新課標(biāo)背景下，提升農(nóng)村地區(qū)高中生計算思維能力教學(xué)探究
——以皖北農(nóng)村地區(qū)信息技術(shù)教學(xué)為例

文∣錢曉琪

《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱“新課標(biāo)”)指出“普通高中信息技術(shù)課程是一門旨在全面提升學(xué)生信息素養(yǎng)，幫助學(xué)生掌握信息技術(shù)基礎(chǔ)知識與技能、增強信息意識、發(fā)展計算思維、 提高數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力、樹立正確的信息社會價值觀和責(zé)任感的基礎(chǔ)課程”。新課標(biāo)發(fā)布后，信息技術(shù)課程結(jié)構(gòu)和內(nèi)容也有了相應(yīng)的變化，新教材深度、廣度明顯加大，而皖北農(nóng)村地區(qū)因為各種條件限制，學(xué)生的信息技術(shù)水平普遍較低，如何在新課標(biāo)背景下有效提升該區(qū)域農(nóng)村高中生的信息技術(shù)核心素養(yǎng)，讓學(xué)生學(xué)會運用計算思維分析問題，抽象特征，并在信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的信息意識和數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力，成為農(nóng)村高中信息技術(shù)教師面臨的問題。

本文將探討新課標(biāo)背景下如何培養(yǎng)學(xué)生計算思維，提升皖北乃至其他類似區(qū)域農(nóng)村高中生的編程能力。

一、皖北地區(qū)農(nóng)村高中生信息技術(shù)課程面臨問題

(一)學(xué)習(xí)條件限制

在皖北農(nóng)村高中，許多學(xué)生寄宿在學(xué)校，除了信息技術(shù)課，他們很少有機會接觸計算機，許多學(xué)生甚至對鍵盤都是陌生的。信息技術(shù)課每周只有一節(jié)，這使得部分學(xué)生對信息技術(shù)課了解還只停留在簡單的使用計算機階段。

在皖北農(nóng)村地區(qū)，許多學(xué)生家長外出打工，學(xué)生欠缺家長的陪伴，家長也長期無暇顧及子女教育，學(xué)生可能會沉迷于網(wǎng)絡(luò)游戲或者網(wǎng)絡(luò)聊天來填補內(nèi)心空虛。不少家長在發(fā)現(xiàn)學(xué)生玩網(wǎng)絡(luò)游戲、進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)聊天的時候，會認(rèn)為計算機影響學(xué)生學(xué)習(xí)。不良行為導(dǎo)致對計算機的偏見也影響學(xué)生對信息技術(shù)課的正確認(rèn)識。

此外，皖北農(nóng)村地區(qū)信息技術(shù)課程專任教師短缺，教學(xué)質(zhì)量總體偏低。

(二)學(xué)生基礎(chǔ)知識薄弱

在皖北農(nóng)村地區(qū)，小學(xué)和初中階段信息技術(shù)課程重視程度不夠，許多學(xué)校課時設(shè)置偏少，也經(jīng)常被其他學(xué)科占用課時，信息技術(shù)課開課率較低，課程內(nèi)容并未落實。在高中階段，學(xué)生要參加高中信息技術(shù)學(xué)業(yè)水平合格性考試，必須認(rèn)真學(xué)習(xí)信息技術(shù)課程。但由于學(xué)生在小學(xué)和初中階段的基礎(chǔ)薄弱，在學(xué)習(xí)信息技術(shù)課程的時候較為吃力，信息技術(shù)課程各章節(jié)之間關(guān)系緊密，需要學(xué)生對每一節(jié)課的內(nèi)容都有較好的掌握；這對學(xué)生來說要求較高。學(xué)生學(xué)不懂，就會對信息技術(shù)課程興趣不足。

以上兩個方面是皖北農(nóng)村地區(qū)信息技術(shù)課程面臨的主要難題。此外，還有一些其他因素影響信息技術(shù)課程的開展，例如學(xué)生對非高考必考科目重視程度不足等。這些因素對信息技術(shù)課程的開展造成了較大影響。為了更好地落實新課標(biāo)要求，培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)，教師需要正確引導(dǎo)學(xué)生對信息技術(shù)課程的認(rèn)知，培養(yǎng)學(xué)生的信息意識、計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新及信息社會責(zé)任。

計算思維是較為核心的信息技術(shù)核心素養(yǎng)，對學(xué)生的邏輯思維能力要求較高；要求學(xué)生能夠采用計算機科學(xué)領(lǐng)域的思想方法界定問題、提取有效信息、建立結(jié)構(gòu)模型、合理組織數(shù)據(jù)。學(xué)生要能通過判斷、分析、綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案；總結(jié)利用計算機解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關(guān)的其他問題解決中。

