面向廣義計算思維的高中信息技術(shù)新教材教學(xué)

王瑜

從2018年初（2017年版）《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱“新課標(biāo)”）公布，到廣東省教育廳確定的2020年秋季學(xué)期普通高中從高一年級開始使用新教材的這段時間里，為了科學(xué)準(zhǔn)確地把握新課標(biāo)，筆者所在市圍繞新課標(biāo)與新教材所開展的培訓(xùn)、研討等形式的活動密鑼緊鼓地進(jìn)行，除了邀請專家學(xué)者從頂層設(shè)計的角度為一線教師解讀外，還有一線教師小范圍內(nèi)的對新教材的實驗式教學(xué)。在研討的過程中筆者發(fā)現(xiàn)，針對信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)四要素在新教材常規(guī)教學(xué)中的落實，一線教師普遍認(rèn)為難度最大的是計算思維的教學(xué)，尤其是一些沒有明顯學(xué)習(xí)算法知識或程序設(shè)計知識的教學(xué)內(nèi)容，無法落實計算思維的培養(yǎng)。為此，筆者開展了有關(guān)計算思維教學(xué)的研究，初步探究發(fā)現(xiàn)，教師應(yīng)從廣義計算思維的角度去理解、挖掘新課標(biāo)和新教材中的內(nèi)容，才能全面、可操作性地在高中信息技術(shù)新教材的常規(guī)教學(xué)中落實計算思維的培養(yǎng)。

廣義計算思維與新教材課程內(nèi)容的對應(yīng)關(guān)系及教學(xué)提示

筆者立足于新課標(biāo)，以廣東教育出版社普通高中教科書信息技術(shù)必修1《數(shù)據(jù)與計算》、必修2《信息系統(tǒng)與社會》為例，分析和挖掘粵教版新教材課程內(nèi)容與廣義計算思維的對應(yīng)關(guān)系，并給出相應(yīng)的教學(xué)提示（如下表）。

“知識與數(shù)字化學(xué)習(xí)”教學(xué)案例

下面，筆者以必修1《數(shù)據(jù)與計算》第二章“知識與數(shù)字化學(xué)習(xí)”的教學(xué)為例，著重說明通過探究活動的設(shè)計來開展廣義計算思維的教學(xué)。

活動一：利用nobook物理實驗平臺進(jìn)行歐姆定律實驗，并收集實驗數(shù)據(jù)。

（1）進(jìn)入nobook物理實驗網(wǎng)站。

（2）新建實驗，按電路圖連接電路，進(jìn)行實驗，并記錄實驗數(shù)據(jù)（如圖1）。

設(shè)計意圖：體驗數(shù)字化工具，感受仿真系統(tǒng)的優(yōu)勢。

活動二：運(yùn)用Python工具處理實驗數(shù)據(jù)（如圖2），即利用教科書配套學(xué)習(xí)資源包中的程序，繪制散點圖及曲線圖，將實驗數(shù)據(jù)可視化。

設(shè)計意圖：①理解數(shù)據(jù)、信息與知識的關(guān)系;②體驗科學(xué)研究的第三種方法——計算方法，利用計算工具來進(jìn)行規(guī)律發(fā)現(xiàn);③體驗數(shù)據(jù)可視化。

活動三：投針實驗（如圖3）

設(shè)計意圖：①體驗數(shù)字化創(chuàng)新學(xué)習(xí)過程;②體驗借助計算機(jī)模擬，建立仿真的分析模型來進(jìn)行規(guī)律發(fā)現(xiàn)。

活動四：三種思維導(dǎo)圖軟件比較，圖4是其中的一種。

設(shè)計意圖：①體驗思維可視化;②體驗數(shù)字化工具的優(yōu)勢。

結(jié)束語

計算思維是信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的四個要素之一，本文雖然只從廣義計算思維的角度來闡述，但并不代表教師在常規(guī)教學(xué)中它是可以單獨(dú)培養(yǎng)的。同時，筆者認(rèn)為“計算思維”是一個與時俱進(jìn)的概念，它會隨著信息技術(shù)的發(fā)展而不斷拓展和延伸。