例谈高中信息技术课程深度学习与计算思维培养 论文

例谈高中信息技术课程深度学习与计算思维培养摘要：信息技术作为高中阶段诸多课程当中的一门基础性学科，在教学过程中着重培育学生计算思维能力对其掌握更多信息技术乃至其他学科知识，构成较强的信息技术综合应用能力有着很大的帮助。在课堂教学过程中，有意识地引导学生深度学习是有效且快速培养其计算思维等学科核心素养的重要途径。因此，文章将主要从阐述深度学习的含义、如何开展深度学习，以及通过实例体验深度学习与学生计算思维能力的构建等三个部分进行探究分析。关键词：高中信息技术；深度学习；计算思维一、深度学习的含义和特征1．深度学习是指向学生的学习基于深度学习的教学使课堂教学过程充分发生，同时也使学习过程更具有深度。深度学习提出以大单元型教学纵贯始末，以项目型学习串起主要知识内容，从而在宏观层次的教学过程和微观层次的课程间，构建起学科知识层次相互连接、有机结合的教学思想。深度学习不但要关注达到基本的专业基础素质和能力素质，同时对学习的内涵和形成机理也进行了阐明。深度学习是践行当前立德树人根本任务，提高和发展学生综合素养的重要途径。2.深度学习五大特征 (1)联想与建构

深度学习强调要以建构的、迁移的方式去学习，是其重要特征。教师要对学习内容进行总体规划、总体设计，从而使学生全方位掌控知识的内在联系。 (2)活动与体验

这是深度学习的核心特点，阐述的是深度学习的运转机制问题。“活动”是指以学生为核心的主动活动；“体验”是指学生在学习中生发的内在体验。教师要能够在教学过程中设计出能够让学生全身心沉浸式的学习活动。(3)本质与变式这是如何处理学习内容(学习主体)才能够把控知识的本质，从而实现迁移的问题。教师要善于把握教学内容并适当进行转化，给学生提供具有意义的学习材料，帮助学生深入掌握知识间的内在联系与本质。 (4)迁移与应用

在深度教学活动过程中，强调模拟社会实践，它解决的是如何将所学知识转变为学生综合实践能力的问题。“迁移”是表征学习的发生，“应用”则是迁移的重要特征之一，同时也是检测学习结果的最好途径。 (5)价值与评价

回答的是教学的意义与最终目的的问题，即教学是培养人的社会活动，要以人的成长为目标。“价值与评价”隐含在教学过程的各个过程、各个环节的所有活动中。二、课堂如何有效开展深度学习首先，要制定素养导向的学习目标。在高中阶段的信息技术学习中，为了确保科学实施教育教学过程，促使学生开展深度学习，作为教师，首先必须要正确认知信息技术的内涵和学科核心素养，要以学科核心素养为导向，制定有效的学习目标，对学生进行有意识有目的的引导，充分发挥创造精神、创新理念，培养学生的实践能力，从而促使课程与实际生活关联起来，帮助学生更深度地学习。其次，要通过单元整体设计，将核心知识结构化。在高中信息技术课程教学过程中，要首先全面整体把握新教材所呈现的新课程标准，根据知识的形成规律、内在的联系，将信息技术的教学内容进行优化和重新组合，以小项目形式构建新的教学单元和教学模块，通过对新的教学单元的学习，掌握必备的知识，从而形成必备的能力，有效完成整体单元教学目标。最后，要注重构建真实情境，让学生在全身心参与学习活动中提高计算思维能力。为此，教师在信息教学的过程中需要选取真实且有意义的生活案例，可以基于学生原有学习经验创设情境，也可以基于知识的主题学习内容创设情境，以生活情境为问题导向，引导学生把学科大概念转化为学习的基本问题，在实例情境中培养学生能动的思维能力，取替枯燥的理论知识讲解，充分调动学生的积极性，帮助学生在信息技术课程的学习中找到学习的乐趣。同时，在进行案例教学的过程中要具有一定的代入感,只有将案例的整体过程在教学过程中充分地展示出来,才能最大程度上吸引学生的注意力。信息技术课程是一门综合性、实践性很强的学科，学生只有通过自己的亲身经历才能够获得深度学习的体验感。三、以深度学习导向的课堂教学典型案例分析通过以上分析，作为教师，在教学过程中要想真正培育出学生计算思维等相关核心素养，就必须设计出能以深度学习为导向的课堂教育教学活动。下面通过教科版必修一第四单元教学中枚举算法的学习为例来进行探索和分析具体实施过程。票据上注明了一个4位数字组成的编号，但有部分编号被污染，无法进行核对。其中分别有张王李等三人对编号回忆如下，张说：“票据编号的前两位数字相同，且已知不是零”；王说：“票据编号的最后两位数字是相同的，但与前两位不同”；李说：“票据编号恰巧是一个整数的平方”。如果以上回忆都为真，请根据以上回答，找到线索推断出编号。1．分析界定问题，对复杂问题进行分解已知条件或输入：票据组成的编号是4位数；前两位数字相同，且不是零；后两位数字相同，但与前两位不同；票据编号是一个整数的二次方。求解目标（输出）：票据中的数字。已知和未知的关系：要求出的4位数字组成的编号必须同时满足以上所有的已知条件。2.提取问题特征，进行抽象处理，并能用合理的方式表达根据第1、2、3个条件，这个四位数可以表示为：AABB，其中A不等于0，A不等于B；根据条件4，AABB又恰巧一个整数的二次方。3.根据抽象的特征，运用合理的算法描述问题解决方案通过问题分析可知，只要列举出AABB这4位数字中A和B的所有可能组合，同时确保A不等于B且A不等于0，再验证整数的二次方问题，就可以得出问题的解。因此，该问题用枚举算法求解完成是非常合适的。即枚举1000－9999之间的所有数AABB，满足A≠0，A≠B，且AABB开平方是一个整数。4.运用一种程序设计语言进行数据组织分析处理，实现问题解决方案importmath

