面向计算思维培养的高中信息技术教学模式探究

【摘要】计算思维是学生重要的核心素养之一，对学生未来的学习和发展意义重大。本文提出了在高中信息技术课程中，面向学生计算思维培养的分层教学模式，阐述了模式构建的原则、具体内容和实施过程，旨在提高不同层次学生的计算思维，最终提高高中信息技术教学效果。【关键词】计算思维；高中；信息技术在信息化社会中，计算思维作为一种基础的思维能力，其重要性日益凸显。因此，教育界开始重视计算思维的系统培养，自2018年颁布《高中信息技术课程标准（2017年版）》起，计算思维被正式纳入教学核心素养。在计算思维培养过程中，不同学生之间存在思维能力差异，应用分层教学模式可以提供更加个性化和适宜的教学策略，使每位学生都能在其自身的基础上得到最合适的发展。本研究将在现有分层教学模式的基础上进行深入探索和创新，通过重新思考和调整教学策略，构建一个专门针对计算思维能力培养的教学模式，从而更有效地激发和提升学生的计算思维能力。计算思维培养下分层教学模式的构建原则计算思维培养的分层教学模式是一个复合型教学策略，其构建原则主要包括双主性原则、指向性原则和反思性原则。双主性原则强调学生主体性和教师主导性的协调。在这一原则下，教学设计始终围绕学生需求展开，通过动态分层、问题情境创设、自主探究、合作学习及展示交流等多种教学活动，培养学生的自主学习和思考能力。指向性原则以计算思维能力和思维态度为教学的核心目标，通过具体的教学环节，如任务探究和课堂练习，使学生在实际操作中不断运用和深化计算思维，从而提升解决问题的能力和创造性思维。反思性原则注重在教学流程中加入学生的自我反思和评价。这不仅有助于学生对已学知识的巩固和深化，还能促进知识的迁移和运用，提高学生适应未来社会发展的能力。计算思维培养下分层教学模式构建1．分层教学内容设计学生分层：学生分层是基于学生的基础知识水平、计算思维能力和意识态度，通过对“算法与程序实现”的掌握情况、问题界定分解能力、算法设计能力及优化迁移能力的评估，学生被分为A、B、C三个层次。此外，为保护学生隐私并避免标签化，采用隐性分层方法，即学生不被告知其所在层次，而是通过小组合作的方式进行教学[1]。教学目标分层：根据不同层次的学生设定不同的学习目标，分为基础目标、发展目标和拓展目标。这样的设置旨在使每个层次的学生都能在适合自己的层次上获得成长，从简单的问题解决到能够运用复杂算法解决问题。辅导分层：在教学过程中，教师及高层次学生（A层学生）根据学生层次提供针对性辅导，如重点知识梳理和课堂任务关键分析等。这种分层辅导旨在提供更个性化的教学支持，确保每位学生都能理解和掌握课程内容[2]。练习分层：课堂练习根据学生的层次设计不同难度的题目。学生可以根据自身能力选择适合自己的练习题，教师则观察并鼓励学生尝试更高难度的题目，以促进学生的全面发展。作业分层：教师根据学生的不同层次对课后作业进行分层，以确保每位学生都能够在适宜的难度水平上进行练习和巩固，促进知识的长期记忆和应用能力。评价分层：教师采用过程性评价和总结性评价的结合方式，重视课堂表现和课后作业的评价，同时记录学生在课堂活动中的具体表现，以数据化的方式为师生提供参考。2.分层教学过程设计面向计算思维培养的分层教学活动过程设计如下。情境引入：本环节通过呈现实际问题情境，激发学生的兴趣和参与意愿。教师与学生互动，帮助学生界定问题的本质，将复杂问题分解为可管理的子问题。问题探究：在此阶段，学生在教师的引导下，将分解后的问题转化为具体的任务，进行独立思考并与同伴合作探讨。小组合作讨论：通过小组合作讨论，学生可以共同研究问题，分享各自的见解，并集体制定解决方案。知识小结：在此环节中，学生将通过上机编程测试他们的解决方案，并对方案进行评估和优化。此过程不仅帮助学生形成有效的解题技巧，还通过小结和反思，加深对相关知识和方法的理解。分层练习：练习环节根据学生的层次设计不同难度的题目，使每位学生都能在适合自己的难度水平上进行练习。课堂评价：通过实时记录学生在课堂上的活动和表现，包括讨论参与度和合作质量，教师可以更好地了解每位学生的进步和学习状态，从而为后续的教学活动提供调整依据。分层作业：课后作业分层设计，确保每位学生都能在课下继续巩固和扩展在课堂上学到的知识。作业的层次设置让学生根据自己的能力选择适当难度的任务，从而实现知识的迁移和应用[3]。计算思维培养下分层教学模式的应用1．教学分析和目标设定本案例设计以高中信息技术中编程基础章节中，有关“算法的概念及描述”的内容为例，探究计算思维培养的分层教学模式。教材分析：教材内容主要集中于算法的基本概念和描述方法。首先，确保学生明白算法的定义和基本特性，然后引导学生掌握算法的不同描述方法，如自然语言法、流程图法等。学情分析：学生在此之前已经对数据概念有所了解，但对算法的具体概念和描述方式知之甚少。虽然在初中阶段简单接触过程序算法，但对其深入理解尚显不足。因此，本节课的重点是帮助学生理解算法的基本概念及其描述方式，而不深入程序代码的具体语法。教学目标：教师设置三个层次的目标以适应不同层次的学生。C层目标是让学生理解算法的定义和基本特征，并能用简单的自然语言或流程图解决基本问题。B层目标要求学生不仅理解算法的概念，还能使用伪代码等方法解决问题。A层目标则进一步要求学生熟练掌握各种算法描述方法，并能选择合适的方法解决一般性问题。此外，素养目标强调利用现代化学习资源如微视频和Python软件辅助学习，并体验计算思维在解决问题中的应用。教学重难点：教学的重点在于确保学生理解算法的基本定义、特征和描述方法。难点则是让学生能够理解并运用这些算法来解决实际问题，尤其是在选择合适的描述方法上需要更多的指导和实践。2.教学实践过程主要教学过程按照分层教学模式的过程实施，首先，教师给出一个高一新生报道的流程图，并描述流程图的内容，以及最终完成的结果，使学生们了解算法的概念。然后，教师给出一系列的问题，引导学生结合课本内容进行自主学习和探究，具体内容涉及算法的定义、什么是计算机程序设计、什么是枚举算法和算法的特征是什么，通过问答提高学生抽象概括能力，然后由教师给出小组探究的内容。教师可以给定不同难易程度的探究题，让不同层次学生进行小组合作交流和探究，强调学生用计算思维写出不同的解决方案，提高学生的算法设计能力。最后是知识小结，加深学生对所学内容的印象，同时教师根据不同层次学生的学习情况，设置分层作业和分层练习题。总之