概念教学策略与方法

1、 赵春声 镇江市教育科学研究中心概念教学策略与方法计算思维数字化学习与创新主题数字化学习与创新数字化学习与创新学科核心素养 信息社会责任指个体对信息的敏感度和对信息价值的判断力。能够根据解决问题的需要，自觉地寻求恰当的方式获取与处理信息；能够对信息可能产生的影响进行预期分析，为解决问题提供参考；愿意与团队成员共享信息，实现信息的最大价值。指个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。能够采用计算机可以处理的方式界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据；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

2、中。指个体通过评估并选用常见的数字化资源与工具，有效地管理学习过程与学习资源，创造性地解决问题，从而完成学习任务，形成创新作品的能力。能够认识数字化学习环境的优势和局限性，适应数字化学习环境，养成数字化学习与创新的习惯。指信息社会中的个体在文化修养、道德规范和行为自律等方面应尽的责任。能够遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则；关注信息技术革命所带来的环境问题与人文问题；对于信息技术创新所产生的新观念和新事物，理性判断和负责行动的能力。信息社会责任信息意识 一门充分发展的学科课程应有其独特的核心概念、逻辑结构和表达方式，以反映学科的本体价值。 作为一门基础性课程，中小学信息技术课程同样

3、需要明晰课程的知识结构、辨清逻辑关系，形成学科大概念的体系结构。 建立信息技术学科大概念，一方面明确本学科学生学习的内容，为围绕学科大概念建构课程内容体系打下基础；另一方面也反映出信息技术学科独特的教育特征，有助于信息技术课程目标的界定与实施。 针对新技术、新环境下信息社会发展需要，本次课程标准修订按照学科特征，梳理出“数据、算法、信息系统、信息社会”学科大概念，将学科大概念融入到必修、选修I和选修II模块的内容之中，培养学生对信息社会的适应能力，和在信息社会中的数字化实践与创新能力。 修订的主要内容对概念： 既理解，又能陈述 能理解，不会陈述 不理解，但会复述 希望同学们认真阅读教科书，理解

4、基本概念和原理。-必修1（地图版）基本学习形式：联想与连锁辨别（需要以联想与连锁为先决条件）概念（需要以辨别为学习条件）规则（需要以概念为先决条件）高级规则（需要以规则为先决条件）智慧技能层级构成智慧技能： 学习的结果表现为能“做”且以智慧活动为主，如阅读、编程。规则运用概念规则概念运用 心理学家认为，概念是人们对客观现实的简约化的反映，是事物或事件的一个类别。类别总是由许多具体成员构成的，反映这个概念本质特征的成员正例，反映这个概念非本质特征的成员为反例。概念的学习 概念是人们对客观现实的简约化的反映，是事物或事件的一个类别。类别总是由许多具体成员构成的，反映这个概念本质特征的成员是正例，反

5、映这个概念非本质特征的成员为反例。 概念学习的实质就是发现一个类别的正例的本质特征，同是排除非本质特征。 学习概念时，列举典型的正例，有利于学生概括本质特征，列举反例有助于学生排除非本质特征。 在学习概念时，列举典型的正例，有利于学生概括本质特征，列举反例有助于学生排除非本质特征。一、正反例对比学习 计算机问世前，“数据”多指用于统计的“数字”或“数值”。计算机问世初期，其主要用于“数值计算”，随着计算机和互联网的技术的发展，现代的“数据”有了更多的内涵和更广泛的运用。只要计算机能处理的，都可以称为数据。 在人类发展的历史中，在较长的一段时间里，计算多依靠人工方式来完成。-教材第10页二、从生

6、活经验和知识背景出发，促进知识的迁移智慧：通过行动、应用创造价值知识：产生价值的直接来源信息：有目的的处理与表达数据：呈现事实 数据、信息、知识和智慧是层层递进的概念，前者是后者的基础和前提，后者是前者的抽象与升华。 数据、信息和知识是处理固定状况的能力，智慧则是自动判断、采取适当应变措施的能力。抽象程度理解程度数据信息理解关系理解模式知识智慧理解原理 按照知识管理的思想，数据、信息、知识、智慧四个基本元素都是人脑神经细胞活动的结果。 简单地说，算法就是解决问题的方法与步骤。解决问题的过程就是实现算法的过程。 -p19 从某种意义上说，算法也是一种数学模型。-p88 算法的发展是计算机科学美丽

7、之处之一。算法不是用背诵的，而是要理解的。我们要把算法理解透彻，成为我们的习惯思维，或许这就是所谓的计算思维吧。算法-计算思维的核心 指个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。能够采用计算机可以处理的方式界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据；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。 找假币：有n（n=2)枚硬币，知道其中有一枚假币，而这枚假币的重量比真币要轻，怎样才能找出这枚假币？ 上面三种找假币的方式都能找到假币，但是有的速度快有的速度慢。在例子中，n=10时间可能并不明显，但

8、是当n非常大的时候，速度的快慢就相差大了。 这三种找假币的方式就是三种不同的计算思维。 计算机科学的最神妙有趣之处，就是它的“算法”的研究。解决同一个问题可以设计各种不同的算法，不是获得解就结束了，而且要分析不同的算法之间对程序执行效率的影响，不同的算法会有很显著的性能优劣差异的。三、建立概念体系数据结构的分类p59、p60教材中只是用文字来说明，且是用的同一级别的目录。可计算类问题数学知识公式定理非计算类问题抽象量化建模第1单元 数据、信息、知识、数据分析、计算（算术运算、计算机领域的计算）等第2单元 算法、常量、变量、运算符、数据类型（浮点数、整数、字符串）、列表、函数（函数名、参数、返回