二、提升皖北農(nóng)村高中生計算思維能力實踐策略

高中信息技術(shù)課程旨在全面提升高中學(xué)生的信息素養(yǎng)，幫助學(xué)生掌握數(shù)據(jù)、算法、信息系統(tǒng)、信息社會等學(xué)科大概念，學(xué)會運用計算思維識別和分析問題，抽象、建模與設(shè)計系統(tǒng)性解決方案。程序設(shè)計是一種非常好的開發(fā)學(xué)生計算思維的途徑，它的一般步驟是“提出問題—建立模型—設(shè)計算法—編寫程序—調(diào)試運行”，這個過程很好地契合了計算思維思想。新課標(biāo)倡導(dǎo)基于項目的學(xué)習(xí)方式，所謂項目式學(xué)習(xí)是一種圍繞項目開展的教學(xué)模式，其核心是“做中學(xué)”“學(xué)中創(chuàng)”，注重體驗、實踐性學(xué)習(xí)，強調(diào)在項目完成中建構(gòu)知識、培養(yǎng)技能與發(fā)展思維。項目學(xué)習(xí)直接應(yīng)用于皖北農(nóng)村地區(qū)的課堂有難度，教師可將其變式應(yīng)用，例如應(yīng)用微項目學(xué)習(xí)。

在農(nóng)村地區(qū)的教學(xué)中，根據(jù)多年教學(xué)實踐以及信息化程度逐步提升，教師可以將真實情境轉(zhuǎn)化為課堂引入，利用國家智慧教育公共服務(wù)平臺上的資源，統(tǒng)一備課，使用微項目學(xué)習(xí)教學(xué)策略，為學(xué)生厘清信息技術(shù)課程的學(xué)習(xí)邏輯并提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。具體實踐可以參考以下幾個方面。

(一)明確程序設(shè)計流程，養(yǎng)成良好編程習(xí)慣

皖北農(nóng)村地區(qū)高中學(xué)生對于編寫計算機程序解決問題的相關(guān)知識了解不多，絕大部分學(xué)生處于零起點狀態(tài)。新課標(biāo)發(fā)布后，配套教材的難度也有所提升。筆者所在地區(qū)的學(xué)校使用廣東教育出版社出版的高中信息技術(shù)教材。教材對程序設(shè)計能力要求較高。在編程之前，學(xué)生要先做好規(guī)劃，明確需要進(jìn)行程序設(shè)計。良好的程序設(shè)計習(xí)慣能夠使代碼更為清晰明了，可讀性高，同時也有效地培養(yǎng)了學(xué)生的信息意識，為未來步入高校學(xué)習(xí)與計算機相關(guān)的課程奠定扎實的基礎(chǔ)。信息技術(shù)教師要以身作則，在教學(xué)中幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的程序設(shè)計習(xí)慣。編程時，對程序中的變量、常量、函數(shù)等元素命名，要做到簡潔明了，見名知義，養(yǎng)成規(guī)范命名的習(xí)慣。編程要規(guī)范，層次分明，不同層級間應(yīng)適當(dāng)縮進(jìn)；養(yǎng)成給程序注釋的習(xí)慣，讓讀代碼的人可以獲取更多的信息，便于程序的學(xué)習(xí)和交流。

(二)緊扣課標(biāo)，結(jié)合農(nóng)村實際，科學(xué)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)皖北農(nóng)村地區(qū)高中信息技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀及學(xué)生的信息化水平，在教學(xué)中，教師可以合理地對高中信息技術(shù)課堂教學(xué)內(nèi)容加以調(diào)整，不拘泥于教材，創(chuàng)造性地使用教材。教師可以嘗試在新課標(biāo)的指導(dǎo)下用一些微項目來代替教材中的大單元項目，即用一些選題小、研究難度小、易操作、貼近學(xué)生生活實際、學(xué)生當(dāng)堂能完成的項目來代替教材中的大單元項目。

編程語言基礎(chǔ)知識部分的學(xué)習(xí)是比較枯燥的。教師可以采用故事類微項目法，以故事為線索，結(jié)合項目式學(xué)習(xí)，讓學(xué)生利用項目學(xué)習(xí)單完成任務(wù)。例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)粵教版《信息技術(shù)·必修1 數(shù)據(jù)與計算》的“程序選擇結(jié)構(gòu)”一節(jié)時，教師將教學(xué)內(nèi)容與跑步的故事相結(jié)合，形成故事類微項目“阿明的選擇”，如表1中的“實踐操作”所示。

教師可以采用腳手架式半成品的文件策略，給出微項目方案的大體框架，讓學(xué)生在課堂上完成微項目方案。不讓學(xué)生完全獨立書寫方案，大大降低了項目難度。教師引導(dǎo)學(xué)生當(dāng)堂完成微項目方案，讓學(xué)生在獲得學(xué)習(xí)成就感的同時將知識建構(gòu)、技能培養(yǎng)和計算思維的發(fā)展融入微項目解決過程，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，全面提升學(xué)生的信息素養(yǎng)。例如，在學(xué)習(xí)粵教版《信息技術(shù)·必修1 數(shù)據(jù)與計算》的if語句時，教師可以向?qū)W生出示表1學(xué)習(xí)單，為學(xué)生厘清三個選擇結(jié)構(gòu)的知識點。教師讓學(xué)生填寫學(xué)習(xí)單，實際體會選擇結(jié)構(gòu)，為學(xué)生獨立實踐編程奠定基礎(chǔ)。學(xué)生建立了清晰的知識框架，熟悉了知識點后，后續(xù)上機操作會更加輕松。

