基于計算思維培養(yǎng)的高中信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計探究

劉阿尾

摘 要普通高中信息技術(shù)的核心素質(zhì)包括信息意識、計算思維、數(shù)字學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任。本文以廣東教育版《循環(huán)嵌套》課程為例，從教學(xué)目標(biāo)、任務(wù)設(shè)計、教學(xué)資源等方面探討了計算思維在教學(xué)設(shè)計中的滲透，以提高學(xué)生的核心素質(zhì)和解決問題的能力。

關(guān)鍵詞高中信息技術(shù);核心素養(yǎng);計算思維

中圖分類號：G632 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-7661（2020）08-0137-01

如何激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的課堂參與度，促進學(xué)生的學(xué)習(xí)和探索，是教師在開發(fā)教學(xué)資源時需要考慮和解決的問題。教學(xué)資源的形式可以多種多樣，如流程圖、程序代碼、自主學(xué)習(xí)任務(wù)列表、視頻動畫等。對于高中信息技術(shù)學(xué)科，教學(xué)資源可以更加豐富。

一、撰寫教學(xué)目標(biāo)時滲透計算思維

在教學(xué)設(shè)計時，筆者將《循環(huán)嵌套》的教學(xué)目標(biāo)確定為：（1）了解循環(huán)嵌套的概念和基本思想;（2）掌握“For-Next”循環(huán)結(jié)構(gòu)的打印輸出圖形;（3）能運用循環(huán)的嵌套解決生活中的實際問題。

循環(huán)嵌套的基本格式可以歸納為八個字：從內(nèi)向外，不能交叉。根據(jù)循環(huán)嵌套的原理和計算思維處理問題的本質(zhì)，可以將問題分解為三個子目標(biāo)：（1）如何確定內(nèi)外循環(huán)及其循環(huán)變量名，做到不能重復(fù)，也要避免交叉;（2）如何確定循環(huán)語句，能夠準(zhǔn)確執(zhí)行;（3）如何優(yōu)化程序設(shè)計結(jié)構(gòu)，以便提高解決問題的效率。通過以上三個子目標(biāo)的解決引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)正確的數(shù)學(xué)模型，確定循環(huán)結(jié)構(gòu)。

通過這種方式，復(fù)雜算法和思路在解決問題的過程中被分解成若干子問題和子目標(biāo)，教學(xué)理念也可以適用于其他經(jīng)典算法教學(xué)。在學(xué)習(xí)目標(biāo)實現(xiàn)的過程中，學(xué)生逐步提高計算思維。

二、任務(wù)設(shè)置時涉及計算思維的培養(yǎng)

（一）新課引入環(huán)節(jié)的任務(wù)設(shè)置

向?qū)W生展示課前設(shè)計調(diào)試的九九乘法表程序的運行結(jié)果，激發(fā)學(xué)生的求知欲，激發(fā)學(xué)生對本課的興趣。

（1）通過任務(wù)復(fù)習(xí)循環(huán)結(jié)構(gòu)。

任務(wù)：利用FOR循環(huán)語句，輸出一行圖形（五顆星號）。*****

（2）提出問題

上面的代碼完成了在一行內(nèi)輸入5個星號，如果要得到三行同樣的圖形，即如圖1所示的圖形，應(yīng)該怎么寫程序呢？

給學(xué)生五分鐘時間自由討論和上機實驗如何實現(xiàn)輸出上面的字符圖形。

（二）“主題任務(wù)”的設(shè)置

在循環(huán)嵌套例題的教學(xué)中，任務(wù)貫穿于整個教學(xué)過程，能夠深入地解釋問題，加深學(xué)生的印象。筆者稱之為“主題任務(wù)”。在本節(jié)中，筆者設(shè)置了以下任務(wù)：

探究1：嘗試更改程序，輸出5行6列的圖形。

探究2：輸出直角三角形圖形，觀察該圖形的特點，其規(guī)律是第一行輸出1個圖形，第二行輸出2個圖形，第j行輸出j個圖形。由剛才的嵌套循環(huán)例子可知，外循環(huán)控制的是輸出的行數(shù)，內(nèi)循環(huán)控制輸出列數(shù)，因此只需在圖形1程序的基礎(chǔ)上把Fori=1To5的終值5改為j即可，學(xué)生自己上機驗證修改后的程序是否能得到直角三角形圖形（圖2）。

探究3：輸出直角三角形數(shù)字矩陣。這個圖中的形狀和圖2中的一樣，只是每個位置字符不同。圖形的程序代碼如下：

探究4：終極挑戰(zhàn)

（1）效果演示

把課前調(diào)試好的課本上的程序運行結(jié)果再次演示給學(xué)生看，讓學(xué)生仔細觀察結(jié)果頁面。

（2）程序界面設(shè)計

由學(xué)生參考演示界面自行完成。

（3）程序代碼填寫

三、準(zhǔn)備教學(xué)資源時考慮計算思維的培養(yǎng)

在循環(huán)嵌套式教學(xué)設(shè)計中，筆者編寫了自主學(xué)習(xí)任務(wù)列表，并在課前分發(fā)，使學(xué)生有足夠的時間思考上述任務(wù)，為學(xué)生計算思維的培養(yǎng)和應(yīng)用提供了載體。教學(xué)資源的開發(fā)和利用在很大程度上影響著課堂的效果。

計算思維的培養(yǎng)是提高高中生解決問題思維能力的基本要求。因此，在課程教學(xué)中，教師必須重視計算思維的培養(yǎng)。

參考文獻：

[1]李俊杰.高中信息技術(shù)課程教學(xué)中計算思維培養(yǎng)的策略探析[J].中國信息技術(shù)教育，2014（24）