9、值、函数体）等第3单元 编码、模拟信号、数字信号、数据类型（简单数据类型、复合数据类型）、数据结构（线性数据结构、树结构、图结构、文件、数据表等第4单元 算法（有穷、确切、输出、可行）、数值计算、非数值计算、解析、迭代、分治、递归等第5单元 人工智能、数据可视化、大数据、启发式搜索、机器学习、神经网络、智能传感器等 认真审读教材，建立自己对教材理解的思维导图。3.1数据编码5.1走近数据分析第2单元 编程计算？P28P30本单元总述1.1任务一任务二1.2任务一任务二活动1活动1活动1（一个活动）活动2活动2活动2活动3单元节任务知识（概念、规则等）任务知识教材的三节目录体系Hello wor

10、ld！经典之中的经典 Hello world作为所有编程语言的起始阶段，占据着无法改变的地位，所有中、英、法、德等版本的编程教材中， Hello world总是作为第一个测试程序出现，所有的编程第一步就在于此了！def pr(): for i in range(0,10):#索引i=0 to 10 print(Hello world)pr()Hello worldHello worldHello worldHello worldHello worldHello worldHello worldHello worldHello worldHello worldprint(Hello world)

11、Hello worldcharacter=input(input your character:)print(character)input(运行完毕，请按回车键退出.)input your character:hello worldhello world运行完毕，请按回车键退出. character=input(input your character:)print(character)input your character:hello worldhello world知识点解析学习程序设计，必须首先了解什么是程序。而对程序的一般的解释是“程序是计算机的一组指令，经过编译和执行才能最终完成

12、程序设计的动作。程序设计的最终结果是软件。”显然，作为刚刚开始接触程序设计的中学生来说这样的定义是过于深奥的，也是不切实际的，围绕这一主题展开的解释和概念说明显然也不可行。那么，如何叫学生了解什么是程序呢？ 如果不执着于精准的概念（当然，程序的概念到现在也没有定论），突出程序的效用是一种好的选择。“以例代说”，告诉学生，用一些代码（符号和逻辑）可以解决身边实际的问题，这种实际的问题最好是学生用非程序的方法难于解决的。例如，“你好”1、2、3、4、5 删除一些或增加一些文字、符号、字母，看看运行的结果是什么。 通过这样的学习，理解python的语法、规则等 计算机的学习同其它技术的学习相比，可以

13、说，它是“无成本的”。for i in range(1,5): print(i)i=1while i5: print(i) i=i+1i=10j=11if ij: print(i=j)关于函数的学习#def f(x,y): return x*y*y#主程序部分c=4+f(3,2)print (c)程序=算法+数据结构+程序设计方法+语言和环境 案例应用 某地区发生了一桩命案，警官圈定了四名嫌疑人甲、乙、丙、丁，在讯问时，警方确定四人中有一人在说谎，而说谎的这个人就是凶手。这四人口供如下：甲说“不是我”，乙说“是丙”，丙说“是丁”，丁说“不是我”。 请设计一个算法，通过编程判断谁在说谎。姓名符号

14、化口供逻辑关系甲1不是我X1乙2是丙X=3丙3是丁X=4丁4不是我X4判定凶手的逻辑推理模型为:(x1)+(x=3)+(x=4)+(x4)=-3champion=A,B,C,D #设置选手列表for i in champion: #循环读取选手编号 cond=(i!=A) +(i=C) + (i=D)+(i!=D) #查找符合条件的选手 if cond=3: #说真话是否是3人 print(冠军是:,i) #输出冠军input(运行完毕，请按回车键退出.) cond=(1=2) print(cond)False b=(1!=2) print(b)True print(cond+b)1 枚举、循

15、环再次说明，数据的编程加工的优势，回应第一节的有关内容。算法与程序设计教学的关键字低起点 小步伐 多实践分解：把数据、过程或问题分解成更小的、易于管理的部分。模式识别：观察数据的模式、趋势和规律。抽象：识别模式形成背后的一般原理。算法设计：为解决某一类问题撰写一系列详细步骤计算思维要素零起点还是非零起点？ 相对什么来说？ 对学过基本操作（开机、关机、操作系统等），非零起点 对学过程序设计语言来说，即是零起点，又不是零起点。高中教材对于不同的个体学生来说，即有零起点的问题，又有非零起点的问题。 对于每一个不同的教师来说，同样面临零起点和非零起点。第谷与开普勒的发现 伟大的天文学家第谷用毕生精力积累了一份丰厚、宝贵的天文观察资料。这份资料详细记录了700多颗恒星在38年中的每一个夜晚的数据。1601年他去世后，他的助手开普勒接替了他的职位，同时也得到了第谷的这些数据。在以后的18年里，开普勒继续观测更多的天体，同时对第谷的观测数据资料进行进行分析。经过长期繁复的计算和无数次的验证，他终于发现了行星运动三定律，为经典天文学奠定了基石。知识：是什么（说明性的知识）和