基于計(jì)算思維能力培養(yǎng)的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)研究

畢慧亮

(山東省青島第一中學(xué) 山東 青島 266002)

引言

高中信息技術(shù)課程當(dāng)中最重要的組成內(nèi)容之一就是程序設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)大量的教學(xué)實(shí)踐可以證明，編程教學(xué)能夠鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

1.樹立基于計(jì)算思維的編程教學(xué)理念

計(jì)算思維，做為高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)之一，能夠幫助學(xué)生建立運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一種思維方式?；谟?jì)算思維的編程教學(xué)模式，就是在編程教學(xué)中，綜合利用計(jì)算思維的教學(xué)策略，構(gòu)建起以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體、以計(jì)算思維能力培養(yǎng)為目標(biāo)的教學(xué)模式。通過(guò)任務(wù)引領(lǐng)和問(wèn)題探究，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中啟發(fā)思考、總結(jié)規(guī)律、掌握科學(xué)方法，培養(yǎng)創(chuàng)新能力和科學(xué)精神，提高獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力。

2.教學(xué)改革

2.1 強(qiáng)化案例教學(xué)。計(jì)算思維強(qiáng)調(diào)的是應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的一種思維活動(dòng)，因此，高中程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生如何盡快形成運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念進(jìn)行問(wèn)題求解的思維習(xí)慣。為更好地培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，教學(xué)中應(yīng)做好案例的講解，提高學(xué)生運(yùn)用編程解決問(wèn)題的意識(shí)。一方面，以案例來(lái)講解程序?qū)崿F(xiàn)的功能、程序設(shè)計(jì)的構(gòu)成以及相關(guān)語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)的功能，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到做好Python程序的合理設(shè)計(jì)與編寫，能解決很多現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。另一方面，圍繞學(xué)生熟悉的問(wèn)題，為學(xué)生演示如何編寫程序設(shè)計(jì)，傳授編寫程序設(shè)計(jì)的技巧，并通過(guò)運(yùn)行程序，使學(xué)生感受程序設(shè)計(jì)的作用。結(jié)合學(xué)生所學(xué)知識(shí)，布置趣味性較強(qiáng)的任務(wù)，為保證任務(wù)的順利完成，可以以小組的形式開展程序編寫工作，使小組成員之間積極配合、共同努力。另一方面，做好學(xué)生任務(wù)完成情況的評(píng)價(jià)。結(jié)合程序運(yùn)行結(jié)果給予學(xué)生積極的評(píng)價(jià)，尤其應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生。

2.2 應(yīng)用啟發(fā)式的教學(xué)模式。教師在引導(dǎo)學(xué)生解決問(wèn)題的過(guò)程中，要先讓學(xué)生反思與回憶，也就是讓學(xué)生用已經(jīng)寫好的代碼來(lái)對(duì)應(yīng)教師提出的問(wèn)題，探討這段代碼是否可以解決這些問(wèn)題，幫助學(xué)生將自己的思維轉(zhuǎn)化成為目的導(dǎo)向和結(jié)果導(dǎo)向的思維。在解決問(wèn)題的過(guò)程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生分步驟地進(jìn)行自我反思，并對(duì)其他小組成員編寫出來(lái)的代碼進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的審查，探討自己的代碼與其他同學(xué)的代碼存在哪些異同，通過(guò)批判性的思考來(lái)探討自己的不足。在教學(xué)的過(guò)程中，教師要指出學(xué)生存在的思維的局限，依照建構(gòu)主義教學(xué)的觀念促進(jìn)學(xué)生與其他學(xué)生進(jìn)行分享。在教學(xué)完成之后，教師要引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)寫作的方式構(gòu)建起自己的程序數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)中可以包含已經(jīng)構(gòu)建好的程序，也可以是小組其他同學(xué)的作品，甚至是工作總結(jié)和小組反思，這樣能讓學(xué)生掌握循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)方式。

