
亚太教育创新
Innovations in Asia-Pacific Education
- 主办单位:未來中國國際出版集團有限公司
- ISSN:3079-3661(P)
- ISSN:3079-9503(O)
- 期刊分类:教育科学
- 出版周期:月刊
- 投稿量:2
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基于计算思维的初中信息技术课堂教学设计与实践——以《趣味装泥鱼》为例
Instructional Design and Practice of Junior High School Information Technology Classes Based on Computational Thinking —Taking Fun Mud Fish Trapping as an Example
引言
随着2022年义务教育信息科技课程标准的颁布,计算思维作为学科核心素养的重要组成部分,成为初中信息技术教学的关键培养目标。如何将抽象的计算思维理念转化为具体可操作的课堂实践,是当前一线教师面临的重要课题。本文以珠海市斗门区非物质文化遗产“装泥鱼”传统习俗为情境依托,结合源码编辑器设计《趣味装泥鱼》教学案例,通过游戏化学习路径,探索计算思维在初中信息技术课堂中的渗透与培养策略,以期为信息技术教学创新提供实践参考。
一、计算思维的内涵
计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计,以及人类行为理解等思维活动,是个体在解决问题的过程中所运用的。具有计算思维的学生,能够对已有问题进行抽象、分解和建模,设计算法,最后形成解决方案;能尝试着对解决问题的过程进行模拟和验证,提出解决方案,实践后进行反思和优化,并迁移运用到解决其他问题中去。
二、课堂教学设计与实践
(一)游戏体验,明确问题
斗门区拥有非常丰富的非物质文化遗产,学生大多从小生于长于斗门,对斗门独特的文化有或多或少的了解。装泥鱼是斗门区乾务镇极富地方特色的一项传统习俗,主要有制作鱼笼、制作鱼篓、制作泥板、捕捉泥鱼四道主要程序。以装泥鱼这项传统习俗为原型,基于源码编辑器进行代码设计,制作《趣味装泥鱼》游戏,以轻松有趣的方式认识装泥鱼这项传统习俗。
首先介绍装泥鱼这项独具特色的传统习俗,接着展示基于此制作的游戏。将执行文件下发到学生端,给予学生自主体验的时间。提出思考:游戏中有哪些角色?如何设计代码可以实现?明确本课问题。
(二)游戏分析,理清逻辑
以流程图(如图1)带领学生逐步分析,理清逻辑思路,帮助学生理解角色间的关系。
(三)闯关英雄,动手实践
游戏拆分,化整为零,分角色进行代码的设计。
1. 实现泥鱼随机出现
(1)任务分解1:让鱼动起来
引导学生,运用“动作”里的“移动”来使得鱼动起来(如图2)。接着下发任务导学案,学生自主进行操作。
接着由学生上台演示讲解。用导学案的形式代替教师手把手地演示操作,在培养学生阅读习惯的同时,提高学生的自主性,减少学生在课堂上对老师的过分依赖,学生在知识基础上也是有所区别的。
(2)任务分解2:鱼随机出现
首先提问如何出现多条鱼?有一定基础的同学可以回答使用“克隆”程序块的问题。接着进一步提问学生,如何能够实现泥鱼随机出现?这个问题较为深入,对学生而言难度较大。教师讲解引导:角色在画布中是用坐标来定位的,因此可以通过赋予坐标随机数来使得鱼随机出现。
通过问答的形式厘清问题,形成一定的解决问题的思路,再借助导学案,由学生自主阅读学习,完成任务代码(如图3)。接着小组合作,互帮互助,已经完成的同学帮助未完成的同学,在课堂上培养学生计算思维的同时,培养学生合作学习的意识和能力。