在微項目學(xué)習(xí)清單中，每一個知識點都配有情境引入、課堂操作流程和實踐內(nèi)容。此三部分能夠?qū)⒄n堂教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化。鑒于農(nóng)村地區(qū)信息技術(shù)師資匱乏，如何保證課堂質(zhì)量也是需要研究的一個問題。微項目學(xué)習(xí)單很好地解決了這個問題。學(xué)習(xí)單能夠讓學(xué)生熟悉信息技術(shù)知識點，上機實踐讓學(xué)生鞏固知識并學(xué)會應(yīng)用。從實際教學(xué)效果來看，故事類微項目法引導(dǎo)學(xué)生在故事的情境里學(xué)習(xí)編程的基礎(chǔ)知識，比單純的演示教學(xué)更能吸引學(xué)生的注意力，學(xué)生也更加自主地投入課堂中。讓學(xué)生在不知不覺中養(yǎng)成利用計算機解決實際問題的習(xí)慣，提高信息意識。

表1 微項目學(xué)習(xí)單

(三)理論聯(lián)系實際，增加編程實踐

在日常的編程教學(xué)中增加學(xué)生編程實踐的機會，對提高學(xué)生的編程能力，鞏固復(fù)習(xí)所學(xué)知識，并將其應(yīng)用于實踐都是大有好處的。

在學(xué)習(xí)完教材內(nèi)容后，教師可以設(shè)計與學(xué)生生活息息相關(guān)的問題，讓學(xué)生利用編程去解決這些問題，一方面能極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)編程的積極性，另一方面改變農(nóng)村地區(qū)對信息技術(shù)教育的認(rèn)識。例如，教師可以選取在新冠肺炎疫情期間遇到的問題，為學(xué)生量身定制一個“戰(zhàn)疫有我”的微項目，讓學(xué)生編程并完成物資總價的計算，如表2所示。

表2 “戰(zhàn)疫有我”給定值尋找規(guī)律

“戰(zhàn)疫有我”微項目要求學(xué)生掌握“對給定值尋找規(guī)律”知識。學(xué)生要掌握如何進(jìn)行計算機建模，復(fù)習(xí)鞏固編程的基礎(chǔ)知識。該問題貼近生活，如果學(xué)生能夠較好地解決這類問題，也會在很大程度上改變其他老師、家長對信息技術(shù)教育的看法。

(四)靈活運用評價機制，促進(jìn)學(xué)生信息技術(shù)素養(yǎng)提升

新課標(biāo)倡導(dǎo)評價方式的多元化，要求教師從多個維度和問題解決來確定評價內(nèi)容，注重過程性評價及評價結(jié)果的反饋。好的評價體系可以及時反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和狀況，幫助教師優(yōu)化教學(xué)過程及方法，及時、正確地評價能夠增強學(xué)生的自信，有利于學(xué)生全面健康地成長。在信息技術(shù)教學(xué)中更是如此。

信息技術(shù)教師除了要對學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行評價，還要對學(xué)生編程過程中的堅持、克服困難的勇氣、積極探索的精神等給予有情感的鼓勵和肯定。教師要注重情境中的評價和整體性評價，完善標(biāo)準(zhǔn)化紙筆測試和上機測試相結(jié)合的學(xué)業(yè)評價，引導(dǎo)學(xué)生完成一些案例分析報告或研究報告，讓學(xué)生體會多樣化的學(xué)習(xí)成果；多方面評價學(xué)生信息技術(shù)學(xué)習(xí)效果及其素養(yǎng)。

此外，教師還可以通過舉辦編程競賽，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。可以是班級內(nèi)部的小組間競賽，也可以是班與班之間的競賽，甚至是學(xué)校范圍內(nèi)的編程競賽。對于能力突出的學(xué)生則可以鼓勵他們參加更高級別的賽事。以賽促教、以賽促學(xué)，通過參加比賽讓學(xué)生了解自己的優(yōu)勢與不足，進(jìn)而引導(dǎo)其更加深入地學(xué)習(xí)信息技術(shù)知識。

三、結(jié)束語

提高農(nóng)村高中生的編程能力不是一日之功，需要學(xué)生在不斷的學(xué)習(xí)中積累經(jīng)驗，需要教師不懈地研究和學(xué)習(xí)，更需要改變學(xué)校、教師、家長對信息技術(shù)教育的觀念，為農(nóng)村學(xué)生學(xué)習(xí)編程營造一個良好的學(xué)習(xí)氛圍。讓農(nóng)村高中生在數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新過程中逐步成長為一名合格的數(shù)字化時代公民。