forAinrange(1,10):

forBinrange(0,10):

ifA!=B:

k=A*1000+A*100+B*10+B

c=int(math.sqrt(k))

ifc*c==k:

print(“票据编号是：”,k)5.总结、反思优化解决方案并迁移到其他问题解决的过程中小王同学申请了一个电子邮箱，设置的密码是一个5位数。但因为长时间没有使用这个邮箱了，因此小王把这个密码给忘了。不过小王同学知道自己的生日是每年的8月1日，而他妈妈的生日则是9月1日，因此他经常把同时是81和91的倍数作为密码使用。同时小王同学还记得这个密码的中间一位数字（百位数）恰好是1。你能设计一个程序帮他找回这个密码吗？ （1）分析问题、界定问题，对复杂问题进行分解

已知：密码是由5位数组成；这个5位数字同时是81和91的倍数；并且中间一位是1。求解目标：找到这个5位数的密码。已知与未知的关系：要求解的5位数字密码必须同时满足所有的已知条件。 （2）提取问题特征，进行抽象处理，并能用合理的方式表达

根据条件3，假设这个5位密码是ab1cd，这个5位数是：x=a*10000+b*1000+1*100+c*10+d，并且x能被81整除，也能被91整除。 （3）根据抽象的特征，设计合理的算法形成问题解决方案

分别将a从1－9、b从0－9、c从0－9、d从0-9枚举;计算x的值；如果x能被81和91整除（x%81==0&&x%91==0）就将x的值打印出来。 （4）运用一种程序设计语言进行数据组织分析处理，实现问题解决方案 n=0

forainrange(1,10):

forbinrange(0,10):

forcinrange(0,10):

fordinrange(0,10):

x=a*10000+b*1000+1*100+c*10+d

ifx%81==0andx%91===0:

print(x)

（5）反思优化解决方案并迁移到解决其他问题的过程中

这种解决方案用到了枚举算法，但是用了4重循环，我们能否用三重、二重、甚至一重循环解决这个问题呢？要知道循环层数越小程序代码看起来越简洁，这是程序优化的重要方面，也是计算思维的重要要素之一。 算法二，根据分析可知这个五位数字的最大范围是从10000到99999，因此我们可以在这个范围内反复进行穷举，并分解出每一个数字的百位数，检验它是否为1，再分析判断此五位数字是否同时能被81和91整除即可求出。程序如下： foriinrange(10000,100000):

bai=i//100%10

ifi%81==0andi%91==0andbai==1:

print(i)

这种解决方法有效地降低了循环的层数，用一重循环就能解决，但是循环次数相比于第一种方法并没有减少，那还有没有方法减少循环次数呢？ 算法三，通过分析我们知道，这五位数字只有同时是81和91的倍数，在此范围内有解，不难得出7371是81和91的最小公倍数，因此我们可以在5位数组成的数字中枚举7371的倍数，然后提取出它的百位数字判断是否为1即可得到答案。程序如下：

foriinrange(7371,100000,7371):

bai=i//10

ifbai==1:

print(i)四、实践深度学习，提升学生核心素养，教师要实现几个转变提高学生信息技术核心素养，培养学生计算思维能力，教师在教学过程中应从注重碎片化学科知识技能的习得，转变到注重学生对复杂、不确定性现实问题的解决能力；从注重对他人知识的理解或应用，转变到注重学生综合运用和主动创生知识的能力培养；从关注学生学什么，转变到关注学生如何学习和学会学习；从关注学生个体的自我学习，转变到关注学生能否进行团队合作和有效的沟通与交流。将教科书的教学设计转变为落实核心素养的教学设计