程序設(shè)計(jì)課程對中職生計(jì)算思維的功效

時(shí)間:2022-09-28 15:43:14

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程序設(shè)計(jì)課程對中職生計(jì)算思維的功效

計(jì)算思維是信息技術(shù)教育教學(xué)應(yīng)當(dāng)重視的主導(dǎo)思想,對這一主導(dǎo)思想的強(qiáng)調(diào),將使中職學(xué)生在未來學(xué)習(xí)之路上走得更順暢,讓他們的信息技術(shù)能力提升、思維構(gòu)建得到穩(wěn)固的基礎(chǔ)保障?,F(xiàn)結(jié)合Python程序設(shè)計(jì)課程的具體教學(xué),展開探索中職計(jì)算思維培養(yǎng)優(yōu)勢、策略,策略中主要涉及到課前精心準(zhǔn)備、課中充實(shí)內(nèi)容、課后及時(shí)完善等要點(diǎn)。近些年來,Python語言程序設(shè)計(jì)愈加受到各中職學(xué)校的重視,同Python程序設(shè)計(jì)有關(guān)的課程發(fā)展速度也非???。在面對本項(xiàng)課程教學(xué)任務(wù)時(shí),教師應(yīng)當(dāng)注意到一個(gè)問題,即本課程實(shí)施同學(xué)生的計(jì)算思維能力培養(yǎng)之間,具有相互促進(jìn)、和諧統(tǒng)一的關(guān)系,也就是Python課程可帶動(dòng)學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展,學(xué)生的計(jì)算思維又可反過來作用于Python課程的優(yōu)化,使課程推動(dòng)變得更為順暢[1]。所以中職教師要在Python程序設(shè)計(jì)課程對于中職生計(jì)算思維培養(yǎng)功效實(shí)行分析探究,并于教學(xué)期間嘗試應(yīng)用功效改善具體策略。

1計(jì)算思維的內(nèi)涵

計(jì)算思維屬于科學(xué)思維之中的一種,而科學(xué)思維所側(cè)重強(qiáng)調(diào)的是人們在理性認(rèn)知世界期間,利用對可獲得材料的整理與修正產(chǎn)生的一種意識(shí),并在判斷及推理促進(jìn)下逐漸表現(xiàn)事物發(fā)展規(guī)律[2]。大量認(rèn)知實(shí)踐證明:科學(xué)思維的取得,無法離開理論、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算這幾個(gè)步驟,幾個(gè)步驟中,理論為研究基礎(chǔ)與核心動(dòng)力,實(shí)驗(yàn)可達(dá)到推理驗(yàn)證的效果,而計(jì)算思維的功能則在于對問題的解答與系統(tǒng)化設(shè)計(jì)。因?yàn)橛?jì)算的功能特點(diǎn)之抽象化與自動(dòng)化特殊性,使之在信息時(shí)代來臨后,愈加體現(xiàn)出其科學(xué)思維形成優(yōu)勢。換言之,如果想達(dá)到良好的數(shù)據(jù)高效存儲(chǔ)與分享效果,便需要使用者擁有足夠的計(jì)算思維能力,以便使人和計(jì)算機(jī)統(tǒng)一于一處。而在中職教學(xué)期間,將計(jì)算思維融入進(jìn)來,并加重針對它的應(yīng)用分量,則同樣是有效促進(jìn)學(xué)生提高問題認(rèn)知能力、分析能力、解決能力的必要做法。同時(shí),若注意到計(jì)算思維應(yīng)用范圍之廣闊,以及是人們所要擁有的基礎(chǔ)能力,則還要明確:持續(xù)性補(bǔ)充學(xué)生計(jì)算思維,同樣是促進(jìn)學(xué)生在未來學(xué)習(xí)、工作中取得突出進(jìn)步的必然選擇。