2. 实现鱼篓装鱼
任务分解1:让鱼篓能随键盘控制移动(如图4)
任务分解2:鱼篓碰到鱼,鱼消失(如图5)
该任务难度较低,由学生独立完成。任务要求实现键盘控制鱼篓的移动,而有的学生根据自己的游戏喜好及习惯,设计成鱼篓随着鼠标的移动而移动,具有独特性和创造性。
3. 设置时间表
实现时钟在时间轴上移动的效果。学生容易想到使用“移动”代码块来实现时钟的移动,但是如何使得时钟走完时间轴后就停止移动是需要思考的问题。
教师引导学生回忆实现泥鱼随机出现时使用的要素——坐标,通过设置坐标来实现鱼随机出现(如图6)。
接着由学生自己探索,与小组交流,实现游戏计时的功能。在这个过程中,鼓励学生组内学习,组间交流,课堂可以走动起来,积极帮助遇到难题的同学。
4.结果判断
结果判断需要运用变量。什么是变量?变量像是一个碗,碗里可以是空的,也可以往里面装东西,也就是对变量赋值,也可以把碗里的东西倒出来,也就是修改变量的值。
趣味装泥鱼游戏里通过判断捕捉到的泥鱼数量判断游戏是否胜利,则可以设置一个名为得分的变量(如图7)。
接着要添加得分条件,捕捉到泥鱼后,得分加1(如图8)。
最后根据得分给出游戏结果(如图9)。
学生理解变量存在一定难度,结合生活实际进行讲解便于学生理解接受。举实例进行练习,加强学生对变量的理解。学会在代码设计中灵活使用变量。
最后,学生自由创作,以通关游戏的设计、不同关卡不同的设定、不同的玩法等案例为基础进行了延伸设计,不仅让同学们有了发挥创意、发挥想象的空间,也让同学们在计算思维上得到了锻炼。
三、设计和实施过程中应注意的问题
初中信息技术课程的核心素养之一是计算思维,在信息技术课堂上要注重学生计算思维的培养和发展,提高学生运用信息技术解决问题的能力。所以在课堂设计与实施的时候,应该注意以下几个问题:
第一,从学生的日常生活出发,选择恰当的事例,学生比较容易接受,同时对培养学生解决生活问题的能力也有一定的帮助。
第二,课堂始终保持学生的主体地位,教师的主导地位。初中生思维逻辑还不够严密,注意力难以长时间集中,思路不够有条理,教师需要不断引导学生一步步发现问题,使用流程图等教学工具帮助启发学生思考解决问题的方法和步骤,将培养学生的计算思维渗透在日常的每一堂课中。
第三,在课堂中注意培养学生提出问题的能力。计算思维是解决问题的过程,提出问题的能力在很大程度上影响学生的思维能力培养。教师要优化问题的设计,结合具体直观的情境,符合学生的认知水平,便于学生更加直观地理解问题,构建解决问题的思路和方法。
第四,注重小组的合作学习。课堂以学习小组为单位,通过鼓励学生合作学习,提高个体学生的学习能力,激发学生的学习主动性,培养学生的思维创造力。但课堂上时间有限,面对难点问题,教师可以通过下发导学案的方式引导学生理解问题,解决问题,进而合理有效地组织学生进行小组学习,在信息技术课堂中有效培养计算思维。
四、总结
生活中问题的解决往往就蕴藏着“计算思维”的影子,我们生活在这样一个高度信息化的社会,就需要不断地发掘和培养计算思维能力,才能更好地适应社会的变化,融入社会生活。
培养学生计算思维的主渠道是信息技术课程,教师要把更多的计算思维培养思想融入教学内容中去。可以把计算思维理解成人在开始解决碰到的问题之前,大脑内部所做的一切计算和思考。因此,信息科技教师可以与其他各个学科的教师进行交流学习,将计算思维的培养渗透到各个学科中去,培养学生运用计算思维的思想去理解、思考生活的各种问题,再经过慎重地思考提出解决问题的办法,逐步培养学生解决问题的能力,以更好地适应信息社会的需要。
参考文献:
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