初中信息技術(shù)主題式單元教學(xué)的實(shí)踐與探索

鄒斌

[摘 要]文章以初中信息技術(shù)“走進(jìn)程序世界”單元教學(xué)為例，從教學(xué)方案制訂、學(xué)生學(xué)習(xí)困難預(yù)判、教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)、循證分析等方面闡述初中信息技術(shù)主題式單元教學(xué)的實(shí)踐與探索。

[關(guān)鍵詞]主題式單元教學(xué);初中信息技術(shù);走進(jìn)程序世界

[中圖分類(lèi)號(hào)] ? ?G633.67 ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] ? ?A ? ? ? ?[文章編號(hào)] ? ?1674-6058（2022）17-0085-03

信息技術(shù)主題式單元教學(xué)是指以信息技術(shù)的一個(gè)單元為基本單位，以某一個(gè)主題或內(nèi)容為教學(xué)核心，在一定的情境化教學(xué)背景下，讓學(xué)生自主建構(gòu)知識(shí)、深入探究學(xué)習(xí)某一特定學(xué)習(xí)主題的一種教學(xué)模式。在信息技術(shù)主題式教學(xué)中，教師應(yīng)結(jié)合信息技術(shù)的關(guān)鍵能力、必備品格和學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)，科學(xué)凝練單元主題，分析、整合單元教學(xué)資源，精準(zhǔn)制訂單元教學(xué)方案，精心組織課堂教學(xué)。本文以閩教版信息技術(shù)（2020年修訂版）七年級(jí)下冊(cè)“走進(jìn)程序世界”單元教學(xué)為例，闡述初中信息技術(shù)主題式單元教學(xué)的實(shí)踐與探索。

一、精準(zhǔn)制訂教學(xué)方案

在實(shí)施初中信息技術(shù)主題式單元教學(xué)前，教師應(yīng)認(rèn)真研讀信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)、教材，分析學(xué)生的具體學(xué)習(xí)情況，確定單元教學(xué)目標(biāo)和課時(shí)教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合信息技術(shù)學(xué)科的特點(diǎn)，圍繞目標(biāo)的靶向做好單元教學(xué)方案和教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)。

（一）確立單元教學(xué)主旨

“走進(jìn)程序世界”單元主要由程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、程序設(shè)計(jì)的三種基本結(jié)構(gòu)和綜合活動(dòng)等三個(gè)部分組成。

在學(xué)習(xí)本單元之前，學(xué)生學(xué)過(guò)文字處理、圖片處理、動(dòng)畫(huà)制作，甚至學(xué)過(guò)Scratch編程，絕大多數(shù)學(xué)生有一定的數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)，對(duì)解決問(wèn)題的算法表達(dá)有一定的認(rèn)知基礎(chǔ)，但對(duì)于編程的認(rèn)知很少或僅僅停留在操作與實(shí)踐層面，缺乏對(duì)程序?qū)崿F(xiàn)方法的設(shè)計(jì)與思考。通過(guò)研讀中小學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)課程指導(dǎo)綱要和教學(xué)文本材料以及教學(xué)基本要求，筆者確立了這一單元的教學(xué)主旨：結(jié)合具體事例情境，利用流程圖描述解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題的算法，利用三種程序結(jié)構(gòu)編寫(xiě)程序解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題，培育學(xué)生的計(jì)算思維，提升學(xué)生的思維品質(zhì)。

