算法----让计算思维在信息技术课堂落地生根.docx

算法一一让计算思维在信息技术课堂落地生根江苏省南通市通州区金郊初中蒋春红【摘要】在信息技术日常教学中如何将“计算思维”这一学科核心素养落至实处？笔者结合教学实际提出可从四个方面着手：头脑风暴说算法、群策群力析算法、智慧工具述算法、推理规纳固算法。通过问题分解、分析解决问题的方法，明确解决问题的步骤，促进学生主动完成知识的建构；巧妙运用流程图工具，运用推理归纳方法提升解决问题的效率。思维在这一系列的问题解决过程中清晰可见。【关键词】学科核心素养计算思维算法流程图自江苏省义务教育信息技术课程纲要（2017修订）颁布实施以来，计算思维作为信息技术四大核心素养之一就高频出现在一线信息技术教师眼前。突然间，原来教学设计中写习惯了的“知识目标、技能目标、情感与态度价值观目标”一下子退出了教学设计的舞台，取而代之的是学科核心素养。在新形势下，信息技术课堂中，如何把学科核心素养落到实处，尤其是“计算思维”这一核心素养。笔者自2018年起在信息技术日常课堂中，一直在尝试寻找一种操作范式，让计算思维在信息技术课堂中清晰可见，让计算思维在信息技术课堂中落地生根。算法就像一把钥匙，它为信息技术教师的教、为莘莘学子的学打开了一扇新的大门。一、头脑风暴说算法当计算思维第一次进入视野时，作为信息技术教师的我第一反应就是去搜索计算思维到底是什么？百度百科是这样描述的：“计算思维是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，由周以真于2006年3月首次提出。”这个抽象的概念中，我唯一熟悉的就是“问题求解”，在编程教学中问题求解是主旋律。那么计算思维难道只能出现在编程教学中？第一次尝试教学内容是VB算法，我选用了阿凡提的故事为情境，提出了这样的问题：“巴依老爷向放羊人提出：一个长20米宽11.4米的长方形羊圈，在不增加材料的情况下把羊圈扩大，同学们有什么办法？”此问题的情境，就是为了引出算法的概念：算法是解决问题的方法与步骤。学生们还真是想出了各种方法：有的提出把羊圈围成正方形，有的提出把羊圈围成圆形，有的提出借助墙壁少一条边。确定方法后，他们又给出方案（即步骤），最终比对哪一种方案更优。在这节课中，我体会到计算思维定义中“一系列思维活动”的含义，悟出计算思维可以表现为学生们在问题解决的过程中一系列思维活动。不是编程内容的课，可不可以也用算法的思想呢？解决问题的方法与步骤，算法的概念是如此清晰明了。在运用PS制作“坚决制止餐饮浪费行为”海报的课堂上，我提出问题：要把麦穗图案放置到海报中，可以运用什么方法？当学生们异口同声地回答：选择麦穗，复制然后粘贴。在那一瞬间，我豁然开朗，关于信息技术课上如何培养计算思维，我找到了突破口将算法思想引入信息技术课堂。有问题、方法、步骤这三要素的课堂，何愁计算思维在课堂中无处安放？二、群策群力析算法算法原来就是解决问题的方法与步骤啊，揭开算法的神秘面纱后，它在生活中似乎随处可见了：数学学科中的统筹方法也可以称之为算法、语文学科中移步换景的写作手法也是算法、英语学科词根词缀记忆单词法又何尝不是算法的应用？那么在信息技术学科学习中，如何去应用算法思想来提高学习的效率、拓展思维的深度呢？在动画补间教学章节中，我尝试采用项目教学法。项目的任务是制作一个flash影片，为再别康桥诗歌朗诵来添彩。拿到项目后，由学生们去分析诗歌的主要场景，每个场景需要绘制的动画角色（元件），每个场景的实现需要运用的主要技术。学生们群策群力，汇聚集体智慧，将原本庞大的项目分解成若干个小问题。在明确了需要解决的问题及需要的技术支撑后，学生们的学习目标也清晰了。信息技术教学也由教师埋头教转变为学生的昂首学。课堂的主旋律变成了解决问题，教学效率的提升是必然的。思维深度的拓展如何保障呢？原先我们的课堂总结是这样的：今天你学会了什么技术？感悟了什么道理在算法思想的情况下，我们的总结是：（1）本节课我们解决了哪些问题？（2）解决这些问题大家分别采用了什么方法？（3）确定方法后，你们通过哪些步骤实现的？（4）这些方法在哪些软件的学习中我们曾经也使用过？