初中Python課程教學(xué)中計(jì)算思維培養(yǎng)策略

蔣春紅

摘要：計(jì)算思維是信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)之一。近年來，如何落實(shí)新版課標(biāo)理念，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)思維，日益成為關(guān)注熱點(diǎn)?；陧?xiàng)目式學(xué)習(xí)的基本原理，以初中信息技術(shù)Python編程課程為依托，面向計(jì)算思維培養(yǎng)的Python課程，以期為信息技術(shù)課程教學(xué)實(shí)踐提供參考。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維;信息技術(shù);Python課程

1、Python語言與初中生編程教育

大數(shù)據(jù)和人工智能時(shí)代的來臨使程序設(shè)計(jì)和計(jì)算思維成為21世紀(jì)最具競爭力的技能之一。初中階段對學(xué)生進(jìn)行編程啟蒙并通過程序設(shè)計(jì)教學(xué)訓(xùn)練學(xué)生的計(jì)算思維，既符合學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律，又符合時(shí)代的發(fā)展需求。提及程序設(shè)計(jì)就必然與目前應(yīng)用越來越廣泛的Python語言聯(lián)系在一起。Python是一種解釋型、面向?qū)ο?、?dòng)態(tài)數(shù)據(jù)類型的高級程序設(shè)計(jì)語言。Python語法簡潔清晰、通俗易懂、簡單易學(xué)，有助于激發(fā)學(xué)生對計(jì)算機(jī)編程的興趣，非常適合對初中生進(jìn)行程序設(shè)計(jì)和計(jì)算思維的啟蒙教育，在國外甚至有《Baby Python：Basic Code for Programming》這類的幼兒Python編程教程。為了提高學(xué)生的信息素養(yǎng)進(jìn)而提高其未來社會(huì)競爭力，我們有必要在初中階段通過Python程序設(shè)計(jì)課程對學(xué)生的計(jì)算思維進(jìn)行培育，通過Python程序設(shè)計(jì)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維和創(chuàng)新思維的能力，以提高學(xué)生主動(dòng)運(yùn)用計(jì)算思維分析問題、解決問題的信息素養(yǎng)，為學(xué)生進(jìn)一步接受更高層次的專業(yè)學(xué)習(xí)筑牢計(jì)算思維和創(chuàng)新思維的根基，從而為培養(yǎng)符合時(shí)代發(fā)展需要的復(fù)合型人工智能人才打下良好的基礎(chǔ)。

2、初中Python課程教學(xué)中計(jì)算思維培養(yǎng)策略

2.1先學(xué)后教策略

與其他學(xué)科相比較，初中信息技術(shù)學(xué)科課時(shí)少并且一般情況下是不允許布置課后作業(yè)的，以至于在Python程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)施階段，學(xué)生課前沒有預(yù)習(xí)，課后沒有復(fù)習(xí)，這就意味著學(xué)生在上課時(shí)沒有疑問、沒有目標(biāo)也沒有方向。然而，學(xué)生是解決課堂教學(xué)中矛盾的主體力量，教師則應(yīng)處于輔助學(xué)生解決這種主要矛盾的主導(dǎo)性地位。因此，教師需要在課堂教學(xué)的過程中讓學(xué)生充分與“物”進(jìn)行對話（本文指的是閱讀、學(xué)習(xí)教材），激發(fā)其中的矛盾，協(xié)助學(xué)生解決矛盾，這樣才能真正體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體性地位，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，進(jìn)而落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)這一教學(xué)目標(biāo)。筆者認(rèn)為，在程序設(shè)計(jì)的課堂教學(xué)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)也應(yīng)該是從閱讀教材開始，回歸“讀書學(xué)習(xí)”這一質(zhì)樸的語境，給予學(xué)生足夠的時(shí)間對教材進(jìn)行自學(xué)，在學(xué)生完成自學(xué)的基礎(chǔ)上開展程序設(shè)計(jì)教學(xué)。