（二）描繪單元知識(shí)圖譜

“走進(jìn)程序世界”單元的教學(xué)明線是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及程序設(shè)計(jì)的三種基本結(jié)構(gòu)后，能將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用于“猜價(jià)格游戲”“石頭、剪刀、布”游戲的程序設(shè)計(jì)?！盎A(chǔ)知識(shí)+基本結(jié)構(gòu)+綜合活動(dòng)”的教學(xué)模式體現(xiàn)了活動(dòng)與體驗(yàn)、遷移與應(yīng)用的深度學(xué)習(xí)特點(diǎn)。其中，“基礎(chǔ)知識(shí)”部分要求的關(guān)鍵知識(shí)或技能是兩個(gè)“了解”、一個(gè)“掌握”、一個(gè)“運(yùn)用”及一個(gè)“操作”：了解程序與指令，了解程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言及其編譯;掌握C語(yǔ)言的基本語(yǔ)法;能運(yùn)用自然語(yǔ)言和流程圖描述算法;能編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單程序?！盎窘Y(jié)構(gòu)”部分中的“順序結(jié)構(gòu)”要求了解數(shù)據(jù)類(lèi)型、常量與變量的定義與使用，掌握算術(shù)運(yùn)算與賦值運(yùn)算，能運(yùn)用輸入函數(shù)與輸出函數(shù);“分支結(jié)構(gòu)”要求了解關(guān)系運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、三目運(yùn)算，能運(yùn)用單分支結(jié)構(gòu)、雙分支結(jié)構(gòu)以及理解多分支結(jié)構(gòu);“循環(huán)結(jié)構(gòu)”則要求會(huì)運(yùn)用for循環(huán)和while循環(huán)。“走進(jìn)程序世界”單元的教學(xué)暗線是問(wèn)題的解決以及算法的描述。描繪完本單元的知識(shí)圖譜后，筆者又列出了本單元的預(yù)設(shè)教學(xué)方法和教學(xué)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

（三）分析評(píng)估分類(lèi)，擬定學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)目標(biāo)的雙向細(xì)目表

單元教學(xué)和課時(shí)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，要有明確的知識(shí)評(píng)估分類(lèi)與之配套，這便于課時(shí)作業(yè)、分層作業(yè)、單元作業(yè)、階段測(cè)評(píng)等的設(shè)計(jì)，有利于教學(xué)的診斷、分析、反思、調(diào)整和改進(jìn)，體現(xiàn)了集教、評(píng)、學(xué)、研于一體，符合教學(xué)可觀察、可測(cè)評(píng)、可操作的重要設(shè)計(jì)理念。教學(xué)中，筆者按核心知識(shí)和目標(biāo)歸類(lèi)，把評(píng)估要素分為記憶、說(shuō)明性理解或掌握、探究性理解或靈活運(yùn)用。“走進(jìn)程序世界”單元中的這幾個(gè)評(píng)估要素之間是有一定的邏輯遞進(jìn)關(guān)系的，與思維的不斷推進(jìn)相緊扣。比如程序及其執(zhí)行要求達(dá)到說(shuō)明性理解，由于暫時(shí)不涉及具體的程序含義與表達(dá)，也沒(méi)有具體語(yǔ)句的描述，因此只需要了解程序與常見(jiàn)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。程序設(shè)計(jì)的一個(gè)重要目的是應(yīng)用程序解決需要解決的問(wèn)題。因此，在本單元的教學(xué)中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生掌握流程圖，運(yùn)用流程圖描述具體算法，從而培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維;讓學(xué)生在反復(fù)的實(shí)踐操作中理解性地記憶數(shù)據(jù)類(lèi)型、常量和變量，著重掌握int、float、double的區(qū)別以及變量的取名規(guī)則和常量的定義;讓學(xué)生能夠探究性理解賦值運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算、輸入與輸出函數(shù)、if語(yǔ)句、for語(yǔ)句、while語(yǔ)句、關(guān)系運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的評(píng)估關(guān)鍵是看他們能不能將所學(xué)知識(shí)靈活運(yùn)用于程序編寫(xiě)。

（四）確定教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重難點(diǎn)

在“走進(jìn)程序世界”單元中，通過(guò)學(xué)習(xí)編程的基本知識(shí)、C語(yǔ)言的變量等基本概念和printf等基本語(yǔ)句以及順序、分支、循環(huán)三種結(jié)構(gòu)的表達(dá)和應(yīng)用，學(xué)生逐步認(rèn)識(shí)到程序和算法是計(jì)算機(jī)自動(dòng)化的重要基礎(chǔ)工具，并對(duì)計(jì)算機(jī)軟件的工作原理有一個(gè)全局性的認(rèn)識(shí)，從而逐步建立起計(jì)算思維。

具體來(lái)說(shuō)，本單元的教學(xué)目標(biāo)是聯(lián)系生活實(shí)際問(wèn)題的解決，掌握利用流程圖描述簡(jiǎn)單算法的方法，提高解決問(wèn)題的能力;了解C語(yǔ)言的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型和常量及變量，掌握輸入與輸出函數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、賦值運(yùn)算、關(guān)系運(yùn)算、邏輯運(yùn)算;學(xué)會(huì)用if語(yǔ)句編寫(xiě)簡(jiǎn)單的分支結(jié)構(gòu)程序;學(xué)會(huì)用for循環(huán)和while循環(huán)語(yǔ)句編寫(xiě)程序解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。

