拋錨式教學(xué)策略下的初中生計(jì)算思維的培養(yǎng)

□廣東省廣州市花都區(qū)新華街金華學(xué)校 孔園花

一、問(wèn)題的提出

隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)的飛速發(fā)展，國(guó)家對(duì)信息技術(shù)教育的要求更高了，它要求學(xué)校要培育新時(shí)代學(xué)生擁有能適應(yīng)數(shù)字化環(huán)境的思維方式，擁有運(yùn)用數(shù)字資源解決生活中的實(shí)際問(wèn)題的能力。

布魯姆、安德森認(rèn)知目標(biāo)分類(lèi)理論認(rèn)為記憶、理解、應(yīng)用屬于低階認(rèn)知能力，分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造屬于高階認(rèn)知能力，而思維能力發(fā)展與認(rèn)知能力息息相關(guān)，因此計(jì)算思維屬于一種高階思維能力而非低階思維能力。然而，傳統(tǒng)教學(xué)模式下的信息技術(shù)課堂更多強(qiáng)調(diào)的是“知識(shí)傳遞”和“技術(shù)操練”，這樣的課堂只是鍛煉了學(xué)生的低階思維能力，學(xué)生對(duì)知識(shí)的遺忘率很高，遷移能力很低，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力也比較低。

“拋錨式”教學(xué)策略是基于建構(gòu)主義理論的教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)，學(xué)生通過(guò)親身體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題，能有效促進(jìn)知識(shí)遷移、促進(jìn)高階思維能力的發(fā)展與提升?！皰佸^式”教學(xué)策略在初中信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用，尤其是程序設(shè)計(jì)類(lèi)的課程教學(xué)中，有利于初中生計(jì)算思維的培養(yǎng)和高階思維能力的提升。

二、“拋錨式”教學(xué)策略的內(nèi)涵與特點(diǎn)

（一）拋錨式教學(xué)策略的內(nèi)涵

“拋錨式”教學(xué)策略是建立在有感染力的真實(shí)事件或真實(shí)問(wèn)題的基礎(chǔ)上而形成的教學(xué)策略，強(qiáng)調(diào)教學(xué)要以真實(shí)事例或問(wèn)題為基礎(chǔ)，主張學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)。在該策略中，確定這類(lèi)真實(shí)事件或問(wèn)題被形象地比喻為“拋錨”，通過(guò)“拋錨”確定整個(gè)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)程，就像輪船被錨固定一樣。由于拋錨式教學(xué)要以真實(shí)事例或問(wèn)題為基礎(chǔ)（作為“錨”），所以有時(shí)也被稱(chēng)為“實(shí)例式教學(xué)”或“基于問(wèn)題的教學(xué)”或“情境性教學(xué)”。

（二）拋錨式教學(xué)策略的特點(diǎn)

拋錨式教學(xué)策略注重培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，因此所創(chuàng)設(shè)的情景必須是與當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的真實(shí)生活事件或問(wèn)題；學(xué)生的學(xué)習(xí)形式以自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)為主，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師是課堂的主導(dǎo)者；學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程就是解決問(wèn)題的過(guò)程，由該過(guò)程可以直接反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

（三）“拋錨式”教學(xué)策略的教學(xué)過(guò)程

如圖所示：

三、拋錨式教學(xué)策略在《程序的分支結(jié)構(gòu)》教學(xué)中的應(yīng)用案例

下面，我以《程序的分支結(jié)構(gòu)》一課為例，談?wù)劇皰佸^式”教學(xué)策略下如何促進(jìn)初中生的計(jì)算思維能力的發(fā)展。

（一）教學(xué)內(nèi)容分析

本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容分為三部分：條件語(yǔ)句的表示、條件語(yǔ)句的執(zhí)行過(guò)程以及條件語(yǔ)句的應(yīng)用。

