江苏南京市江宁区岔路学校 崔 寅
随着 《江苏省义务教育信息技术课程纲要(2017年修订)》的颁布,学科核心素养迅速成为热门话题,其中,关于计算思维的研究与讨论日渐激烈,许多教师认为计算思维仅存在于程序设计类的软件学习中,与传统的WPS模块无关,果真如此吗?
2006年,卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真教授首次提出了计算思维的概念,即运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。计算思维有两个主要发展方向:使计算思维的解读通俗化,拓展其作为一种思想工具的价值。
计算思维包含“计算”二字,很多教师会误认为计算思维的培养只能在程序设计这些注重逻辑、运算等思维训练的模块教学中进行。计算思维包括对象与管理、设计与制作、系统与工程、合作与协作、伦理与道德等主题,其实与WPS模块的学习不谋而合。
这是学生理解信息世界、畅游信息社会的基础。通过学习,使学生具有对象视野和管理思维。在WPS模块的教学中,学生要能够运用所学知识与技能制作一份较为完整的WPS作品,这就需要学生将作品中需要的素材进行搜集、整理、加工,最终整合成自己的作品。这是学生将素材看作对象进行管理的过程,也是学生发展管理思维的过程。
设计与制作特指借助数字化工具将抽象的信息对象加工成可视化的视觉对象。金山公司研发的WPS软件本身就是一套办公软件,其中WPS文字和WPS演示两部分内容,都有要求学生将自己的想法与创意结合主题要求,用文字、图片、声音、视频等作为载体,通过一定的加工、整合,形成一份较完整的多媒体作品,形成作品的过程就是将想法与创意进行可视化的过程。
一个具有系统和工程观念的人们,应该理解软件系统和硬件系统的基本工作原理,能够以工程思维理解和指导特定系统的开发过程。在WPS模块的学习中,同一种操作结果可由不同方式来达成,比如内容的复制与粘贴,学生可以使用鼠标右键、键盘的快捷键,还可以使用菜单选项卡、快捷工具栏,等等,学生可以根据需要灵活选用,在选择、使用的过程中,学生在各个操作的利与弊之间进行折中考虑,这就是工程思维方法最简单的体现。
身处信息社会中的人们,需要掌握网络交流、共享与协作的基本精神和方法,主动参与基于计算机和网络的合作与协作活动。金山公司开发的WPS办公软件提供了云办公的功能,即注册账号后,可以将文档、演示文稿等保存至云文档,多个用户可在线同时编辑、协作办公。学生在体验的过程中,可以充分感受到合作与协作的乐趣及意义。
一个具有信息伦理与道德素养的公民,既有对规则的遵守和对技术价值的尊重,又有对新的可能规则的思考与自觉。WPS软件既然是一款能制作可视化作品的软件,在其操作过程中,经常会用到文字、图片、声音、影片等素材,在使用这些素材时,教师一方面要教育学生选择的素材内容要积极、健康,另一方面,也要提醒学生,很多现成的素材其实是他人智慧与汗水的结晶,要尊重他人的劳动,要有道德意识。
计算思维与WPS模块教学有很多融通之处,那么培育计算思维的策略也应适用于WPS模块的教学。
原型感知是指通过典型的感性材料让学生建立起原型所映射的计算思维概念的一种教学方法。如苏科版小学四年级的信息技术第一课“初识WPS文字”,其主要教学目标是让学生了解WPS文字及其窗口,学会打开、退出软件。在授课时,很多教师可能就按照教材内容出示窗口,然后带领学生指认,了解他们的作用,但这一教学过程只锻炼了学生的识记能力,并没有发展他们的思维。教师可以出示一份用WPS文字制作的作品,基于学生经验抛出问题:(1)这款软件你见过吗(自主探究)? (2)在哪些场合见到过(生活应用)?(3)窗口中哪些部分你似曾相识(知识迁移)?学生通过思考这些问题,感知WPS文字在实际生活中的应用场景及窗口组成,用实例来了解WPS文字软件,发展计算思维能力。