2Python程序設(shè)計(jì)的優(yōu)勢

2.1Python程序設(shè)計(jì)優(yōu)勢概說

Python屬于一種面向?qū)ο蟮慕忉屝统绦蛟O(shè)計(jì)語言,該程序設(shè)計(jì)語言來源于1989年荷蘭人GuidovanRossum所做的純粹自由軟件發(fā)明,它的源代碼、解釋器遵循GPL協(xié)議,在使用時(shí)具有語法簡捷清晰的優(yōu)勢,可強(qiáng)制運(yùn)用空白符進(jìn)行語句縮進(jìn)[3]。與此同時(shí),Python庫既豐富又強(qiáng)大,可把用其他語言制作的模塊較輕松地結(jié)合起來。而近年來各編程語言排行榜中,Python之所以都居于較高位置,其原因除了上述優(yōu)勢之外,還在于它的語言時(shí)代先進(jìn)性優(yōu)勢明顯。高科技技術(shù)迅猛發(fā)展時(shí)代下,技術(shù)向日常工作與生活的滲透更為深入與廣泛,而中職院校人才培養(yǎng)目的正是給社會(huì)輸出更多具有技術(shù)優(yōu)勢之應(yīng)用型人才。此時(shí)探索Python程序設(shè)計(jì)教學(xué)課程的開展策略,可以起到引導(dǎo)學(xué)生發(fā)展計(jì)算思維的作用,讓學(xué)生因?qū)W習(xí)而受到未來就業(yè)、生活的啟發(fā)。再者,Python程序設(shè)計(jì)語言的靈活性很高,可以在多種場景中轉(zhuǎn)換方式,同時(shí)具有獨(dú)特的機(jī)器學(xué)習(xí)庫,為他們在機(jī)器學(xué)習(xí)上提供堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ),這也當(dāng)被視作是一種時(shí)代先進(jìn)性的特定表現(xiàn)。

2.2對比視域下的Python使用優(yōu)勢

Python程序設(shè)計(jì)優(yōu)勢還可通過與其他語言程序設(shè)計(jì)加以對比來表現(xiàn)??傮w講,程序設(shè)計(jì)課程具有顯著培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維上之功效,該課程的重點(diǎn)目標(biāo)在于借助對計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言的說明與講解,使學(xué)生掌握與計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)有關(guān)聯(lián)的知識(shí)、技能,促進(jìn)其編程思維的發(fā)收稿日期:2022-03-15展、編程能力的進(jìn)步,奠定學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)。觀察C語言后可看到:這是一種融合了高級(jí)語言、匯編語言特色的程序設(shè)計(jì)語言,它的數(shù)據(jù)處理能力較強(qiáng)是其優(yōu)勢,然而學(xué)校在進(jìn)行C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)時(shí),講解前期語法會(huì)耗費(fèi)很大精力,同時(shí)C語言偏向于面向過程,語法上理解難度較大,使之應(yīng)用于問題處理上過于困難。再如VB語言(VisualBasic),它的可視化、模塊化以及結(jié)構(gòu)化特點(diǎn)明顯,但課程教學(xué)的問題在于更新不及時(shí),跨平臺(tái)應(yīng)用阻礙重重,對學(xué)生編程能力培養(yǎng)、計(jì)算思維發(fā)展幫助效果甚微。同其他類型的語言比起來,Python語言優(yōu)勢更容易被看到,如其易學(xué)性強(qiáng),理解之后的書寫非常便利,通用性強(qiáng),可在多種操作系統(tǒng)平臺(tái)上操作,功能性強(qiáng),其中所包括的列表、元組、字典等,可以有效作用于處理復(fù)雜問題過程等。

