跳出编程说计算,习得技能育思维

    唐涛 桂秋艳

    2019年10月,笔者主持并参与了浙江省“百人千场”名师送教(小学信息技术衢江专场)活动,有幸与多位信息技术界大咖面对面交流,大咖们的观点让笔者感想颇多,在此与大家一起分享。

    核心素养下的课堂技能操作是手段,思维才是目的。回首自己平时的教学,只将计算机作为“一点一按”的机械工具,课堂简化成为形式上的欣赏课、画图课、作品课等,缺乏具有思维含量的探究性实践。那么,如何在非编程课中渗透计算思维的教学?如何在现实的情境任务、非结构化的数据及跨界的综合运用中直指核心素养的养成呢?笔者反复自问,再次整理笔记,决定按计算机解决问题的流程,从“一炼二转三解四用”做起,且行且思且改。两节送教研讨课的课题为浙摄版小学信息技术四上的《制作通讯录》,同课异构。本课教学难点是根据需求增删表格的行、列,掌握方法;理解并分析表格解决问题。执教的两位教师呈现出风格迥异的教学过程。

    ● 策略一:提炼——“炼”出真金始为精

    由情境任务“提炼”出数學模型。

    教师A课堂片段:(创设情境,引出问题)尚礼小凤凰所在班级垃圾桶内凌乱,需要分类,请你帮它分一分。

    呈现良构性文本资料:

    昨天:香蕉皮 ?饮料盒

    塑料袋 ?作业纸

    今天:牛奶盒 ?果核

    铅笔屑 ?鸡骨头

    学生给出分类方法:

    (1)文字分类;(2)表格分类。

    至此,教师A基本上引出了本节课的学习内容,揭示课题利用Word表格进行垃圾分类,明确两大类垃圾(列)名称,即可回收垃圾和不可回收垃圾。

    教师B课堂片段:(创设情境,引出问题)师生见面,鼓励学生介绍自己,出示班级座位表,让学生描述自己的位置,提前渗透表格行列知识,为后续教学做铺垫。视频播放亲身经历,玉树关爱行,为贫困孩子挑选爱心书包,进行数据整理。

    呈现劣构性文本资料:

    a书包:红色面料图案超级飞侠、长30cm宽25cm高50cm、255元一个、外料PU皮里料尼龙、最大容量37.5L、双肩背带(带拉杆)、时尚可爱,省力;b书包:蓝色鲸鱼图案、192元一个、单肩背包、45×20×45cm、40.5L、化纤材质、大方美观;c书包:98元一个、军绿色满天星图案、40×30×50cm、可装60L、尼龙材质,朴素耐用。

    学生阅读后提取书包名称:a书包、b书包、c书包;书包项目:颜色、尺寸、价格、材质、容量、样式特点。

    教师设疑,提出问题:有好的方法比较三类书包吗?学生回答:表格类比。

    教师再结合班级课程表、课外书籍表,详细介绍表格组成(行列单元格)、行列标题,将表格知识讲明讲透。

    组织学生利用已知选取有用项目,自主设计表格类比,为玉树孩子挑选合适的爱心书包。

    案例评析:两位教师均从生活化的场景导入课堂,问题提出也类同。

    教师A出示结构化文本资料,学生能快速分类,但缺乏深层次数据整理,表格知识点也未讲清,从一开始就在学生认知方面留有“隐患”。

    教师B把握住本课精髓,为突破难点,课前渗透表格知识。情境中出示条件的文字表述无次序、不清晰、不完整,不具备学科的典型性;列举的信息数据需要学生梳理甄别,任务目标比较开放,表格行列数不确定……以上种种均促使学生个体深度思维的发生。后续,教师又重点讲授表格组成,做到了该出手时就出手。学生在上机操作前知识储备相对清晰完善。

    ● 策略二:转化——“转”益多行是吾师

    由数学建模“转化”为计算机问题。

    教师A课堂片段:明确用表格进行垃圾分类,直观清晰。进入学习任务前,教师讲解了表格的基本组成、行列单元格,但忽略了行列标题的介绍。接下来承接第一个闯关任务:建立表格,要求学生自学尝试,再范例演示。

    教师B课堂片段:提炼的信息多而复杂,学生一下子无从下手,此时教师利用学习单引导学生,对其思维进行有序梳理。纸质草稿(表格边框浅色线)让学生自由选取项目,绘心中所思于纸上,确定自己建立的表格需要几行几列。随机点名汇报,因学生自身思维和选取项目的不同,结果从3行4列到4行5列甚至更多。教师适时追问表格不同怎样快速改变(添加)?考虑3行4列、4行5列应是行/列标题各增加一行/列,而不是简单地只增加一行或一列。

