啟發(fā)式教學(xué)設(shè)計(jì)：開啟編程學(xué)習(xí)的鑰匙

陳英

[摘要]《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》指出，高中信息技術(shù)課程要以學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，著力培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)。文章以高中編程教學(xué)中的循環(huán)結(jié)構(gòu)應(yīng)用教學(xué)為例，談編程教學(xué)中的啟發(fā)式教學(xué)設(shè)計(jì)策略。

[關(guān)鍵詞]啟發(fā)式;教學(xué)設(shè)計(jì);編程

[中圖分類號(hào)]G633.67 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1674-6058（2020）30-0020-02

啟發(fā)式教學(xué)是指教師在教學(xué)過程中根據(jù)教學(xué)任務(wù)和學(xué)習(xí)的客觀規(guī)律，從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，采用多種方式，以啟發(fā)學(xué)生的思維為核心，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)、積極、自覺地掌握知識(shí)的一種有效教學(xué)方法。其宗旨是啟發(fā)思維、提升能力，基本策略是聯(lián)系生活、拋出問題，啟發(fā)鋪路、分析問題，思維可視、深究問題，八仙過海、解決問題，總結(jié)提煉、多元?dú)w一（見圖1）。

下面以高中編程教學(xué)中的循環(huán)結(jié)構(gòu)應(yīng)用教學(xué)為例，談啟發(fā)式教學(xué)設(shè)計(jì)策略。

一、聯(lián)系生活、拋出問題（啟發(fā)式教學(xué)的起點(diǎn)環(huán)節(jié)）

信息技術(shù)的學(xué)科價(jià)值可精要地表述為“技術(shù)服務(wù)生活”。其內(nèi)涵有二：1.教學(xué)內(nèi)容源于生活;2.教學(xué)終點(diǎn)是解決問題。陶行知先生提出了“生活即教育”“教學(xué)做合一”“行是知之始”的理念。生活中的案例是教育、教學(xué)最鮮活的素材，最容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)認(rèn)知沖突。教學(xué)活動(dòng)就是要提供“生活問題”——“科學(xué)認(rèn)知”——“服務(wù)生活”的思維發(fā)展機(jī)會(huì)。

在學(xué)習(xí)循環(huán)結(jié)構(gòu)應(yīng)用時(shí)，教師選擇的問題素材要有濃濃的“生活氣息”：設(shè)計(jì)一個(gè)程序，輸入候選人編號(hào)進(jìn)行投票，最后統(tǒng)計(jì)候選人的得票數(shù)（如圖2）。

以生活中的問題為學(xué)習(xí)素材，激發(fā)學(xué)生的探究意識(shí)，建構(gòu)啟發(fā)式教學(xué)的起點(diǎn)環(huán)節(jié)。

二、啟發(fā)鋪路、分析問題（啟發(fā)式教學(xué)的助力環(huán)節(jié)）

編程學(xué)習(xí)，最重要的是編程思維，通俗地說就是要給出解決問題的算法。教師要注重提升學(xué)生的計(jì)算思維和信息素養(yǎng)，為學(xué)生“自主發(fā)現(xiàn)”鋪路搭橋?！昂螘r(shí)搭”，這是時(shí)機(jī)問題;“搭多少”，這是程度問題。

例如，接著上面的選舉票數(shù)統(tǒng)計(jì)問題情境，下面簡(jiǎn)要呈現(xiàn)啟發(fā)式教學(xué)片斷：

師：同學(xué)們，解決這個(gè)問題的大體思路是什么？

生：一個(gè)一個(gè)比對(duì)。

師：怎么比？簡(jiǎn)要說一下過程。

生：先取出文本框1中的第1個(gè)字符與文本框2中的字符進(jìn)行比對(duì)，一致，則統(tǒng)計(jì)加1，再取第2個(gè)字符，再同樣處理，直到最后一個(gè)字符。

師：說得很好，那這個(gè)例子中，一共需要比對(duì)多少次？

生：9次。

師：那么，如果文本框1中的內(nèi)容變成“1155665”，這時(shí)候需要比對(duì)多少次？

生：7次。

師：看來，比對(duì)次數(shù)是不固定的。你能說說比對(duì)次數(shù)是由什么決定的嗎？

生：文本框1中字符串的長(zhǎng)度。

師：非常好！那么，在VB中怎么求字符串的長(zhǎng)度呢？請(qǐng)同學(xué)們看一下下發(fā)的VB常用函數(shù)文檔，思考如何求文本框1中字符串的長(zhǎng)度。

生：查到了！Len（textl.text）。

師：第一個(gè)問題解決了，再來看第二個(gè)問題：如何從文本框1中取一個(gè)字符？請(qǐng)同學(xué)們?cè)俨閂B常用函數(shù)文檔，思考如何取出文本框l中的第1個(gè)字符。

生：好像Mid（）可以！Mid（textl.text，1，1）。

師：是的，我們可以用Mid函數(shù)將文本框1中的字符逐個(gè)取出。假設(shè)當(dāng)前要取的位置是i，那么，取第i個(gè)字符可以表示為——？

生：Mid（textl.text.i，1）.