本單元的教學(xué)重點(diǎn)是掌握C語(yǔ)言的基本語(yǔ)法結(jié)構(gòu)、程序及其執(zhí)行過(guò)程;理解數(shù)據(jù)類(lèi)型、賦值運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算;掌握關(guān)系運(yùn)算以及if語(yǔ)句、while語(yǔ)句和for語(yǔ)句，能進(jìn)行簡(jiǎn)單的程序功能需求分析并設(shè)計(jì)流程圖。教學(xué)難點(diǎn)是運(yùn)用流程圖描述算法;編譯和調(diào)試程序;掌握輸入與輸出函數(shù)、邏輯運(yùn)算符及算術(shù)運(yùn)算符“/”“%”“++”“--”的功能;運(yùn)用if語(yǔ)句、for語(yǔ)句、while語(yǔ)句編寫(xiě)程序解決實(shí)際問(wèn)題;綜合應(yīng)用分支語(yǔ)句、循環(huán)語(yǔ)句進(jìn)行編程和調(diào)試。

二、預(yù)判學(xué)生學(xué)習(xí)困難

教師要結(jié)合教學(xué)實(shí)踐、教研交流和必要的循證分析，預(yù)判學(xué)生在學(xué)習(xí)本單元時(shí)將會(huì)遇到的主要困難，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化問(wèn)題的設(shè)計(jì)，在問(wèn)題設(shè)計(jì)上做足文章，啟發(fā)、引導(dǎo)、點(diǎn)撥學(xué)生深度學(xué)習(xí)。

首先，初學(xué)者容易出現(xiàn)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)和語(yǔ)法錯(cuò)誤，比如在輸入逗號(hào)、分號(hào)、圓括號(hào)、雙引號(hào)時(shí)，將半角字符輸入成全角字符;句末“;”、大括號(hào)、頭文件漏輸或輸不全;在if語(yǔ)句后直接加“;”從而變成空語(yǔ)句。

其次，學(xué)生容易將調(diào)用的函數(shù)輸錯(cuò)，比如調(diào)用C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)中的格式輸出函數(shù)printf、格式輸入函數(shù)scanf時(shí)會(huì)習(xí)慣性地少輸入字母“f”;printf格式字符串出現(xiàn)多個(gè)輸出控制符，但在輸出列表中沒(méi)有對(duì)應(yīng)好或列表中的變量個(gè)數(shù)少了;前后的數(shù)據(jù)類(lèi)型沒(méi)有匹配好或是不一致，導(dǎo)致出現(xiàn)輸出控制符弄錯(cuò)的提示;scanf的變量地址少了“&”，與printf的控制符相混淆;調(diào)用隨機(jī)函數(shù)時(shí)忘記先通過(guò)srand（（unsigned） time （NULL））利用時(shí)間來(lái)獲取隨機(jī)數(shù)種子而變成偽隨機(jī)數(shù)。

再次，學(xué)生容易在條件表達(dá)式的理解和運(yùn)用上存在偏差，比如因?yàn)闆](méi)有建立起包含關(guān)系的概念，所以在理解“或”和“與”的關(guān)系時(shí)出現(xiàn)混淆，得出不同的取值范圍;不能很好地理解取模的運(yùn)算，不清楚為什么要取模，什么情況下要用上模運(yùn)算，且容易忽視取模只能是整數(shù)運(yùn)算，不自覺(jué)地會(huì)帶小數(shù)進(jìn)行模運(yùn)算;對(duì)除（“/”）運(yùn)算中整數(shù)除整數(shù)得整數(shù)不能透徹理解。

最后，學(xué)生容易將賦值運(yùn)算符“=”與關(guān)系運(yùn)算符“==”相混淆。由于學(xué)生是首次學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言，他們一看到“=”馬上會(huì)想到數(shù)學(xué)中的等于號(hào)，對(duì)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)及變量沒(méi)有建立起相關(guān)的概念，而對(duì)于語(yǔ)句中的“A1=B1=9;”或是”A1>=B1==9;”更是摸不著頭腦。讓學(xué)生了解賦值運(yùn)算符“=”與數(shù)學(xué)中的“等于”是一種什么關(guān)系，以及“==”與“=”表示什么，這是教學(xué)的難點(diǎn)。

