)算機(jī)五大部件的功能，辨析計(jì)算機(jī)的邏輯關(guān)系，促進(jìn)學(xué)生思維縝密性。另外，在課堂上要融入多元對(duì)話，圍繞預(yù)設(shè)問(wèn)題，發(fā)揮生生、師生交流優(yōu)勢(shì)，引領(lǐng)學(xué)生從知識(shí)表象走向知識(shí)本質(zhì)，提高抽象與概括思維能力。

計(jì)算思維作為一種獨(dú)特的思維方式，對(duì)于培養(yǎng)現(xiàn)代社會(huì)數(shù)字化公民有著積極的作用。教學(xué)中，廣大信息技術(shù)教師要積極采用符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的有效預(yù)設(shè)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力。

（作者單位：江蘇省如皋市外國(guó)語(yǔ)學(xué)校）