    案例评析:教师A考虑到了表格知识前置讲授,但形式上还是以教师讲解为主,学生被动聆听,转化为内在认知效果不明显。情境问题上数据太过条理化,让学生动(计算)起来的机会不多,虽建立了基本的表格框架意识(两大类、两天),但学生普遍错误地认为是建立2行2列的表格,而忽略了行/列标题还需再占一行/列,造成教学过程中还得回过头去纠正错误认知,这在一定程度上影响到了后面环节的时间分配。

    反观教师B,此时并未让学生动手操作,而是反其道行之,依托纸质的书包信息一览表再次固化学生前期的数据提炼结果。学生在纸上自主设计分类表格,打好草稿,同时也在潜意识中接受了教师设计上的良苦用心,选取书包项目即为数据整理、行列标题确定,表格的行列数选取即为规划计算,表格的变化即为思考表格行/列增删真的原来如此简单,还是说要好好探究其背后的奥秘。至此,两堂课,学生由数学建模“转化”为计算机问题方面的效果高低立判。

    ● 策略三:分解——“解”柔桑叶却吐丝

    由计算机问题“分解”成算法描述。

    教师A课堂片段:设置分层闯关任务,引导学生建立表格—增删时间列—美化表格,边做边尝试,以问答方式串联起前后三层任务,有范例演示,有集体学习。

    教师B课堂片段:在任务设置上大致相同,根据规划在Word中插入表格(其间穿插讲解多种方法)—输入项目标题,完善表格信息—调整美化表格,保存作品。

    案例评析:教师A分层任务教学中,看似利用表格分步解决垃圾分类问题,但执教过程中有多处存在瑕疵(或让学生在理解上易产生歧义),效果不佳,课中表格作用没能得到充分体现。例如,在增删时间列任务中,原计划是让学生在3行3列表格的基础上再增加一行,添加“前天”垃圾分类信息,学习表格增删方法,但有超过一半的学生理解成重新建立一个表格进行分类。在美化表格任务中,学生展示的大部分是对页面底色和边框进行了设置,没有真正理解教材意图,仅是针对表格属性进行美化。

    教师B在用表格解决书包挑选的问题时,在数据分析、表格组成和草图设计上花了足够的时间,学生动手实操因而比较流畅,大部分均能按照自己的设计意图,通过表格信息对比挑选出合适的书包,特别是在美化表格时,有学生提出运用表格设计,直接套用Word自带的样式对表格进行设置,找到了便捷的方法。虽因时间关系导致课后拖堂,但也无伤大雅。

    ● 策略四:应用——“用”君之心行君意

    由算法描述“应用”到程序实现,问题解决。

    教师A课堂片段:课尾,小组推优,展示评价。各小组呈现代表作品,学生说优点,教师小结,延伸到希望每位学生也能争当优秀的尚礼小凤凰,保护环境,垃圾分类,从我做起。

    教师B课堂片段:结尾,让学生展示自己的表格类比结果,呈现各种不同的对比方式,无论是从颜色、样式,还是价格等条件考虑,万化归一,最终跳出三种书包实例的选择限制,直指同一款书包要求——价格便宜、耐用耐脏实用、背起来方便等,为问题的解决提供了可行性的方案。

    案例评析:教师A结尾阶段预设通过学生分类结果展示,引导学生感受运用表格进行分類整理的优势和便捷,可惜设计的待解决问题本身偏弱了些,学生们只知其然而不知其所以然,无从感知表格的作用,偏离了本课知识目标预设的初衷。

    教师B从一开始就基于爱心书包挑选问题,让学生感知并处理数据,再结合当地需求,运用表格类比项目进行分析,最终挑选出合适款式。学生们基于条件但又不局限于条件,针对问题评议确定表格结论,所述方法创新有效、切实可行,学生们得到了锻炼,有所思有所想。可以说,本堂课很好地把握住了知识(问题)和技术学习的关联与冲突,突破了教学难点,体现了表格在劣构信息向良构转换过程中的价值。

    从生活化、非结构化的文本资料,引出问题思考、数据提炼,再过渡到算法的描述,最后建立程序步骤、解决问题,这不正是学科核心素养在有限课堂教学中最好的落实吗?

    课虽落幕,余味尚存。反思当下我们在谈论计算思维教育时,似乎就是在谈论编程教育,甚至很多时候大家认为这两者就是一回事。但实践证明,从学生思维计算和解决问题的角度来看,计算思维的培养是可以脱离编程展开的。因此,编程并不等同于计算思维,它只是培养学生计算思维的一个重要工具或途径,在小学中高段非编程课中渗透计算思维的潜意识教学,利生利教利学。

    综上所述,计算思维作为信息技术学科核心素养之根基,其重要性不言而喻。如果能将计算思维提前渗透到小学信息技术非编程课的教学中,则能对学生们学习课程的“思维性”及“基础性”产生巨大的提升作用。

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