三、精心設(shè)計(jì)主題式單元教學(xué)活動(dòng)

（一）預(yù)學(xué)反饋，直切主題

對(duì)于本單元中“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”部分的程序與指令、程序語(yǔ)言及其編譯，教師可課前給學(xué)生提供微課程、自主學(xué)習(xí)單及相應(yīng)的輔助理解練習(xí)等，讓學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性預(yù)學(xué)。對(duì)于流程圖，教師則可讓學(xué)生通過(guò)參與完成一項(xiàng)家務(wù)活動(dòng)而掌握其畫(huà)法。比如可讓學(xué)生在家長(zhǎng)的指導(dǎo)下做一道菜，之后先用自然語(yǔ)言把這道菜的烹飪過(guò)程記敘下來(lái)，再用流程圖把這道菜的烹飪過(guò)程畫(huà)出來(lái)，最后在班級(jí)群中進(jìn)行交流。在交流過(guò)程中，教師應(yīng)針對(duì)學(xué)生暴露出的問(wèn)題進(jìn)行有針對(duì)性的講解，為學(xué)生掃清學(xué)習(xí)障礙。此外，數(shù)據(jù)基本類(lèi)型、變量和常量、算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、關(guān)系運(yùn)算等都可讓學(xué)生自主預(yù)學(xué)，教師可設(shè)計(jì)一定量的鞏固練習(xí)來(lái)幫助學(xué)生理解和掌握。課堂上，教師可借助希沃軟件上的雙人比賽、填空、連線等游戲活動(dòng)，來(lái)了解學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況，并據(jù)此精講相關(guān)重要概念。

（二）緊抓主線，前呼后應(yīng)

本單元的核心內(nèi)容是算法和程序，重點(diǎn)培養(yǎng)的核心素養(yǎng)是計(jì)算思維?；诖耍虒W(xué)中筆者緊抓案例主線來(lái)展開(kāi)教學(xué)，把相關(guān)內(nèi)容串聯(lián)起來(lái)。筆者以自己設(shè)計(jì)的第一個(gè)程序?yàn)榍腥朦c(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)printf這個(gè)函數(shù)，“說(shuō)出”“HELLO WORLD”或者其他帶各種圖案的“話(huà)語(yǔ)”。學(xué)生在這過(guò)程中逐步掌握了相關(guān)環(huán)境參數(shù)的設(shè)置和程序基本語(yǔ)句的表達(dá)要求。對(duì)于順序語(yǔ)句，筆者引入生成隨機(jī)數(shù)的程序，進(jìn)一步生成隨機(jī)數(shù)種子，再由rand語(yǔ)句隨機(jī)生成規(guī)定范圍的隨機(jī)數(shù)。對(duì)于分支語(yǔ)句，筆者先以曹天元《上帝擲骰子嗎》一書(shū)以及一個(gè)關(guān)于隨機(jī)數(shù)生成的小程序，承、轉(zhuǎn)、啟地引入人機(jī)單個(gè)骰子的擲骰子游戲。由于骰子的點(diǎn)數(shù)是隨機(jī)生成的，由此可引入“隨機(jī)”大概念，建構(gòu)骰子點(diǎn)數(shù)這一具體事物抽象化成隨機(jī)數(shù)由計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成的計(jì)算思維，判斷人和機(jī)擲骰子后所得點(diǎn)數(shù)的大小后顯示輸贏結(jié)果;再以閩南“博餅”游戲活動(dòng)為例，由單個(gè)骰子過(guò)渡到三個(gè)甚至六個(gè)骰子。在這過(guò)程中，筆者根據(jù)學(xué)生不同學(xué)力層次進(jìn)行分層要求，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與思考，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。學(xué)生展示程序編寫(xiě)過(guò)程并改進(jìn)程序，在糾錯(cuò)與改進(jìn)程序的過(guò)程中不斷生成新的認(rèn)知，從而實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。在此基礎(chǔ)上，筆者再逐步強(qiáng)化學(xué)生對(duì)分糖果、打車(chē)計(jì)費(fèi)、青蛙益智接龍、猴子摘桃、韓信點(diǎn)兵、競(jìng)猜價(jià)格等經(jīng)典游戲編程實(shí)例的學(xué)習(xí)，充分激發(fā)學(xué)生的編程興趣。