3Python程序設(shè)計(jì)課程發(fā)展中職學(xué)生計(jì)算思維的策略

3.1前期充分的教學(xué)準(zhǔn)備

3.1.1確認(rèn)教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)時(shí)所希望學(xué)生達(dá)到的學(xué)習(xí)效果。在整個(gè)教學(xué)過程之中,教學(xué)目標(biāo)具有重要的引領(lǐng)功能,即全部教學(xué)活動(dòng)均需要視教學(xué)目標(biāo)為基本導(dǎo)向,以之為中心開展各項(xiàng)工作。教育部門并沒有針對中職Python程序設(shè)計(jì)課程做具體教學(xué)目標(biāo)的說明,而從計(jì)算思維培養(yǎng)角度著眼,可提出實(shí)用性課程目標(biāo),即:利用Python程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué),讓學(xué)生了解Python語言演變過程、語法規(guī)則、常用函數(shù),同時(shí)對Python集成開發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)、編寫與調(diào)試程序等加以了解,另外可在學(xué)習(xí)后做到能夠分析Python程序,并對一些簡單Python程序加以編寫。可以說,這些具體目標(biāo)內(nèi)容,很多都同學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)有關(guān)。3.1.2明確學(xué)生狀況中職階段的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)前,學(xué)生一般已經(jīng)可以熟練使用計(jì)算機(jī),然而同時(shí)又處在無法進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程的狀態(tài)。此時(shí),Python程序設(shè)計(jì)課程因其前文所提及的優(yōu)勢,旬報(bào)于被初步接觸的學(xué)生所接納,但同時(shí)教師亦應(yīng)留意到:在學(xué)習(xí)內(nèi)容深入、學(xué)習(xí)方法變化后,變量、數(shù)組、函數(shù)等進(jìn)入到課堂,呈現(xiàn)于學(xué)生前面,若教學(xué)準(zhǔn)備未能做到位,特別是不能明確學(xué)生真實(shí)學(xué)習(xí)狀況,則非常容易讓學(xué)生初步具備的興趣被打破,因此關(guān)注學(xué)生情況與表現(xiàn),并順應(yīng)情況與表現(xiàn)安排教學(xué)是必要的[4]。3.1.3優(yōu)化教學(xué)項(xiàng)目為使中職學(xué)生可以更加專業(yè)化地思考教學(xué)內(nèi)容,形成對教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化、抽象化、創(chuàng)新化的思考與應(yīng)用習(xí)慣,中職教師需要在教學(xué)前針對Python程序設(shè)計(jì)課程,進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)優(yōu)化安排,此時(shí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生積極探究、主動(dòng)參與的一面,最終讓學(xué)生主動(dòng)做到融課程學(xué)習(xí)、計(jì)算思維發(fā)展為一體。而當(dāng)教師留意到學(xué)生彼此間的認(rèn)知水平差異情況后,則可突出小組合作的方式,用生生互助的優(yōu)勢,有效帶動(dòng)教學(xué)效率發(fā)展。整個(gè)過程中,教師需要使項(xiàng)目設(shè)定同計(jì)算思維培養(yǎng)規(guī)律、培養(yǎng)要求相一致,同學(xué)生學(xué)習(xí)、生活相貼近,保證項(xiàng)目同時(shí)具備實(shí)用性、專業(yè)性與創(chuàng)新性。例如筆者曾嘗試在教學(xué)過程中,將招聘信息當(dāng)作教學(xué)項(xiàng)目,要求學(xué)生利用自主編寫爬蟲程序得到詳細(xì)招聘信息,該做法便可充分體現(xiàn)出計(jì)算思維應(yīng)用優(yōu)勢。具體講,學(xué)生如果想順利完成此項(xiàng)目,便一定要真正掌握Python程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)、正則表達(dá)式,并在網(wǎng)頁抓取框架上有充分認(rèn)知,而教師考慮到項(xiàng)目較為復(fù)雜、難度偏大,適時(shí)分解大項(xiàng)目為幾個(gè)小項(xiàng)目的做法,則可以讓學(xué)生更好利用網(wǎng)絡(luò)資源,進(jìn)行基于計(jì)算思維的自主探究。

3.2中期充足的內(nèi)容呈現(xiàn)

在課中教學(xué)環(huán)節(jié),我們應(yīng)重點(diǎn)體現(xiàn)出輔助者與引導(dǎo)者之功能,使學(xué)生成為當(dāng)之無愧的課堂學(xué)習(xí)主體。實(shí)踐中,教師要讓學(xué)生基于教師所做的課前準(zhǔn)備,從基礎(chǔ)知識(shí)、核心項(xiàng)目出發(fā),進(jìn)行充分的自主思考與體驗(yàn),同時(shí)就重、難點(diǎn)內(nèi)容闡述自身見解。而教師則需要于輔助解答的同時(shí),將共性的、有價(jià)值的問題展示出來,再組織學(xué)生完成小組協(xié)作探究,從而幫助學(xué)生持續(xù)優(yōu)化算法、達(dá)成共識(shí),做好Python程序設(shè)計(jì)實(shí)踐。例如教師可讓學(xué)生輸入圓的半徑,輸出圓的面積,從而達(dá)到以Python語言處理實(shí)際問題的效果。學(xué)生可列出如下代碼:>>>pi=3.1415>>>r=float(input("請輸入半徑:"))請輸入半徑:6>>>print(pi*r**2)113.09400000000001代碼本身不是特別難于理解,然而課堂教學(xué)需要學(xué)生掌握這一代碼,且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行更充分的思考與討論,以保證內(nèi)容的拓展性。比如有學(xué)生提出把“圓面積”計(jì)算變化為“方形面積”計(jì)算,還有學(xué)生嘗試變條件為結(jié)果、結(jié)果為條件。對于這些變化可能性,教師不必做過多干涉,而是要給予充分的支持[5]。事實(shí)證明,教師的支持,需要教學(xué)中期充足的內(nèi)容呈現(xiàn),而內(nèi)容呈現(xiàn)的代表性做法則包括下述兩點(diǎn)。3.2.1多種案例的分析教師可以激勵(lì)學(xué)生在較短教學(xué)時(shí)間內(nèi),更快速掌握入門技巧,了解基本語法知識(shí),在不同類型、不同形式案例實(shí)踐分析中,做好Python程序設(shè)計(jì)語言應(yīng)用探索活動(dòng),于潛移默化的狀態(tài)下增強(qiáng)自我計(jì)算思維能力。實(shí)踐中,教師可使學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同案例中的錯(cuò)誤,并借助“填空”等形式,將這些錯(cuò)誤做法認(rèn)真修改。整個(gè)過程中,教師需要詢問不同學(xué)生在學(xué)習(xí)上的具體感受,鼓勵(lì)其將獨(dú)立的意見表達(dá)出來,借以避免教師“一言堂”情況對學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展的沖擊。3.2.2練習(xí)檢測的強(qiáng)化學(xué)生一定要對計(jì)算思維有充分的理解,才能在此基礎(chǔ)上突破計(jì)算思維能力提高的障礙。在培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維時(shí),過于抽象教學(xué)指導(dǎo)形式、過于乏味教學(xué)氛圍構(gòu)建,都不足以得到理想化教學(xué)效果。因此上面多種案例的分析成為必然選擇。以此還應(yīng)讓案例展示出練習(xí)檢測功能,從而逐步深化學(xué)生認(rèn)知體驗(yàn),使其在應(yīng)用Python程序設(shè)計(jì)語言處理實(shí)際問題時(shí),得到遠(yuǎn)勝于單純理論灌輸?shù)某晒鸞6]。本文作者在對Python語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí),展示了不同類型、不同難度的練習(xí)題目,鼓勵(lì)學(xué)生對這些題目進(jìn)行訓(xùn)練。此外課下練習(xí)任務(wù)的布置也是必要的,讓學(xué)生借助課余時(shí)間完成任務(wù),并將任務(wù)成果提交上來,可持續(xù)性深化學(xué)生對重要知識(shí)點(diǎn)的理解、記憶??傊n上和課下的練習(xí)檢測訓(xùn)練活動(dòng),如果能夠環(huán)環(huán)相扣、緊密配合,同時(shí)保證基于計(jì)算思維的Python程序設(shè)計(jì)語言和各個(gè)專業(yè)的高度關(guān)聯(lián)性,那么將與理想教學(xué)效果距離更近,可給他們得到更好的專業(yè)素養(yǎng)而助力。