他们有什么异同？当分解问题、探究方法、明晰步骤成为习惯，思维深度的拓展将会成为必然。三、智慧工具述算法在程序设计中，算法的表达可以用自然语言、流程图及伪代码来体现。这些算法的表达方式，在信息技术教学中可否拿来一用？在设计与制作演示文稿章节中，“自定义动画”这一教学内容在教材上的体现仅是一项实践学习，但学生要把“自定义动画”用到恰当好处并不容易，动画对象、动画开始时间、动画类型这三个概念学生并没有立体的认知。因为动画有事物发展顺序这一要素，所以我在教学设计时，尝试运用流程图来贯穿教学始终。教学由“保护野生动物”宣传片开始，引出爱护环境这一主题，教学任务为制作动画版“爱护环境”公益广告。在制作动画开始，我提供相关素材：垃圾、垃圾筒、绿水、青山、文字主题等，学生创编广告故事情节，师生共同运用流程图梳理动画思路，然后根据流程图，依次针对各个动画对象，选择合适的动画类型，设置恰当的开始方式，最终实现动画效果。与以往的教学设计相比，因为有流程图的辅助，学生一个情节、一个情节有条不紊地高效完成了动画。在实践过程中，他们对照流程图，动画对象的选择是有序的，动画对象的开始时间是“之前”还是“之后”是明确的，动画类型是“进入”还是“退出”是切合情境的。运用流程图教学，帮助学生实现了从浅层了解“自定义动画”到深层掌握“自定义动画”的转变，打破了“走着走着就忘了初心”的混沌，构建了“逻辑性强”的秩序。“流程图”另一个妙处还在于学生可通过流程图来评价学习目标达成情况，及时查漏补缺。如在本节课中，最后一个动画情节中包含的知识点：如何对文字设置进入与退出两种效果？如果这个情节学生自评未能完美表达，即可对该知识点再思考与实践，直至解决问题为止。四、推理规纳固算法算法是让思维可见的利器，它有如空气一样无处不在，也如空气一样常常被忽视。古人云：“工欲善其事必先利其器”O计算思维的培养若只是依靠在偶尔几节“合适”的课中运用算法，那是远远不够的。信息技术教师要在课堂中抓住契机，就学生自然生成的多个问题，探寻解决问题的共同“方法”，发现规律规纳总结，帮助学生构建有层次的知识体系。在图片制作这节课中，在经过抠取“麦田”、“农民”、“蓝天”三个场景后，我发现还是有很多同学未能在给定的时间内完成图片的抠取。询问了其中几个同学，他们的回答是：“使用的工具有点多，没记住操作流程，因为看笔记所以慢了”。了解情况后，我就随机采访了一个完成得较快的同学，请他分享成功的秘诀。他说：“老师，我发现了规律，就是不管是用魔棒工具还是多边形套索工具或是矩形工具，目的都是选取我们需要的部分，然后复制，最后粘贴至同一个目的地-我们自已的海报”。在这位同学分享的基础上，我在黑板上形成了如下板书：发现多个任务之间的共同操作步骤，区分各任务之间的细节点，学生们突然发现他们可以不需要再看一步操作一步了，可以在把握全局的前题下（蓝天白云下、麦田边、辛苦的农民伯伯），根据提供的素材运用不同的抠图方法，皆运用复制粘贴自由变换等技术殊途同归运汇集至海报文件中，最终合成理想的画面。还是在这节课中，海报中用两列文字“一粥一饭当思来之不易”，“半丝半缕恒念物力维坚”来揭示主题，学生们发现共同点，两列文字的效果一样，只是文字内容及位置不一致。这一次他们就很轻易地想到办法：完成一列文字的制作，然后复制图层，调整文字内容及位置，就可以减少很多冗余操作了！周以真教授在谈到什么是、什么不是计算思维时，提出计算思维是面向所有的人、所有的领域。如何培养学生的计算思维是一个值得所有学科教师认真研究的课题。唐培和教授在论计算思维及其教育一书中提出：“计算思维的核心思维或程序思维”。既如此，我们一线教师何妨大胆地在教学中尝试将算法思维渗透至各个教学流程中，结合各种具体的算法创造性地对教材进行二次开发，让计算思维不再是飘渺、高深地思想，而成为具有可操作性的支撑性理论！【参考文献】1唐培和，秦福利，唐新来.论计算思维及其教育M.科学技术文献出版社：北京,2018:52.2陈小玉.趣学算法M.北京：人民邮电出版社，20183陈丽婷徐晓东.基于计算思维教育的国外小学教学案例研究J.教育信息技术，2015