计算思维在初中信息技术学科中的实践探索

发表时间:2019/5/13   来源:《知识-力量》2019年8月26期   作者:陈治亮
[导读] 信息技术这门学科最根本的地方就是,他是为了培养学生在学习中使用现代的信息技术来解决问题的思维方式,这种解决问题的思维方式被称为计算思维,本文根据课堂的实践总结,得出以下的三个计算思维在初中信息技术学科中的教学策略。
(安徽省宣城市第八中学,242000)
摘要:信息技术这门学科最根本的地方就是,他是为了培养学生在学习中使用现代的信息技术来解决问题的思维方式,这种解决问题的思维方式被称为计算思维,本文根据课堂的实践总结,得出以下的三个计算思维在初中信息技术学科中的教学策略。
关键词:计算思维;信息技术学科;初中

 
         一.在“游戏化设计”中所存在的计算思维
         所谓游戏化设计并不是指针对某个游戏的设计,而是通过使用游戏的体制和游戏化的设计,来鼓励激励人来达成自己的目的。游戏化设计对于激发学生的学习动力、调动学生的学习热情来说,都有积极的促进作用,能促进学生对知识的学习、提高综合素质、培养正确的价值观等,还能促进学生养成自主学习的好习惯,让学生参与到设计中,也有利于培养学生的计算思维。
         例如,在初中的信息技术教程中,以江苏省为例,《动画设计与制作》这个教程中,存在许多动画的类型,如果单讲这门课程,可能会有些枯燥,不能将这些课程知识点有效联系成学生感兴趣的教学方式,基本上就会是某个动画对象在固定的环境下死板的做设计好的运动,完全没有章法。
         而如果应用“游戏化设计”对这门课程进行设计,将这些动画效果通过一系列的故事情节等方面来组合,让枯燥的课程具有故事情节性,类似于动漫或者小游戏。让动画之中的这些人物对象等发生一些冲突等情节的设计,将故事设计出来,这也是一种对计算思维的提升方法与过程。
         而进行这方面的游戏化设计,大致可以分为三个步骤
         第一,浏览素材,选择具体的人物,开始构思故事,营造环境,用一句话来简单的概述大致情节,例如,一个小姑娘在清晨的森林里独自采蘑菇。
         第二,仔细分析设计的剧情,将其具体的变化与不变的情节用图表总结出来,并留待备用。
         第三,根据设计的故事情节,排列人物的出场顺序,并在每个人物的时间范围内讲述整个大纲的故事情节,最后将其串联。
         二.在“解决问题”中存在的计算思维
         解决问题就是说,以解决现实生活中面对的问题作为教学的展开主要方面,在教学中设计一些问题或重难点,以学生解决具体出现的问题作为一种着手处,让学生带着重要知识点学习。解决问题其实是计算思维的核心之一,使用解决问题的教学方式,可以在教学的过程中不断为学生制造一些充满思考性的问题,带动学生思考积极性,进而引起学生的自主学习和学习兴趣,吸引学生的注意力,开拓学生的思维能力。
         优秀的问题可以带给学生一种强烈的思维冲击,进而培养学生的计算思维能力。
         关于一个问题的解决,例如《机器人行走》中,如何让小轿车绕开障碍迅速停在规定的停车位,教师可以为学生创造一个复杂的问题,如何让小车绕过障碍停在规定的地方,如果驾驶人的视角处于盲点,就需要学生为小车的驾驶方向进行规划。
         学生在面对这一问题,一般会选择让小车直行或掉头,绕开障碍物后左右转到规定停车位的下方,然后继续左右转,最后停入规定地区,这样规划路线,汽车需要五个操作,而有的同学会选择从另一侧停车区进入规定停车位,这个规划则只需要三步。
         小车如何停车这一路线规划中,学生解决这一问题时提出的方法和解决问题的过程,都充斥着未知性和差异性,虽然最终都是解决了问题,但是在解决的方案上存在着难易之间的差距,这就是学生的解决问题的差异,也是计算思维的差异。
         而如果在这个教学的升级版中,可以提出诸多的路线规划设计,最终让学生自己挑选路线的优劣,也就是解答方法的优劣,让学生的知识技能在提升的过程中带动学生计算思维能力的提升。