師：太棒了！我們已經(jīng)成功解決了兩個(gè)核心問題，下面，我們嘗試把我們的算法用VB語言表達(dá)出來。對(duì)于“重復(fù)勞動(dòng)”，我們可以用什么語句？對(duì)于字符比對(duì)，我們可以用什么語句？

生：For+If。

通過一步步的剖析和追問，在“問與答”的過程中，解決問題的思路水到渠成地“水落石出”。

三、思維可視、深究問題（啟發(fā)式教學(xué)的核心環(huán)節(jié)）

至此，算法已然清晰，但是如何利用計(jì)算機(jī)解決問題的方法，將問題形式化、抽象化？這是編程學(xué)習(xí)的難點(diǎn)所在。

可以利用自制教具模擬問題解決的完整過程。一則，教具可將思維可視化，可以幫助學(xué)生更好地理解和解決問題。二則，教具可對(duì)算法進(jìn)行模擬驗(yàn)算，從而驗(yàn)證算法的正確性和有效性。三則，學(xué)生在和教師一起模擬驗(yàn)算的過程中，能獲得新的體驗(yàn)和啟發(fā)。

此環(huán)節(jié)，教師更多的是啟發(fā)學(xué)生如何將思維可視化，如何用合適的方法模擬和驗(yàn)證解決問題的算法（如圖3）。

通過教具模擬，使學(xué)生編程思維更加清晰，算法的正確性和有效性也得到了進(jìn)一步的驗(yàn)證，學(xué)生對(duì)編程思維的理解更加深刻，在編程學(xué)習(xí)方法方面也得到了更多的體驗(yàn)和啟迪。

四、八仙過海、解決問題（啟發(fā)式教學(xué)的實(shí)踐環(huán)節(jié)）

在厘清了算法后，學(xué)生會(huì)迫不及待地進(jìn)入實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行驗(yàn)證。此環(huán)節(jié)，教師的作用在于幫助學(xué)生在錯(cuò)誤糾正中得到實(shí)踐啟發(fā)和思維提升。具體策略有二：一是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的答疑，二是一對(duì)多的典型錯(cuò)誤精準(zhǔn)解釋。

1.語法錯(cuò)誤——點(diǎn)對(duì)點(diǎn)答疑

For i=1 To Len（Text1.Text）

If Mid（Text1.Text，i，1）=Text2.Text

Then

k=k+1

Next

Text3.Text=k

【思維點(diǎn)撥】斜體字部分有語法錯(cuò)誤，同學(xué)們可以參考一下If語句的語法規(guī)則。

2.思維錯(cuò)誤——一對(duì)多精準(zhǔn)解釋

For i=l To Len（Text1.Text）

k=0

If Mid（TextI.Text，i，1）=Text2.Text Then k=k+1

Next

Text3.Text=k

【思維點(diǎn)撥】

師：同學(xué)們思考一下，某同學(xué)的代碼為什么不能得到正確結(jié)果？問題出在哪里？

生：好像k=0有點(diǎn)怪！

師：怪在哪里？

生：說不出來，就是感覺不太對(duì)！

師：我們一起來把程序走一遍，看看k=0有何怪異。

生：哇，發(fā)現(xiàn)了！每次比對(duì)前，k都變成了0，前面的比對(duì)結(jié)果丟失。

師：非常好！那怎么改呢？

生：把k=0移動(dòng)到For的外面！

學(xué)生通過上述兩種途徑，在糾正錯(cuò)誤（語法錯(cuò)誤和思維錯(cuò)誤）的過程中，編程思維得到了培養(yǎng)。

五、總結(jié)提煉、多元?dú)w一（啟發(fā)式教學(xué)的提升環(huán)節(jié)）

學(xué)生掌握知識(shí)的目的是運(yùn)用和遷移。遷移的好壞，主要在于學(xué)生能否在類似情境中，自覺、主動(dòng)地運(yùn)用相關(guān)知識(shí)和策略解決問題。在編程學(xué)習(xí)中，總結(jié)提煉、多元?dú)w一，能夠更好地幫助學(xué)生提升編程思維，掌握編程思想方法。

在總結(jié)提升環(huán)節(jié)，可以借助思維導(dǎo)圖工具，幫助學(xué)生提煉解決本類問題的編程思想方法（如圖5）。

總之，編程學(xué)習(xí)的關(guān)鍵有二：一是“抽象”，二是“頓悟”。編程學(xué)習(xí)的本質(zhì)特征決定了啟發(fā)式教學(xué)在編程學(xué)習(xí)中的重要性。在教學(xué)實(shí)踐中，教師可以采用上述啟發(fā)式教學(xué)設(shè)計(jì)策略激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)編程的內(nèi)驅(qū)力，讓學(xué)生通過自身的主動(dòng)發(fā)現(xiàn)、探究和教師的啟發(fā)、引導(dǎo)，掌握編程思維和編程思想方法，最終促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的落地生根。

[參考文獻(xiàn)]

任友群.普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018.

（責(zé)任編輯 周侯辰）