高中阶段面向计算思维的编程教学模式的实践与思考

发表时间:2021/5/26   来源:《中小学教育》2021年2月第5期   作者:王思雨
[导读] 高中阶段是学生学习的重要阶段
        王思雨
        沈阳市第五十六中学   辽宁沈阳   110000
        摘要:高中阶段是学生学习的重要阶段。当前,随着编程课程的逐渐普及,计算思维成为公民必备的核心素养,编程作为其主要培养载体引起广泛关注。教师在教学中可以将编程教学的技巧和思维联系在一起。在教学中根据具体的教学内容采取合适的教学模式,进而让学生了解编程知识,提高学生在信息教学方面的素养。
        关键词:计算思维;编程教学;实践;思考
        一、计算思维和编程教学分析
        在编程教学中,编程语言学习成为培养学生计算思维的载体。因此,教师在教学中常常会将编程教学游戏化、项目式进行,这样才能在教学中吸引学生学习兴趣。与此同时,教学中的问题也会在教学中日渐凸显。受传统教学方式的影响,教师在教学中没有将实践作为教学的一部分,这样就会使得学生学习表面化,容易出现教学的瓶颈期。学生在学习的过程中常常会循规蹈矩,模仿作品,而当程序报错时或学生独立解决问题时,就会暴露出学生没有建构计算思维的生长点,反映出编程教学与育人目标尚存在距离,因此如何提高编程课程教学的有效性成为教师必须深思熟虑的问题。
        二、教师在设计学习目标时,以培养算法思维为根本
        教师在设计学习目标时,以培养算法思维为根本,可针对特定的算法,整合编程知识与技能,学生从中学会解决问题的方法。从学习目标着眼,教师可以从知识的实用角度出发设计目标任务,在真实问题的共鸣中激发学生学习兴趣,引发学生学习动机。至于学生如何完成目标任务,则要围绕学生认知基础设计抛锚式的学习活动,首先引导学生抽象问题,将问题细化,抽丝剥茧,提取问题的核心部分,使其更容易类比。其次是分解问题,根据问题的整体,将问题分化成多个相对独立的模块,或以功能划分,或以知识难易划分,待学生逐块解决。运用基于已知问题的解决方法解决新问题的方式,叫概括,在已有知识的基础上,对已知方法进行改造,使其能迁移解决一系列相似问题。
        三、创设情境,分层教学
        在教学过程中,针对有些比较难掌握的概念,教师可以创设情境、分层教学。比如有个关于循环语句的训练题:假设所有的灯都是关着的,编号为1的人走过来,把是1的倍数的灯全部打开;编号为2的人把是2的倍数的灯全部关上;编号为3的人又把是3的倍数的灯开的关上,关的开起来....直到第N个人为止。现在问:如果给定一个数N,那么在N轮之后,还有哪些灯是开着的?这样的题目让很多学生感到无从下手,因为如果N是个位数,还可以手动算,教师可以让10个学生手拉手排成一排,模拟这个算法的运行。编号为i的灯只会被它的约数所操作,而它最后是开着的,所以说一定被操作了奇数次。只有一个数是完全平方数,其约数才是奇数,所以只要输出i到N中的完全平方数就可以。通过这样的教学,部分学习程度较好的学生已经可以写出来,然后让这几个学生讲解一下算法,全班进行点评。加大对实验程序调试的指导力度编程教学最重要的是能够上机并调试出正确的程序。

因此,要指导学生切勿眼高手低,在刚开始学习的时候一定要多上机,只有通过上机,才能发现问题。比如对于小数点位数的输出,C和C++输出语句不同,都可能导致程序调试不通过。因此,对实验内容进行分组,设立基本组、提高组,利用一些在线0J网站,让学生多做题。一方面,教师可以实时观察到学生的进度;另一方面,这些网站上有相应的题解,学生可以实时进行对比和分析。
        四、注重师生之间的双向互动
        在项目教学中,教师和学生处于平等地位,教师不再是传统课堂的掌控者,而是学生学习的配合者,教师只有扮演好这个角色才能够不断提高学生对计算机内容的关注程度。一方面,在发布任务的过程中,教师要关注学生的实际需求,结合社会热点和编程领域的大事件帮助学生进行细化的任务执行,在这个过程中教师通过督促手段和监管手段维持学生的学习热情;另一方面,教师可以找寻一些教学节点,提出问题解决的关键所在,帮助学生理顺自己的思路,尤其是在学生遇到困难失去信心的时候,要鼓励学生继续进行深化问题研究。当然,教师也要根据学生的反馈情况灵活地进行问题难度的调整,避免学生遇到问题时沮丧和放弃,教师在与学生双向互动的过程中要不断调整好自己的角色定位,促进学生计算思维的培养和态度观念的转变。
        五、开展系统性的综合评价
        系统性评价方式要注重全面,注重综合,教师可以通过自评、互评、教师总结三位一体的评价方式来提高学生学習的系统性。第一,在自评环节,教师可以鼓励学生根据自己写出的程序来探讨是否真正解决了问题,或者离理想状态还有哪些差距。第二,在互评环节,同一个学习小组的学生之间可以先进行互评,互评之后再进行不同组别之间的互评,这种互评也是一种学习交流的过程。第三,在总结评价环节,教师既要评价学生实际解决问题的能力,也要评价学生解决问题的态度,通过多维思考的方式来进行评价。这种多元化的评价机制更有利于激发学生的学习兴趣,而这也是计算思维的一种主要表现,学生只有深刻地认识到计算思维的开放性和灵活性,才能够更加关注自己生活中的多种事物,深化逻辑思考,充分整合资源,应用计算思维来解决问题,提高自己的算法能力和创造能力。
        六、结束语
        在高中编程教学中,教师要认识到计算思维的重要性。立足实际教学区寻找一些教学方法来培养学生的计算思维,使学生在学习的过程中能够通过实际问题去掌握技术和知识。另外,计算思维是高中阶段应该具备的一种教学思维,教师要做好信息技术与课堂教学的深入融合,从而提升编程教学水平的提升。
        参考文献:
        [1]王海涛.计算机辅助设计课程项目教学改革探索[J].亚太教育,2019(12):17-19.
        [2]蔡燕敏.基于FPGA的“计算机组成原理”实验项目教学改革[J].电工技术,2019(22):158-160.
        [3]田凌.探究计算机中数据表示——认识数据编码项目教学[J].中国信息技术教育,2019(18):17-19.
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