         三.“可视化”下存在的计算思维
         随着互联网大数据时代轰轰烈烈的拉开帷幕,网络中的数据不断飙升,数据库也不断扩大,复杂多样的信息源在诞生过程中伴随而生的大量数据信息,已经超过了人的大脑可以分析解决的程度。同时,因为人们缺少可以有效分析产生的大量数据信息的手段,基本上会有百分之九十五的数据计算被直接浪费了,这样一来,严重的妨碍了科学研究方面的进步。因此,美国的计算机专业委员会特地提出了解决这一问题的办法,那就是“可视化”。
         可视化就是指,将暂时无法被解析的数据相等的转换成图形和表格,这样一来,就给了人们让人难以想象的观察能力和分析能力。
         在新版的纲要中,明确指出了,在当前的大数据库时代,学生应该具备使用电脑上的电子表格来对数据进行分析、统计、处理等的能力,从而实现对数据的简单分析和直接表示。
         比如,在我全国各省省会城市的城市空气质量调查表中,学生要会利用其它学科所学到的函数计算、排列顺序、组合图表等手段进行对这些数据的分析处理,从总结出的数据计算结果中找到问题,并作出解决问题的方案手段。
         在初中阶段的学习中,学生可以分析处理的数据信息量必然远远达不到大数据总容量的规定和要求,但是在近三张表的五百多个数据信息中,通过计算、排列等操作后,学生早已经枯燥不堪,甚至有些头晕眼花,再想从数据的统计结果里发现存在的问题已经是不太可能的事情了。
         这就需要简化、建模等这种思维的可视化手段,类似图表等,以此来帮助学生简化问题,解决问题,最终总结问题。
         在上述的举例中,总共三十二个省会城市,从中要挑选出三个空气质量天数变化大的城市作为例子,就需要将城市作为横坐标轴,将变化大的天数作为纵坐标轴,以此为基础来制作图表。从这个图标中,可以看出,在二零零二年三个城市中,空气质量好的天数比较多,约两百天以上,在二零一四年质量优良天数就减少到了约一百五十天,到了二零一六年,这三个城市的空气质量好的天数又增多了,约二百天,而学生在分析这三个城市近几年的变化过程中都会发现一个问题,为什么会在二零一四年的空气质量会变差而在二零一六年又变好了?
         学生在进一步的分析中带着这个问题去思考,到时候在分析其他的图标时,就会自然而然的解决问题。
         四.总结
         计算思维是信息技术学科的一个核心素养,这一素养同时也应该是整个信息化社会中的公民都应该所具备的一种基本素养。计算思维这一能力的培养,首先需要教师在整个教学的过程中不断的探索,发现新的教学方式,不断的积累教学方式,并对这些教学方式不断的改革,使其最终成为真正适合中学生的计算思维能力培养的教学方式。
         信息技术教学的教师需要立足计算思维的培养,不断的探索初中信息技术的改革与发展方向,组建一种立足于计算思维培养上的教学方法体系,这种体系需要带动学生的自我思考能力和自我学习兴趣,在学生的学习中,教师不断的为学生设计具有教学意义的问题,这种问题还需要调动学生的探索乐趣,激发其探索的欲望,进而在他们自己探索问题时可以开拓思维能力,在最终解决问题的时候能潜移默化的提升学生的计算思维能力。
         合理利用游戏化设计和可视化这两个教学方法,合理打造信息技术学科课堂,为培养学生计算思维提供帮助。
参考文献
[1]侯慧玲,王新龙,李学斌.高中信息技术课程教学中计算思维的培养[J]长治学院学报,2011,28(5):114-115
[2]牟琴,谭良.计算思维的研究及其进展[J].计算机科学,2011,38(03):10-11
[3]陈玥.基于计算思维的中学信息技术教育的研究[D]江苏:扬州大学,2012.

作者简介:陈治亮(1982.06-),男,安徽宣州人,本科,中小学一级,研究方向:初中信息技术学科教育教学。
 
 
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: