"计算思维培养在中小学阶段的重要性"
计算思维是在解决问题过程中多种思维技能的交互,包括分解、抽象、建模、算法设计等思维活动。现今,计算思维已经被明确为中小学信息科技学科的核心素养之一,而其培养在中小学阶段也是非常重要的。
本文结合新课标和塞尔比等人提出的标准,认为计算思维应包括分解、抽象、算法、评估和概括这五个要素。其中,一是分解,即学生能够将复杂的问题分解为一个个可操作的子问题;二是抽象,即学生能够找到解决问题的关键;三是算法,即学生能够将解决问题的步骤用流程图、自然语言等进行描述,并具体验证;四是评估,即学生能够对算法或问题解决方法进行判断与估测,从中选出最优策略;五是概括,即学生能够对问题进行感知与思考,与已有的经验建立联系,并能将其迁移应用。
面向计算思维培养的 Python 编程课程项目式学习实践,以“选择结构:智能抗疫小助手”一课为例。该实践采用项目式学习模型,内容层以编程知识为主导,通过设计核心问题链驱动教与学;教学层融合计算思维的五大要素,构建项目式学习流程框架;目标层以计算思维培养为主要目标,具体包括分解、抽象、算法、评估及概括。结果显示该理论模型可有效提升学生的计算思维。
项目式学习是一种强调以学生为中心,学科交叉、协作学习、自主探究,与生活实际相联系的学习模式。学习者可以在项目实践活动中主动探究与构建知识,其实施的基本流程主要分为以下六个环节:主题确定、制定计划、活动、作品制作、成果交流、总结评价。
计算思维的培养强调学习情境、问题链的设计、实践活动,以及迁移应用。因此,本研究在计算思维以及项目式学习理论的指导下,设计并实践了面向计算思维培养的项目式学习,旨在为在初中 Python 课程教学中培养学生的计算思维提供参考。
本文还讨论了计算思维的教学模式,主要分为插电模式和不插电模式。插电模式即利用各类计算机技术开展教学,在学习环境中利用丰富的编程工具将计算思维融入。不插电模式即很少使用或不使用各类计算机技术开展教学活动。本文在研究插电模式的基础上,探究在编程课程中结合项目式学习与计算思维培养之间的契合点来设计教学模式。
计算思维培养在中小学阶段非常重要,本文旨在为在初中 Python 课程教学中培养学生的计算思维提供参考,并为计算思维的教学提供了一些有价值的参考。