2.3 開展基于計(jì)算思維的項(xiàng)目式教學(xué)。項(xiàng)目式教學(xué)，是一種圍繞項(xiàng)目開展的教學(xué)模式，立足于真實(shí)的情境，對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新整合，將需要掌握的知識(shí)內(nèi)容劃分成獨(dú)立的教學(xué)項(xiàng)目，以任務(wù)為導(dǎo)向，以學(xué)生為主體，教師為引導(dǎo)，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)踐體驗(yàn)、探索創(chuàng)新等學(xué)習(xí)方式，獲得較為完整和具體的知識(shí)。項(xiàng)目式教學(xué)法以真實(shí)情境、協(xié)作化的特點(diǎn)，在編程教學(xué)中有獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。情境化的項(xiàng)目，可以激發(fā)學(xué)生的探究熱情；多樣化的學(xué)習(xí)方式，可以削弱學(xué)生的畏難情緒；以任務(wù)為導(dǎo)向，可以將零碎的知識(shí)系統(tǒng)化、集成化。

2.4 基于計(jì)算思維的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)。教學(xué)工作在開展的過(guò)程當(dāng)中，需要認(rèn)清計(jì)算機(jī)思維能力培養(yǎng)和計(jì)算機(jī)理論知識(shí)傳授之間的關(guān)系，將計(jì)算機(jī)思維充分的貫穿在理論課程教學(xué)當(dāng)中。程序設(shè)計(jì)課程在這里開展的過(guò)程中，要將知識(shí)理論作為基礎(chǔ)，調(diào)整整體的教學(xué)內(nèi)容，著重的講解計(jì)算機(jī)理論知識(shí)當(dāng)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。將教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)分為兩大部分，分別是理論教學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容以及實(shí)踐設(shè)計(jì)內(nèi)容。理論教學(xué)課程在整體開展的過(guò)程當(dāng)中，主要是為了培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)計(jì)算能力，將程序設(shè)計(jì)的相關(guān)課程作為主線，其中會(huì)包括語(yǔ)句與流程控制、函數(shù)、數(shù)組、指針、結(jié)構(gòu)體、編譯預(yù)處理與外部函數(shù)。課程在整體開展的過(guò)程當(dāng)中，會(huì)著重的對(duì)程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)思想和應(yīng)用的方式進(jìn)行講解，課程在開展的過(guò)程當(dāng)中會(huì)淡化語(yǔ)法的教學(xué)，將單純的語(yǔ)法教學(xué)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，提前引入函數(shù)和指針的應(yīng)用概念。通過(guò)循序漸進(jìn)的教學(xué)，能夠?qū)⒑瘮?shù)和指針充分的結(jié)合在一起，對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行分散教學(xué)，能夠讓學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)可以接受到更為夯實(shí)的理論知識(shí)。在開展實(shí)踐教學(xué)的過(guò)程當(dāng)中，學(xué)生們能更好的將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，掌握計(jì)算思維方法。

結(jié)束語(yǔ)

在信息化社會(huì)不斷發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，社會(huì)對(duì)于人才的需求提出了更高的要求，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)思維是學(xué)生所必備的一個(gè)技能之一。教師以及學(xué)校對(duì)教學(xué)方案以及程序設(shè)計(jì)課程進(jìn)行設(shè)定的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)該具有針對(duì)性，不斷的培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)思維能力，強(qiáng)化計(jì)算機(jī)思維教學(xué)理念，推動(dòng)程序設(shè)計(jì)課程不斷的進(jìn)行改革。程序設(shè)計(jì)課程在進(jìn)行調(diào)整的過(guò)程當(dāng)中，教師應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)思維能力的研究，不斷的培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)思維能力，將日常的理論知識(shí)融入在程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)當(dāng)中，使得學(xué)生能夠在程序設(shè)計(jì)課程上，利用計(jì)算機(jī)的思維來(lái)解決日常當(dāng)中所遇到的問(wèn)題。