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计算思维视角下小学Python课堂教学

2023-06-12钱小艳

文理导航 2023年3期
关键词:计算思维小学

钱小艳

【摘  要】信息技术课程聚焦学生的计算思维,能够真正地彰显信息技术课程的教育价值,让学生自然地用信息技术知识解决问题。Python本身带有较强的程序性和实践性,对此,教师在指导学生学习Python时,也要抓住机会,做好教学目标和教育活动的安排,从而精准发展学生的计算思维。

【关键词】计算思维;Python课堂;小学

Python是一种解释型的脚本语言,在目前的人工智能领域、数字挖掘领域都有着不俗的表现。但是,许多人精通Python程序,却难以将Python程序应用于实际的问题中,降低了解决问题的效率,归根结底是这些人缺乏计算思维。然而小学阶段是学生形成计算思维能力的绝佳时期,在新课改教育理念中也针对这方面提出了明确要求,期望学生能自觉将掌握的信息技术知识应用于实际问题中,促进现实问题的解决。对此,无论是从现实需求出发,还是从教育理论出发,信息技术教师都应当抓住Python程序的教育机会,对学生进行计算思维的训练。

一、明确目标内容,确定行进方向

对学生进行计算思维的培养,不应当是教师的“一时兴起”,而是一项有计划、有目的的教育活动。然而实际教学中,教师往往基于教学目标进行教育活动的安排,促使每个教学活动都能够推动教育的进度,精准提升教育的品质。对此,在指导学生学习Python时,为了落实对学生计算思维的培养,教师也应当认可教学目标的作用,主动在教学目标中标明“培养学生计算思维”的要求。

例如,学生第一次接触Python时,教师可以设计如下教学目标。①知识与技能:了解Python的运行情况;掌握Python中的简单操作方法;知道Python的发展历程;了解Python的应用领域。②过程与方法:通过Python进行简单操作,懂得数据处理的基本过程;基于对实际问题的解决,感知应用Python的基本流程,发展计算思维。③情感态度与价值观:通过对现实元素的处理,认识Python与生活间的关系,形成用Python解决问题的行为习惯,养成良好的问题解决思维;能够基于我国人工智能等科技领域的发展实况,树立远大理想。显然,上述目标明确提出了培养学生计算思维的要求,在教师基于此做好教学活动的设计后,能够提升整个课堂的针对性,促使学生在达到目标要求中真正地强化计算思维。

教学目标的明确设计能够让迷雾中的船只顺利地找到行进的方向。在Python的教学中,教师主动根据Python的主要知识点设计指向“培养学生计算思维”的目标,能够指明学生学习后需要达到的效果,以便在践行目标要求中确切地提升学生的计算思维。

二、做好理论渗透,夯实基础知识

拥有丰富的Python理论知识是学生发展计算思维的前提。试想,如果学生没有坚实的理论知识作为储备,那么在遇到实际问题时,学生也难以做出迅速反应,以最快的速度解决问题。为了让学生的计算思维发展更加顺畅,教师有必要重视基础知识的渗透,加深学生对Python的印象。但是,教师也应当意识到,小学生拥有较广阔的成长空间,如果教师沿用传统灌输式的教育形式,势必影响学生建构Python知识的质量。对此,教师应当做好教育方法的优化,活化学生学习Python的形式。

例如,在带领学生学习用函数控制海龟运动的内容时,教师便可做好理论知识的渗透,帮助学生夯实基础。在课堂上,教师先为学生呈现最终的成品,激发学生窥探背后操作步骤的欲望。之后,教师采取边示范、边讲解的方式,为学生进行演示,促使学生初步建立对函数及其参数的印象。然后,教师再为学生搭建小组,请学生依靠集体的力量,共同探究操作Python的方法。在学生展开集中讨论时,教师也要发挥自身的作用,观察学生的讨论情况,以便在学生遇到不解时,主动地走到学生的身边,为学生带来启发,促使学生更加顺畅地完成学习活动,真正地认识顺序结构编程的方法。

不断变化的教育形式,能够始终维持学生的注意力,加深学生对知识的印象。在Python的教学中,为了让学生的计算思维得到稳步的发展,教师不妨使用多媒体技术、合作活动等,丰富学生的学习形式,以便学生基于多种方式完成对知识的建构,为后续正确应用本节课的知识奠定良好的基础。

三、激发学习的兴趣,提高学习动力

任何教育活动都应当合乎学生的学习兴趣,只有这样,学生才能集中精力进行知识的探索,全身心地建构知识。教师在Python课堂教学中培养学生的计算思维时,如果学生缺乏学习的兴趣,那么往往会出现教师尽心尽力,而学生“神游太空”的尴尬情况,最终导致结果差强人意。对此,教师应当以点燃学生的学习热情、激发学生的学习兴趣为基础,让学生发现Python的魅力,从而自觉参与学习活动,主动探索Python在生活中的应用价值,深究在生活中应用Python的方法。

例如,为了激发学生对Python的兴趣,使学生自觉将Python与现实生活进行整合,促进计算思维的成长,教师有必要从学生感兴趣的点出发优化导入环节。首先,教师呈现生活中常见的“答题卡”,并向学生提出“这是什么呀?”的問题,请学生根据自己的生活经验做出快速反应。当学生纷纷说出答案后,教师再对学生进行引导,“在以往,教师都是直接对同学们的试卷进行评判,需要耗费大量的时间、精力,而随着时代的进步,答题卡的出现缓解了教师的部分压力,可以快速地识别选择题,那么你们知道答题卡的工作原理吗?”引发学生对背后原理的好奇心。紧接着,教师顺势为学生介绍“这就与我们今天要学习的Python有着密切的关系,……”学生主动地将目光放在课堂上,并对即将要学习的Python产生极大的兴趣。