（三）綜合活動(dòng)，自我診斷

本單元設(shè)計(jì)了“猜價(jià)格游戲”和“石頭、剪刀、布游戲”的程序來(lái)展開(kāi)綜合活動(dòng)?！熬C合活動(dòng)”部分，教師既可以通過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)來(lái)組織教學(xué)，也可以從真實(shí)情境中提煉出問(wèn)題，以問(wèn)題為導(dǎo)向?qū)嵤┤蝿?wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)。在綜合活動(dòng)中，教師可引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用一定的編程技能，編寫(xiě)結(jié)構(gòu)清晰、結(jié)果正確、界面友好的程序，讓學(xué)生對(duì)程序進(jìn)行理解、應(yīng)用與遷移。教師還要引導(dǎo)學(xué)生自我診斷評(píng)估運(yùn)用程序解決問(wèn)題的優(yōu)勢(shì)與不足，針對(duì)具體問(wèn)題形成解決的算法，并通過(guò)流程圖可視化表示，以程序語(yǔ)言來(lái)正確表達(dá)，再把所理解的算法通過(guò)程序表達(dá)出來(lái)。在課堂中，有的學(xué)生在判斷語(yǔ)句中把“if ?a>b==1”作為條件表達(dá)語(yǔ)句，這一課堂生成尤為珍貴。筆者組織學(xué)生討論，引導(dǎo)學(xué)生思考“‘==1這一表述是否有錯(cuò)？這樣表述是否有必要？”，從而加深學(xué)生對(duì)邏輯運(yùn)算的理解，訓(xùn)練學(xué)生的計(jì)算思維。

四、循證分析

筆者對(duì)一學(xué)年所任教的三個(gè)班級(jí)的教學(xué)過(guò)程和結(jié)果及學(xué)生填寫(xiě)的調(diào)查問(wèn)卷進(jìn)行循證分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

（一）學(xué)生參與度很高

筆者所任教的三個(gè)班級(jí)共有161名學(xué)生。在本單元的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生自主學(xué)習(xí)預(yù)學(xué)單，或是參與游戲環(huán)節(jié)，或是進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)，每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)參與活動(dòng)，并且能自然融入各個(gè)分層活動(dòng)中。每個(gè)活動(dòng)環(huán)節(jié)總有一個(gè)層級(jí)適合學(xué)生去進(jìn)階學(xué)習(xí)，學(xué)生“吃得飽”且“還想吃更多”，持續(xù)的思考使學(xué)生的思維能力得到了很好的提升。

（二）以真實(shí)的游戲情境推進(jìn)教學(xué)，有利于學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)

本單元的教學(xué)通過(guò)真實(shí)的游戲情境來(lái)推進(jìn)。在游戲過(guò)程中，筆者引導(dǎo)學(xué)生形成解決問(wèn)題的算法，在此基礎(chǔ)上完成流程圖的建立，并將流程圖轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，把分析出來(lái)的需求通過(guò)計(jì)算機(jī)程序語(yǔ)言“說(shuō)”出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的解決。學(xué)生在真實(shí)游戲情境引領(lǐng)下，一步步尋求問(wèn)題的解決途徑，在解決問(wèn)題的過(guò)程中完成程序設(shè)計(jì)。這樣的教學(xué)，有利于學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)。

（三）學(xué)生的高階思維能力得到了提高

本單元教學(xué)以擲骰子游戲?yàn)橹骶€，把零散的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，并創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境引導(dǎo)學(xué)生探討程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)、程序設(shè)計(jì)的三種基本結(jié)構(gòu)，促使學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)框架，有效遷移應(yīng)用知識(shí)，進(jìn)一步給學(xué)生提供分層的拓學(xué)單，以拓展學(xué)生的視野，讓學(xué)生真正實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

[ ? 參 ? 考 ? 文 ? 獻(xiàn) ? ]

[1] ?薛繼紅.課堂教學(xué)診斷與主要教學(xué)問(wèn)題例析[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2016：106-107.

[2] ?汪昌華.教師教育專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)中循證方法的應(yīng)用[J].現(xiàn)代中小學(xué)教育，2010（5）：64-66.

（責(zé)任編輯 黃春香）