浅谈基于项目学习的高中生计算思维培养策略    ——以运用选择结构描述问题求解过程为例

发表时间:2021/8/2   来源:《中小学教育》2021年第3月9期   作者: 肖景丽
[导读] 高中阶段的信息技术课程教学重于培育学生的计算机思维,丰富学生核心素养。
        亳州二中 肖景丽
        摘要:高中阶段的信息技术课程教学重于培育学生的计算机思维,丰富学生核心素养。故此,任课老师可引入项目学习模式,督导学生通过自主参与项目,与他人协作完成项目任务逐步形成科学的计算思维。本文主要从选择结构这一知识点出发,要求学生逐步描述、求解相关问题,进而介绍高中生计算思维培养如何在教学中实施落地。
        关键词:计算思维  项目学习  培养
        引言:计算思维作为人工智能的基础思维,在未来社会的发展中起很重要的作用。基于项目教学要点,本文尝试引入选择结构详细描述和解答问题,逐步分析教学过程该如何督导学生形成计算思维。
        正文:
        一、高中信息技术学科核心素养——计算思维
        学科核心素养是学科育人价值的集中体现,是学生通过学科学习树立起的科学价值观,养成的优秀品格,形成的多种关键能力。其所反映的是学生对信息技术的习得能力,展现的是学生的价值观、情感态度培育程度。
        计算思维,即根据问题要求,利用计算机运作、逻辑思维方法等形成系统处理方案的各种思考活动的总和。高中生的计算思维若能培养好,其在遇到问题时便可引入计算机处理法明确、分析问题,形成处理问题的抽象结构模型,进而根据数据提示,多维度整合适用的信息资源,针对性处理问题。
        二、项目式教学
        项目式教学是一种在项目任务驱动下,通过小组交流合作共同完成项目任务的新型教学模式。项目式教学法在教学理念、目标、过程和方式方法等方面与传统授课形式存在明显差异。该方法将学生置于中心位置,要求学生主动参与自主学习,自觉与他人协同合作以习得理论,应用所学技能开展实践操作。
 三、项目案例
    运用选择结构描述问题求解过程 。
        1、项目情境:项目小组成员在某购物网站上了解到某种笔记本搞优惠活动,现在单价是8元,规定一次购买10本以上(含10本)打九折,否则不打折。根据笔记本购买数量编写程序计算总费用。
        教材以“设计最佳网购方案”这一项目为主线,依托三个实际问题,层层深入,从基本语法到三大结构,本节是第3小节,顺承第2小节的内容。本案例对书上内容进行了重组,先从最简单的问题入手,逐步加深难度,对学生来说有个深入学习的过程。通过创设情境快速拉近学生与项目任务之间的距离,激活学趣。
        2、项目分析
让学生分析问题并设计算法,明确s、t、j代表的含义。s用来
表示笔记本的数量, j表示折扣系数,t表示总费用。思考用上节课学习的顺序结构是否能实现,引出本节课内容:选择结构。
尝试画出流程图。
        3、项目实施
        活动一:探究Python描述单分支与双分支结构
        先输入购买笔记本数量,做一个简单判断:如果购买本子数大于等于10,j=0.9,否则,j=1.0。在单价一定的情况下,购买笔记本总费用影响因素是购买数量s和折扣j的值。请同学们在“程序:购买笔记本 .py”中尝试继续编写程序,运行,看效果。
同学们只需要编写几句核心代码即可,助力学生进行知识构建、实现思维联通。程序算法并不复杂,通过编写重点的程序代码,这对其形式化计算思维能力的形成有积极作用。
        活动二:完善多分支结构
        若优惠活动分为多种情况。表述如下:项目小组成员在某购物网站上了解到某种笔记本搞优惠活动,现在单价是8元,规定一次购买10本以上(含10本)20本以下(不含20本)打九折,购买20以上(包括20本)40本以下(不包括40本)打八折,购买40本以上(包括40本)60本以上(不包括60本)打7折,购买60本以上(包括60本)打六折,请同学们根据笔记本购买数量编写程序计算总费用。
        可以使用多分支结构来描述。

   
        学生编写代码 ,对代码进行调试、优化和维护,即使是比较简单的程序算法,学生在编写过程中也会遇到各种各样的问题,程序代码的调试、优化和维护,有助于发展系统化计算机思维能力。
        交流展示:
        s = input("请输入购买笔记本的数量(多少本):")
        s = int(s)
        if 10<=s<20:  
            j = 0.9
        elif 20<=s<40:
            j=0.8
        elif 40<=s<60:
            j=0.7
        elif s>60:
            j=0.6
        else:
            j=1.0
        t = 8*s*j
        print("总金额数为:",t,"元")
        4、项目拓展
        活动三:判断是否为酒驾。如果规定,车辆驾驶员的血液酒精含量小于20mg/100ml不构成酒驾;酒精含量大于或等于20mg/100ml为酒驾;酒精含量大于或等于80mg/100ml为醉驾,先编写python程序判断是否为酒后驾车,再判断是否为醉驾。
        分析:通过梳理思路,让学生画出流程图。

        引出if语句的嵌套,让学生试着编写核心程序代码。运行,查看结果。

        为了让学生更好的理解运用选择结构解决生活中的问题,本案例设置了项目扩展—判断酒驾。这个例题单独使用if elif else 语句可以实现,在这里是为了让学生了解if嵌套语句,学生通过进一步修改核心代码实现知识的迁移,促进了学生自动化计算思维能力的发展。
        5、项目评价
        课程后期,学生对“运用选择结构描述问题求解过程”的学习分情况进行互评和自评,同时教师也根据学生的活动记录表和课堂表现进行评价,此外,各小组还需要撰写学习反思报告,找出问题并改正。通过这些,学生的批判思维能力能够得到快速提升。
        四、结束语
        高中信息技术课程的开展任务艰巨,在教学过程中面临着机遇,也面临着挑战。在项目式教学模式下,教师应积极发展实施项目教学法,让学生自主去完成项目,并在完成项目的过程中,掌握诸多技能,逐渐提升高中生的计算思维能力,从而真正发挥出项目教学法对高中生计算思维的培养作用。
        
        
        
        
参考文献:
[1]丁世强.王平升. 赵可云. 面向计算思维能力发展的项目式教学研究[J].
现代教育技术2020,(09):49-55
[2]李艺.朱彩兰.信息技术课程与教学(第2版):北京:高等教育出版社,2018:128-132
[3].陈合平,探讨高中信息技术教学中学生信息素养的培养[J].读写算,2015.
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