孟强
四川省罗江中学校618500
摘要:面对培养学生计算思维能力的迫切需要,高中信息技术课程担负起了这一重要任务。在高中新课标的指导下,高中学生进行系统的Python课程学习,从而提高自身计算思维。通过了解计算思维和Python的基础概念,再掌握教学目的、创新教学方式、明确角色、提供资源和学习模式结合等方式,学生将在Python课程中加强自身计算思维。
关键词:高中;Python课程;培养计算思维
在经过多轮新课标改革的推动下,明确了培养学生的计算思维的重要性。如今在各个方面都在寻找方式来增强学生的计算思维,高中信息技术学科承担了这个重任一一以计算思维培养为学科的核心素养之一。为了提高高中学生的计算思维,在信息技术课程上选择Python作为教学内容,学生通过对Python的学习来提高自身计算思维。
一、计算思维
(一)什么是计算思维
计算思维的培养是如今高中信息技术学科培养的核心素养之一。2006年周以真教授提出计算思维是将实际的问题抽象处理,再在抽象处理中解决问题。在如今高中信息技术这一门学科对计算思维作出的定义是指从计算机科学方面出发,个体通过计算机科学的方法,对实际问题解决的过程中形成的脑中的思想活动。计算思维有五个主要要素,分别是抽象、分解、算法、归纳和评价。学生通过掌握计算思维的主要要素能够更好地理解何为计算思维,了解是培养相关素养的第一步。
(二)计算思维的培养
在了解计算思维的相关基础概念后,培养计算思维则是重点。高中学生首先要有信息处理的能力,能够将平铺直述的、零散的信息进行处理和整合;还要有计算能力,通过前面对信息的整合后,通过计算将问题具体化,比如构建问题框架、建立模型等;除此之外还要有学习能力,将一切准备工作做好之后就是具体的解决问题,需要在学习中完成;最后一点是要有预见能力,在自己使用先进技术的同时,不忘忘记虚拟与现实的联系,预见现实的情况,不做超出道德和者秩序的事情。计算思维有内在关系和外在关系,所以计算思维的培养有内部措施和外部措施。计算思维本身就一门值得直接学习的“科学”,以上提到的四个方面则是内部措施。是对如何从计算思维本身的培养,从内部出发,里外兼顾,才更加有利于提高学生的计算思维。
二、Python
(一)什么是Python
Python是一门计算机高级程序语言,我们不仅可以用Python进行程序编写,还可以进行源代码阅读2。Python与一些计算机程序不同,它比较重视实现解决问题的计算,弱化了传统的计算机程序规则,这样的好处就是学生们在进行Python的学习中可以有更多精力放在计算和程序本身,而不会浪费过多时间在程序的规则和语法中,毕竟高中学生时间紧迫,也不是专业学习计算机。这样的Python更有利于培养学生的计算思维,Python本身不是目的,Python只是作为提高高中生计算思维的工具。
(二)Python的特点
Python语法简单,程序简洁,总体而言简单易懂。高中生在学习当中能够提高计算效率,降低代码的使用,使Python的学习不是一件十分困难的事情。例如在Python中不需要程序强制缩进。Python功能众多,能够满足高中学习中的基本操作,这样老师和同学就不需要额外花时间进行其他程序的补充。Python是最接近人类自然语言的一门程序编程,这提高了在教学中的方便程度,高中生也更容易学习和上手。除此之外,Python还比C++、JAVA简单,是通过直接编程进行计算3。Python众多的特点表明,在高中信息技术课程中选择Python语言来进行教学是明智的,高中生通过Python的学习,能够轻松掌握这一门学科的同时还培养了计算思维,这正是设立这一门学科的目的。高中生成就感和计算思维的获得,表明一举多得的实现。
(三)Python与计算思维的联系
高中学习Python课程的目的就是培养计算思维,从而Python课程是计算思维的载体。