（二）教學(xué)目標(biāo)分析

1.理解分支結(jié)構(gòu)的執(zhí)行過(guò)程。

2.了解程序中條件的表示方法。

3.掌握條件語(yǔ)句的書(shū)寫(xiě)格式及其應(yīng)用。

（三）教學(xué)策略

整節(jié)課以開(kāi)發(fā)計(jì)算出租車(chē)乘車(chē)費(fèi)用的應(yīng)用程序?yàn)橹骶€(xiàn)，首先通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境，使學(xué)生的學(xué)習(xí)與生活情境相結(jié)合，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；然后在情境中確定問(wèn)題“如何利用vb語(yǔ)言開(kāi)發(fā)計(jì)算乘車(chē)費(fèi)用的應(yīng)用程序”作為本節(jié)課學(xué)習(xí)的中心內(nèi)容，也就是“拋錨”；緊接著，在教師提供的解決問(wèn)題的有關(guān)線(xiàn)索和適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)下，由學(xué)生自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

（四）教學(xué)流程

1.創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)思維。

教師創(chuàng)設(shè)情境：小明打出租車(chē)去朋友家，朋友家離小明家的路程距離為4公里，小明至少要向媽媽要多少車(chē)費(fèi)呢？這一情境的創(chuàng)設(shè)使學(xué)生的學(xué)習(xí)能在和現(xiàn)實(shí)情況基本一致的情境中發(fā)生，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。

2.提出問(wèn)題，確定“錨”點(diǎn)。

考慮到本校的學(xué)生大都是廣州戶(hù)籍學(xué)生，因此以廣州出租車(chē)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為例，教師提出問(wèn)題“按照廣州的出租車(chē)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該如何計(jì)算里程費(fèi)？”并引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述出廣州出租車(chē)?yán)锍藤M(fèi)的計(jì)算方法，即“如果路程S≤2.5公里，則收費(fèi)按起步價(jià)Y=10元計(jì)算，否則，超出部分按每公里加收2.6元的標(biāo)準(zhǔn)收費(fèi)，即Y=10-（S-2.5）X2.6”，最后，在教師的引導(dǎo)下共同確定本節(jié)課要解決的問(wèn)題，即“能不能利用vb語(yǔ)言開(kāi)發(fā)一個(gè)只要在文本框中輸入路程，單擊‘計(jì)算’按鈕就可以快速計(jì)算出乘車(chē)費(fèi)用的應(yīng)用程序呢？”本環(huán)節(jié)的作用正是“拋錨式教學(xué)策略”中所說(shuō)的“拋錨”，通過(guò)“拋錨”確定本節(jié)課要解決的問(wèn)題。

3.自主學(xué)習(xí)，探究新知。

任務(wù)一（分析問(wèn)題）：（1）要輸入什么樣的數(shù)據(jù)？（2）對(duì)輸入的數(shù)據(jù)要進(jìn)行怎樣的處理？（3）處理后應(yīng)該有什么樣的輸出結(jié)果？

任務(wù)二（設(shè)計(jì)算法）：（1）請(qǐng)根據(jù)提示，用自然語(yǔ)言描述出租車(chē)的里程費(fèi)計(jì)算方法。（2）請(qǐng)根據(jù)提示，用流程圖表示出租車(chē)的里程費(fèi)計(jì)算方法。

任務(wù)三（編寫(xiě)程序）：根據(jù)部分語(yǔ)句提示，將流程圖中的中文和數(shù)學(xué)表達(dá)式用vb語(yǔ)言描述出來(lái)，完成程序代碼的編寫(xiě)。

在本環(huán)節(jié)中教師不是直接告訴學(xué)生應(yīng)如何編寫(xiě)程序代碼，而是給出解決該問(wèn)題的部分線(xiàn)索提示。學(xué)生對(duì)這些線(xiàn)索信息進(jìn)行加工和處理，逐步建立起分支結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)模型；通過(guò)判斷、分析和綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)、英語(yǔ)單詞等各種信息資源，最終完成新知識(shí)的建構(gòu)，形成合理的算法設(shè)計(jì)，進(jìn)而形成解決問(wèn)題的初步方案。在教學(xué)過(guò)程中，教師逐步引導(dǎo)學(xué)生由淺入深地思考問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，培養(yǎng)其計(jì)算思維能力，使其能高效、靈活地解決生活實(shí)際問(wèn)題。