兴趣是学生建构知识的精神支柱。在引导学生学习Python时,教师主动地从生活的角度出发,对导入环节的内容进行精心安排,能有效激发学生内心的欲望,迅速地点燃学生的学习热情,让学生自觉将目光聚焦在Python上,从而为计算思维的发展助力。

四、引导自主思考,培养思维习惯

小学生具有较强的探索欲,在教师基于信息技术知识为学生拟定问题情境时,学生也会为了解锁问题的答案而主动地参与探究,加快对问题的解决速度。在Python的教学中,教师为学生设定问题后,也能够引发学生自主思考,辅助学生发展计算思维。因此,教师有必要以学生的现状为基础,以学生的成长为目的,围绕Python为学生设计多样化的问题,并按照“由易到难”的顺序为学生提出问题,促使学生在逐一解决问题之余强化计算思维,培养良好的思维习惯。

比如,在引导学生应用Python绘制正方形时,教师便可以让问题成为连接各环节的关键点,推动课堂教学的顺利实施,培养学生的计算思维能力。在实际的教学中,教师先设计“如何让海龟行走呢?”的问题,让学生回忆以往的学习经历,轻松地回答这一问题。伴随学生的回答,教师提出“只让海龟移动还不够,我们还想让海龟沿着正方形移动,你知道该怎么做吗?”引发学生的好奇心。当学生纷纷基于自己对Python的认识,提出解决思路后,教师再顺势引入本节课的内容,带领学生学习left()命令。紧接着,教师再提出“如何控制left()的角度呢?”促使学生在解答问题中触及真知,发展计算思维。

问题是信息技术教师开展教育活动的重要帮手,也是激活学生思维的导火索。在Python的教学中,教师主动以教育需求为目的,为学生提出多个问题,能够激活学生的思维,以便学生在不断用算法解决问题中,促进计算思维的进一步发展。

五、建立开放课堂,强化计算思维

在传统形式下,知识的传递方向较为单一,往往都是教师直接以“照本宣科”的方式,带领学生学习信息技术理论知识。在这一形式下,学生犹如观众,毫无参与感,致学生的思维逐步趋于僵化状态,学生计算思维的发展也会受限。然而小组合作交流的活动,无疑是这一问题的特效药,能有效缓解教育方向单一的现象,在发展学生合作意识的同时活化学生的思维,引导学生从多个角度出发探索知识。因此,在带领学生学习Python时,教师应当对学生的编程能力等综合素养进行分析,以便在科学搭建小组中创建开放的交流空间,助推学生计算思维的成长。

例如,在引导学生给变量赋值时,教师便可以组建小组,让学生基于开放的学习空间深入课堂,提高计算思维能力。在课堂上,教师先为学生介绍“常量”“变量”“赋值”的概念,并观察学生的反应。随后,教师根据学生的表现,对学生的编程能力、信息素养等进行分析,以便采取互补的原则,恰当地安排各小组的成员。在搭建小组后,教师再提出“如何基于所学,控制‘海龟的移动呢?”鼓励学生在组内尽情地表达自己的意见,促使学生在不断交换彼此的想法中,进一步开放自身的思维,持续发展计算思维。

显而易见,合作小组的创建,让学生拥有了互动交流的机会。案例中,教师主动基于学生的实际表现,采取科学的原则为学生搭建合作小组,再设定具体的合作任务,能够让学生在不断交谈中促进任务的解决,在解放思维中锻炼计算思维能力。

六、增添实践活动,组织自主操作

从教育实践中能够看出,学生更希望通过动手实践的过程,对未知的内容进行探索。在“教学做合一”的教育思想中,陶行知先生也指出了“做”在学生认识知识中发挥的重要作用。因此,在以Python为教学内容进行教学时,为了让学生的计算思维达到理想中的发展水平,教师要积极地引入实践活动,让学生真正地通过自己的双手促进问题的解决,感知在实际问题中应用Python的具体过程。在学生获得实践成果后,教师也要主动赞赏学生的成果,并结合实践成果改良评价模式,精准指出学生的不足,便于学生实现持续成长。

例如,在“Python序列——字符串”的教学中,教师在带领学生学习了序列类型常用操作、索引等知识后,教师为学生拟定生活情境,并顺势提出“字符串转换”的操作任务,鼓励学生应用新学习的Python知识解决问题。随后,学生展开动手实践的活动,逐步完成字符串的转换。当完成任务后,教师请学生使用流程图罗列自己的操作步骤,并搭建展示的平台,请学生呈现自己的最终成品。之后,教师再请每名学生结合自己制作的流程图讲述自己的思路,以及实际操作过程,进一步提升计算思维。

行是知之始,只有完成实践操作的活动,学生才能够真正地完成对信息技术知识的内化,明确地厘清应用Python解决问题的思路,以便在现实生活中遇到相关问题时,可以快速地找到对应的知识,并进行准确应用,有效提升问题的解决实效,让现实问题得到良好解决,从而真正地彰显发展计算思维的优势。

总而言之,对学生进行计算思维的培养,能够提高学生的應用能力,使学生实现对知识的内化。但是,现阶段的教育方式仍旧有许多不足,影响教师培养学生计算思维的效率。在未来组织学生学习Python时,教师应当继续根据Python的教育特色,做好教育方法的优化设计,从而在创新教法中,循序渐进地发展学生的计算思维,让学生更自觉地利用Python解决现实问题。

【参考文献】

[1]季军.PBL教学模式在小学信息技术课程中的应用[J].知识文库,2021(23):55-57.

(基金项目:本文系江苏省教育科学“十三五”规划2020年度重点课题“计算思维培养视角下初中Python课程教学模式研究 ”(课题编号:C-a/2020/02/08)的研究成果之一)

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