2.2情境化策略

為了有效開展Python程序設(shè)計(jì)課堂教學(xué)，教師需要給學(xué)生創(chuàng)設(shè)貼切學(xué)生生活實(shí)際并能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與熱情的教學(xué)情境。在創(chuàng)設(shè)情境時(shí)，需要注意所創(chuàng)設(shè)的情境要與學(xué)生當(dāng)下的學(xué)習(xí)經(jīng)歷、家庭生活、社會(huì)環(huán)境產(chǎn)生緊密直接的聯(lián)系。情境的創(chuàng)設(shè)有哪些具體的要求？筆者以Python程序設(shè)計(jì)中的條件語句為例進(jìn)行說明。首先，情境的創(chuàng)設(shè)要能貼合學(xué)生的日常生活實(shí)際并且生動(dòng)形象，在架設(shè)形象思維與抽象思維的橋梁的同時(shí)，使學(xué)生知道所學(xué)習(xí)的內(nèi)容是什么，有什么實(shí)際用處，如在上課伊始，請同學(xué)們觀看學(xué)生每日進(jìn)校時(shí)刷臉通過閘機(jī)的視頻，提問在此過程中人臉識(shí)別程序是如何工作的，如何用流程圖進(jìn)行描述。其次，情境的創(chuàng)設(shè)要能體現(xiàn)Python程序設(shè)計(jì)的特質(zhì)，要能體現(xiàn)本節(jié)課學(xué)生所學(xué)習(xí)的內(nèi)容在生活中的使用條件以及存在價(jià)值與意義，要能內(nèi)含課堂教學(xué)中要解決的問題并能有效地促使學(xué)生積極思考，如在授課中，為增加學(xué)生對條件語句的理解，教師提前設(shè)置好在體驗(yàn)的過程中出現(xiàn)的與條件語句相關(guān)的異常情況，請學(xué)生上講臺(tái)體驗(yàn)可進(jìn)行人臉識(shí)別的簡化版閘機(jī)系統(tǒng)，感受條件語句執(zhí)行的特點(diǎn)。最后，情境的創(chuàng)設(shè)要能使學(xué)生的情感有效地融入到學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生積極情感的介入能夠極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”。如在學(xué)生完成程序編寫之后，用他們自己編寫的程序在簡化版閘機(jī)系統(tǒng)中運(yùn)行，檢驗(yàn)其程序是否編寫正確，正確的程序能夠?qū)崿F(xiàn)人臉識(shí)別并打開閘機(jī)。

2.3整體化策略

計(jì)算思維視域下Python語言教學(xué)設(shè)計(jì)的整體化策略要求我們在課堂教學(xué)中需要從教學(xué)內(nèi)容的整體化和學(xué)生學(xué)習(xí)的整體化兩個(gè)方面進(jìn)行考量。

2.3.1教學(xué)內(nèi)容的整體化策略

Python語言教學(xué)內(nèi)容的整體化需要通盤考慮Python語言各個(gè)知識(shí)點(diǎn)與整體之間的聯(lián)系，既要預(yù)防部分與整體之間的割裂，又要防止部分與整體的含混不清，不能突出課堂教學(xué)的重點(diǎn);既要明確部分內(nèi)容的教學(xué)可以對計(jì)算思維的培養(yǎng)起到作用，也要明確部分教學(xué)內(nèi)容所能起到的對計(jì)算思維培養(yǎng)的作用在整個(gè)計(jì)算思維能力形成過程中所處的地位、價(jià)值、意義以及局限性。以Python程序設(shè)計(jì)的循環(huán)結(jié)構(gòu)教學(xué)為例，首先，教師既要幫助學(xué)生明確循環(huán)結(jié)構(gòu)是程序設(shè)計(jì)中三大基本結(jié)構(gòu)之一，循環(huán)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用可以使程序的編寫化繁為簡，可以有效控制程序的結(jié)構(gòu)并可以與其他兩種程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相結(jié)合處理復(fù)雜的問題，也要確保通過學(xué)習(xí)后學(xué)生能夠掌握Python循環(huán)語句for循環(huán)、while循環(huán)各自的語法規(guī)則和適用范圍;其次，循環(huán)結(jié)構(gòu)教學(xué)對計(jì)算思維中的“分解”（分解、有序、遞歸）、“抽象”（刪除、過濾、提取、符號化）、算法描述等方面具有重要的培養(yǎng)作用，但是對計(jì)算思維中的“概括”與“評估”所能產(chǎn)生的培養(yǎng)作用就非常有限。

2.3.2學(xué)生學(xué)習(xí)的整體化策略

學(xué)生學(xué)習(xí)的整體化策略是指在全面考慮初二學(xué)生智能特征、信息技術(shù)課時(shí)安排計(jì)劃以及Python程序設(shè)計(jì)的特性后，在課程實(shí)施時(shí)采取先分后總的教學(xué)策略。先分——教師采用教學(xué)內(nèi)容的整體化策略，選擇探究式教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，按照章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的邏輯順序幫助學(xué)生完成Python程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，學(xué)生在此過程中了解了Python程序設(shè)計(jì)的基本概念，掌握了Python程序設(shè)計(jì)的基本方法，鍛煉了計(jì)算思維各組成部分的應(yīng)用能力并可以獨(dú)立地編寫簡單的Python程序。后總——教師采用活動(dòng)化策略和自主化策略，選擇小組合作教學(xué)法以及項(xiàng)目式教學(xué)法，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，在與教材的對話、與學(xué)習(xí)伙伴的探討中，利用已有的Python的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，充分鍛煉、內(nèi)化、運(yùn)用計(jì)算思維，借助Python語言逐步、系統(tǒng)、科學(xué)地編寫代碼，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)項(xiàng)目。

結(jié)束語

在日常教學(xué)中，教師必須認(rèn)識(shí)到計(jì)算思維有“廣義”與“狹義”之分，利用Python程序設(shè)計(jì)教學(xué)以及初中階段信息技術(shù)學(xué)科所培養(yǎng)的計(jì)算思維較易偏向于“狹義計(jì)算思維”的范疇，所以在日常的教學(xué)工作中教師應(yīng)該有意識(shí)地拓展學(xué)生對計(jì)算思維認(rèn)識(shí)、理解與應(yīng)用的廣度，避免管中窺豹、一葉障目。

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