4.生生互動(dòng)，協(xié)作學(xué)習(xí)。

（1）小組討論：①歸納出條件語(yǔ)句的書(shū)寫(xiě)格式。②else分支可否缺??？③在本案例中的條件語(yǔ)句還有沒(méi)有第二種寫(xiě)法？比如判斷條件改為“s＞2.5”。

（2）小組合作：編寫(xiě)程序，使其實(shí)現(xiàn)功能“文具套件每件單價(jià)為3.5元，如果購(gòu)買(mǎi)件數(shù)小于10件時(shí)，總價(jià)=件數(shù)×單價(jià)，否則，總價(jià)=件數(shù)×單價(jià)×0.8”。

“不斷嘗試可能的實(shí)施解決方案，并找到最優(yōu)方案”也是運(yùn)用計(jì)算思維解決問(wèn)題的重要過(guò)程之一。在本環(huán)節(jié)教學(xué)中，教師讓學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)，共同探索驗(yàn)證結(jié)論，并巡堂過(guò)程中提出適當(dāng)?shù)膯?wèn)題引起學(xué)生的思考和討論，從而啟發(fā)誘導(dǎo)他們自己去發(fā)現(xiàn)規(guī)律、補(bǔ)充對(duì)新知識(shí)錯(cuò)誤的或片面的認(rèn)識(shí)，最終達(dá)到加深理解和運(yùn)用的目的。

5.課堂總結(jié)，形成遷移。

新課標(biāo)指出，計(jì)算思維的其中一個(gè)內(nèi)涵是“總結(jié)利用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的過(guò)程與方法，并遷移到與之相關(guān)的其他問(wèn)題解決中”。因此在本環(huán)節(jié)中，教師引導(dǎo)學(xué)生以本節(jié)案例為例，由特殊到一般，歸納出利用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的一般過(guò)程與方法，形成知識(shí)遷移。

四、拋錨式教學(xué)策略在《程序的分支結(jié)構(gòu)》教學(xué)中的應(yīng)用效果

我在八年級(jí)的四個(gè)班均采用了“拋錨式”教學(xué)策略進(jìn)行《程序分支結(jié)構(gòu)》這一內(nèi)容的教學(xué)，課程結(jié)束后，通過(guò)與學(xué)生交流，90%的學(xué)生都認(rèn)為比起傳統(tǒng)課堂，他們更喜歡現(xiàn)在這樣的課堂。教師通過(guò)巡堂指導(dǎo)也發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生都能根據(jù)教師的引導(dǎo)主動(dòng)思考問(wèn)題，他們不再是采用“記憶式”“模仿式”的學(xué)習(xí)方式，而是通過(guò)自主探究主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)意義，因此比起傳統(tǒng)的課堂，這樣的課堂更有助于學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)。

五、結(jié)語(yǔ)

初中生對(duì)程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)有較大興趣，但由于內(nèi)容抽象，他們對(duì)程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)也容易有畏難情緒，因此他們往往會(huì)只滿(mǎn)足于通過(guò)模仿教師或同學(xué)的代碼編寫(xiě)體驗(yàn)程序的運(yùn)行效果，而并非真正理解程序代碼的意義，所以往往會(huì)容易出現(xiàn)“任務(wù)完成率很高，但知識(shí)掌握率很低”的課堂教學(xué)結(jié)果?；诮?gòu)主義理論的“拋錨式”教學(xué)策略下的信息技術(shù)課堂，最大限度地發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主動(dòng)參與者，較好地培養(yǎng)了學(xué)生的計(jì)算思維，提升了學(xué)生的高階思維能力。