3.3后期良好的教學(xué)評(píng)價(jià)

當(dāng)預(yù)估學(xué)生已經(jīng)達(dá)到了Python程序設(shè)計(jì)課程的基本學(xué)習(xí)目標(biāo)之后,教師可從學(xué)生真實(shí)表現(xiàn)、顯著成果出發(fā)進(jìn)行點(diǎn)評(píng),并給予自評(píng)和互評(píng)的指導(dǎo),使學(xué)生有機(jī)會(huì)在評(píng)價(jià)過程中充分總結(jié)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),審視自我還有什么學(xué)習(xí)的,特別是計(jì)算思維能力上的不足,最終對編程成果做更進(jìn)一步修正。還有我們尚要求做的一項(xiàng)工作,是對于問題情境的繼續(xù)深化,使學(xué)生繼續(xù)在情境范圍內(nèi)對已經(jīng)基本掌握的知識(shí)做復(fù)雜化的探究,以便突破計(jì)算思維能力方面的發(fā)展瓶頸。另外,教師應(yīng)當(dāng)注意到:在課程評(píng)價(jià)階段,Python程序設(shè)計(jì)課程所面對的任務(wù)和語、數(shù)、英等課程存在區(qū)別,避免單一依靠考試成績來評(píng)定學(xué)情,而是要在計(jì)算思維等核心素養(yǎng)角度出發(fā),設(shè)計(jì)出實(shí)施效果更明顯的、利于綜合評(píng)價(jià)的評(píng)測量表,以達(dá)到真正體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成效,了解學(xué)生在信息技術(shù)能力上的真實(shí)、客觀表現(xiàn)。

4總結(jié)

中職階段計(jì)算機(jī)課程教學(xué)中,計(jì)算思維能力培養(yǎng)是重要目標(biāo)之一,怎樣以這一目標(biāo)為中心,進(jìn)行教學(xué)研究與教學(xué)實(shí)踐,是中職教師的探索責(zé)任所在,做好本項(xiàng)工作,能夠真實(shí)達(dá)到計(jì)算思維的“理論”與“實(shí)踐”二元效果。考慮到Python作為一種新興的、具有較突出優(yōu)勢的編程語言,特別是其在目前人工智能領(lǐng)域、大數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域的較好應(yīng)用預(yù)期,教師應(yīng)當(dāng)以此為載體,突破學(xué)生在計(jì)算思維概念與內(nèi)容體系方面的局限性,通過課前精心準(zhǔn)備、課中充實(shí)內(nèi)容、課后及時(shí)完善等做法,給學(xué)生以計(jì)算思維能力培養(yǎng)方面的全面、深入支持。

作者:譚小虎 單位:福建省霞浦職業(yè)中專學(xué)校