技术实验是指通过提供实验环境、研究材料,通过设备搭建、软件操作、程序设计等试验性、尝试性技术活动,培育学生计算思维的一种教学方法。如在《编辑文档》一课中,需要学生学会在文档中复制文字,大部分教师在授课时会让学生自主阅读教材或演示操作,从而让学生了解复制文字的方式。但要培养学生的计算思维,则可以采用技术实验的方式:首先,在操作前和学生进行交流,让他们猜一猜复制文字的方法;然后,让学生试一试,是不是如他们所想就能复制出文字;最后,看一看,请操作成功的学生演示,发现仅仅进行“复制”操作还不够,还要进行“粘贴”操作才能真正复制出文字。在这一假设、验证、总结、反馈的过程中,学生产生了强烈的认知冲突,通过修改和完善,发展了自己的思维能力。
作品逆推就是对已经完成的技术作品进行“逆向思维”的一种计算思维培育方法。创作演示文稿是主题活动之一,在教授时,许多教师可能会关注创作演示文稿的一般流程,即确定主题、规划内容、搜集素材、加工处理、交流评价五大环节,但课上学生真正能体验到的可能只有加工处理这一环节,对制作演示文稿没有全局的感知。使用作品逆推的策略,可以在课堂教学一开始向学生展示一份完整的演示文稿作品,然后进行如下环节:(1)欣赏作品,分析优缺点(交流评价);(2)解析需要的素材及其类型(加工方式、搜集素材);(3)讨论排版布局、颜色搭配(内容规划);(4)回归主题,让学生感知所有内容及技术手段的应用都是为主题服务的(确定主题)。在这个过程中,学生从一开始就有了对演示文稿作品的印象,通过逆推式的分析与讨论,对制作完整的演示文稿作品有了深刻的认识,在形成问题解决的流程与方法中,计算思维能力得到了提升。
算法构建是让学生对任务实践中的技术进行抽象,从个别到一般构建算法,再从一般到个别检验算法,在此过程中培育计算思维的一种教学方法。算法可以理解为解决问题的方法,WPS模块中有很多问题的解决方法可以抽象为一般规律,学生在习得一种操作的基础上可以尝试进行知识迁移,从而掌握其他方法。苏科版小学四年级信息技术主要涉及WPS文字和WPS演示两款软件,这两款软件在界面和基本操作上有很多相似之处。教师一般在学生学习WPS文字后进行WPS演示文稿的教学时,会单独讲解演示文稿的操作,而忽视学生已有的WPS文字的操作经验,学生成了为学软件而学软件的个体。为了改变这一状况,我们可以采用算法构建式的教学策略,即通过对比,让学生找到两者的相似之处,猜测并验证其操作方法及作用,及时帮助学生进行总结、归纳,构建一般软件的操作规律,拓展学生的思维。
造物创新是指通过创客类的创作活动,让学生在创新的驱动下,灵活应用计算思维,创造性地运用计算思维实现创新发明的一种教学方法。提到创新创造,可能绝大多数教师都会觉得与WPS模块风马牛不相及,我们在教学中也很少发现教师在教授WPS模块时会主动培养学生创新能力。其实,在学生的很多操作中,都暗含了创新创造的思维。例如,在教学“插入图片”时,讲到关于“形状”的插入,我们一般都把“形状”作为修饰文档的一种手段,但有学生在课堂操作时发现“形状”中的“基本形状”与三年级学习过的“画图”软件中的工具相似,于是突发奇想,尝试在文档中插入“形状”素材中的三角形、梯形等基本图形,绘制了一幅扬帆起航图,WPS文字软件也成了可以绘图的软件,这就是学生对WPS文字的创新应用。
计算思维与WPS模块,一个抽象、一个具体,一个新兴、一个传统,看似南辕北辙,实则两者有着密不可分的联系,作为一线教师的我们不能把培养学生的计算思维局限于程序设计类的软件中,应该发现传统模块与计算思维之间的关系,将计算思维的培养真正融入信息技术学科每一部分内容的教学中,让学生成为能够适应信息社会,具有计算思维的新时代人才!