高中生通过对Python课程的学习,在学习中阅读和计算相关材料,在一步步解决问题的途中,在Python程序的计算中自然而然的就提高了计算思维。在Python课程的学习中,学生通过抽象的方式解决实际问题,在其中计算、归纳、总结和得出结论,这整个过程就是计算思维的体现。从中明白,Python是计算思维的载体,计算思维在Python计算中体现出来。正是Python与计算思维有着密不可分的关系,在高中生新课标改革中才用Python程序来提高学生们的计算思维。信息技术的教学需要质量和效率,缺一不可。
三、Python课程教学中培养计算思维的措施
(一)掌握高中新课标下Python教学的目的
Python课程是在高中信息技术教学中的一个环节,而高中信息技术教学的重要任务就是提高高中生的计算思维能力,所以在学习Python这一课程时需要注意的是,学习的主要目的是提高学生计算思维。贯彻落实新课标改革,培养学生计算思维,在Python的学习中重视计算的方法,流程,结构等方面,不要把重心放在编程本身,而应当从编程中跳出来,掌握其中的思维方法。例如在学生亲手计算的途中,遇到Python编程本身较难的语法问题,如果学生钻牛角尖死磕语法,则是把自己置身于陷阱中。当然不是说Python不值得认真学习,如果可以有兴趣可以私下进行学习,但在课堂上还是要以方法为主。
(二)创新Python课程的教学方法
创新是在任何教学活动中都常常被提到的要素,信息技术教学也不例外。只要是教学就存在学生容易走神、疲乏,课堂缺乏活力等问题。在Python的教学中,针对创新这一要素可以采取游戏教学、任务驱动等方式4。高中生相对而言已经形成了比较成熟的学习模式和学习方法,在教学中采取一些新的方式有利于激发学生们的学习热情。比如学生分为小组进行比赛,老师出一道需要通过Python计算的题目;还比如在课上玩相关的程序游戏,众多开发软件中有着简单有趣的程序游戏,可以拿来用在课堂上调节气氛。
(三)明确学生为主体老师为主导的角色
前面也说到高中生基本具有成熟的逻辑思维能力和学习能力,在课堂上老师除了必要的介绍和教学外,最好让学生亲自动手。实践才是加深印象和深刻体会的最佳方式,学生们在自己的相关计算、逻辑推理、抽象概括中体会着思考的乐趣和计算机信息技术的魅力。当学生需要指点和提醒的时候老师再出现掌控全局,成为课堂的主导方。明确学生为主体老师为指引的相对角色,在课堂上为学生留下充分的时间和空间,是信息技术教学中、Python教学中值得注意的一点。例如老师出一个题目,学生们先自己进行操作,直到进行不下去再寻求老师的帮助。
(四)充分提供关于Python课程教学需要的资源
Python课程作为一门计算机课程,需要相关的配套设施跟上才能顺利开展和学习。其中不仅是硬设施需要跟上,软设施也需要跟上5。例如学校需要聘请具有专业知识的专业教师进行教学,保证高中Python教学中的课堂质量;学校需要完善相关教室和配套的电脑,Python课程是一门实操课,硬件跟上才有利于学生手动心到。只有学校对信息技术教学重视起来,营造积极学习,热爱信息技术的氛围,老师和学生才会更加重视Python的学习。只有重视了,才能有所改善,学生们的计算思维才会提高。
(五)自主学习与合作学习相结合
在老师的宏观带领下,学生们还需要自主学习与合作学习相结合。自主学习可以提高自己独立思考的能力,而合作学习则可以弥补自身的不足,学习他人的想法和长处,从而丰富自身的思维。例如在一个具体的Python编程的学习中,先自己独立操作,再进行讨论,将自己的想法和遇到的问题说出来,集体集思广益的同时还能解决问题。由于Python课程相对于高中其他课程的特殊性,自主与合作的配合尤为重要,没有其中的任何一项学习的效果就会大打则扣。
结语:高中信息技术课程中关于Python课程的教学是提高学生计算思维的重要方式,针对Python的学习,需要老师和同学的共同努力。
参考文献:
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[3]刘向永.普通高中信息技术课程标准(2017年版)概览[J].中国信息技术教育,2018(5):5-6.