从计算思维角度“趣”说高中程序设计教学

摘 要：本文从如何培养信息技术学科核心素养体系主体——计算思维角度出发，以“趣”为关键词，结合教学实例，从“情境之趣”、“方法之趣”、“创造之趣”等方面，探讨如何激发学生对程序设计的学习兴趣和热情，并在其过程中进一步发展计算思维，为教学提供一定参考。

关键词：核心素养；计算思维；程序设计；趣

一提起高中信息技术选修模块《算法与程序设计》，在教师和学生脑海中往往浮现的是一個字：“难”！

一“难”在于：在经历过与实际生活紧密联系的《信息技术基础》模块学习以后，学生对程序设计缺乏兴趣。“难学”是他们对程序设计课程的普遍印象。

二“难”在于：学生习惯依赖教师，缺乏思考的主动性，写程序喜欢依葫芦画瓢，稍有变换就无法解答。

为什么会产生这样的现象？原因有两方面：从学生层面看，有畏难情绪，是因为没体会到其中的乐趣；从教学层面看，缺乏思考的主动性，是因为教师在教学中，只注重“程序”的教学，而忽略了“设计”的发展，归根结底是忽视了对学生计算思维的培养。而计算思维已经被纳入高中信息技术学科核心素养体系，并视之为“信息技术之于人的核心素养的主体部分”。它的内涵被界定为：“能够采用计算机领域的学科方法界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据；通过判断、分析与综合各种信息资源，运用合理的算法形成解决问题的方案；总结利用计算机解决问题的过程与方法，并迁移到与之相关的其他问题解决中。”对其的培养，应该渗透在信息技术的每一节课堂中，程序设计教学也不例外。

那么如何从发展计算思维角度出发，激发学生对算法与程序设计的学习兴趣和热情？首先就得改变学生的观念。只有学生被激发兴趣和学习的积极性、主动性，才会有继续学习的动力。教师进行教学设计时，要以发展学生的计算思维为目标，对课程内容、教学方式等进行重新编排，发现、挖掘、展示程序设计之“趣”。“趣”之多，有几何？

一、 情境之趣

根据计算思维的思维特性和高中生的心理特点，从问题解决的角度出发，依托教材与高中学生已有的生活学习经验，选择与实际生活相关或具有趣味性的题材，设置相关问题情境来吸引学生的注意，营造出一种生动的学习氛围，调动学习积极性。通过问题情境的设置，引导学生分析、总结规律，进而理解相关算法的原理，从而建立学习的信心。例如：如何让学生顺利理解二分法？如果仅靠概念陈述，不仅学生难以理解，也很难对此产生兴趣。但是，如果直接从“二分”入手，以结构原理为出发点依托学生的生活经验，设置相应的问题情境，情况就会大不一样。比如可以这样设置：

问题情境：你去书店购书。当你抱着一箱满满的书走出书店门口，警报忽然响起来了，随后店员想起有一本书未消磁。请问，要怎样快速地找出那本书呢？

问题情境是从学生熟悉的事物入手，除了激发学生的学习兴趣之外，还能从具体解决过程中，引导学生理解“二分法”的概念，进而抽象、概括出二分法问题解决相应的规律和方法，更好地理解算法原理及应用，促进了学生解决问题能力的增长与计算思维的迁移。

二、 方法之趣

注重语法本身的教学方式已经不太适合新形势下对学生计算思维能力培养的要求。教师不能单一讲授语法知识，而要采用多种形式结合的方式开展教学实践活动：

（一） 游戏化教学

程序设计课堂中的游戏化教学，既可以是已经开发的电脑游戏方式，也可以是教师与学生教学中间的设置的游戏环节，他们的共通点是：让学生在“玩游戏”的过程中理解相应的概念、定理与结构，能从相应的游玩模式当中归纳、总结规律。

例：师生活动：种萝卜游戏（冒泡排序）

5个大小不一的萝卜，分别种到地上5个由小到大的坑中。对两两相邻的萝卜的大小进行比较，如果不符合应排顺序，则指挥相应的“萝卜”移动（两两交换），直至所有萝卜被种到坑里为止。

以上教学游戏，既可以吸引学生的注意，又可以将相应的原理更生动、形象地展示在学生面前，使其更容易理解。

（二） 合作、探索、竞争之趣

相对来讲，在新授课中，新知识点的学习应用是停留在浅层次的，学生通过模仿很容易完成程序的编写。但当到了较高层次能力要求的综合运用阶段，独立编写程序的完成率则比较低下。此时，合作学习的重要性就体现出来了。

例如，模拟微信的抢红包方式，设计一个小程序。

这个任务是对对象、属性、方法、事件等知识点的综合运用，能力要求较高。作者在课堂中实践时，通过小组合作学习，每小组都满足了基本功能的设置，甚至进行了超越，例如有小组结合之前的案例“桌面小时钟”的“interval”、“visual”属性，设计出了“速闪”的红包。

与独立学习相比，合作学习不仅是个人能力的互补，而是更多的思想碰撞，拓展了思维的广度与深度；通过“合作”与“竞争”，还可以有效提高学生的社会化交往意识和能力。这是个人学习所无法达到的、合作学习的魅力所在。

三、 创造之趣

荷兰数学教育家费赖登塔尔曾经说过：“科学不是教出来的，也不是学出来的，而是创造出来的。”

计算思维的内涵告诉我们，发展计算思维的目的是：“总结利用计算机解决问题的过程与方法，并迁移到与之相关的其他问题解决中。”对于高中程序设计来说，学生能够主动发现实际生活中的问题，并且能够综合运用所学到的知识来解决它，这实际上就是创新。例如，作者的学生依靠学习的随机函数知识与课外拓展，开发出一个“演讲抽号”程序软件并应用于班级语文课堂小演讲中。

在此过程中，学生出于实际需要，使用VB编写程序来解决实际问题，学习动机已经发生了改变，从原初的“要我学”变成了“我要学”，这便是程序设计创新之路的根本起点与坚持前行的保证。

计算思维作为信息技术课程核心素养的主体部分，其价值是不容忽视的。在人工智能飞速发展的今天，教师应该摒弃传统的信息技术“工具化”思想，不断挖掘、创新，丰富程序设计课堂内涵，用“趣”将学生拉进课堂，组织教学，发展计算思维，从而更好地适应时代生活的需要，这才是高中程序设计教学的意义所在。

参考文献：

[1] 李艺，钟柏昌.信息技术课程核心素养体系设计问题讨论[J].电化教育研究， 2016，04（276）：5-10.

[2] 解月光，杨鑫，付海东.高中学生信息技术学科核心素养的描述与分级[J].中国电化教育，2017，5（364）：8-13.

作者简介：

冷梅，江苏省苏州市，苏州市苏州高新区第一中学。endprint