發揮技術優勢，優化信息技術課堂

曹恒來

2013年9月26日至29日，第四屆全國普通高中信息技術優質課展評活動如期舉行。在本次活動中，部分教師開始積極嘗試微視頻、網絡學習平臺等技術工具，激發了學生的學習熱情，改善了學生的學習方式，學生學習的水平和質量也有了明顯的提升。

● 制作微視頻，激發學生學習熱情

算法是信息技術學科的核心概念，有關算法的定義不少，其中最為著名的是計算機科學家克努特（D.E.Knuth）的描述：“一個算法只不過是一組有窮的規則，這些規則給出求解特定類型問題的運算序列。”雖然是一個非形式化的定義，仍然具有高度的抽象性和概括性。一般程序設計教材中則是采用了一個不太精確的描述：算法就是解決問題的方法和步驟。盡管如此，但因為學生在已有的學習經歷中，并沒有接觸過算法的概念，因而對算法的學習存在一定畏難心理，認為算法是“非常專業的、枯燥無趣的、艱難的”。其實，學生在過去的生活與學習中已經大量接觸過算法，只不過未經提煉而已。教學實踐中，許多教師也能從生活中的具體問題出發，尋找生活中的算法，一方面幫助學生體會算法的概念，另一方面也能消除學生的畏難心理。但往往只停留于文本的解讀和圖像的呈現，情境性和真實性不夠，難以充分調動學生參與的積極性。

上海控江中學的周永麒老師在《算法初探》這節課中，通過微視頻和學生一起尋找生活中的算法，使學生體會到算法并不陌生，從而激起他們學習算法的熱情。微視頻中共有兩個案例：“嫌疑人口供的分析”和“還款方案”。兩個視頻均由控江中學的學生扮演情境中的角色，演繹案例場景，隨后給出需要思考的問題：“警官是如何作出判斷的？”“還款方案真的是讓債務人受益了嗎？”引發學生的深思，在此基礎上，由主講人對案例做出解析。本節課中微視頻的運用有以下幾個方面的特色：一是生動形象的畫面，有效再現了生活中算法運用的情境；二是內容短小精煉，兩個案例總計只有2分18秒；三是由學生自己表演、拍攝和制作，這就促使學生能主動學習和掌握視頻編輯軟件的使用方法，較好地體現了“做中學”的理念。

● 架設網絡平臺，促進學生自覺生成概念

克努特在《計算機程序設計的藝術》中給出了算法的5個特征，即有限性：確定性；輸入；輸出；能行性也稱有效性。

相對來說，這些概念比較抽象。對于從校門到校門的大多數信息技術教師而言，由于缺乏實際的軟件開發經歷，對算法的這些特征沒有實質性的理解，教學過程中往往是一帶而過，甚至就是照書念一遍。由于缺乏具體背景的支撐，學生無法進入深層思考，只能生硬地記住這些概念。認真的教師至多再選擇一些案例來進行說明，但案例往往又不夠典型，或者僅僅停留于案例的簡單羅列和機械陳述，缺乏充滿目的性的逐層深入的分析和總結，學生的思考仍然只能觸及表面性的事實知識，無法達到深層次理解的程度。

周永麒老師在《算法初探》一課中，突破了單純機械講授概念的做法，在網絡學習平臺中提供了多個算法實例，以在線測試的形式，引導學生思考、討論、辨析各個算法實例中存在的問題。在討論的過程中，逐步明晰認識上的盲點與誤區，自然生成對算法的各個特征的認識。

例1，為了幫助學生準確地理解算法的“有限性”特征，設計如下問題。

下列求圓的面積的算法存在怎樣的問題？第一步：令半徑r的值為1；第二步：計算并輸出圓的面積3.14×r×r；第三步：半徑r的值增加1；第四步：如果半徑r的值>0，那么轉到第二步繼續執行。

A.確定性 B.可行性

C.有窮性 D.有輸入和輸出

由于半徑r的值永遠大于0，所以算法不會終止。而算法的“有窮性”要求它的執行步驟是有限的，即算法應是能夠終止的。

下面的問題則用于認識算法的“確定性”。

例2，近日，有網友曬出北京交通大學學生食堂“請”到機器人炒菜，如將“加食鹽少許”這一步驟加入到炒菜機器人的菜譜算法中，該菜譜算法不符合算法的哪一個特點？

A.確定性 B.可行性

C.有窮性 D.有輸入和輸出

“少許”這樣的指導是不確定的，可以被定義為“少于八分之一茶匙”，也可以定義為“少于四分之一茶匙”，或許鹽的數量是明確定義的，然而，把鹽加在哪兒呢？這樣的指導對于一個訓練有素的廚師可能是十分適當的，但對于計算機來說卻是無法執行的。

這樣的教學情境不僅能激發學生的學習興趣，而且能使學生很快進入深層思維狀態，幫助他們去“發現”或“再創造”概念，從而真正理解概念，而不是死記硬背概念。

● 探索前沿技術，提高合作學習的黏性

合作學習是指學生在小組或團隊中為了完成共同的任務，有明確責任分工的互助性學習。合作學習中關鍵的因素有兩個：一個是“分工”，另一個是“同學”。“分工”是合作的前提與基礎。“同學”是合作的目標，也是合作學習的任務。

北京市第十八中學殷春婷老師執教的《信息的鑒別與評價》這節課中，以“誰是秘書？”（有刪減）這樣一個信息鑒別案例，有效地開展了合作學習。

例3，最近，單位派王經理到國外考察，因為走得匆忙，還有一些重要資料沒來得及送到單位，于是他把鑰匙交給了小區的保安隊長小李，并說他的秘書下午會過來取。不過，下午小李卻等來了甲、乙、丙三個秘書，小李給王經理打電話卻發現已經關機了……

為了證明自己認識王經理，三個人紛紛拿出了證據：甲拿出王經理給他傳真的委托函；乙翻出了自己手機里存儲的王經理在單位工作的照片，里面還有他和王經理的合影；丙給小李聽了王經理的微信語音，語音里王經理說讓丙來家里取資料。

小李看看委托函、照片，又聽了聽語音，不知如何是好……

請同學們當一次福爾摩斯幫助保安小李。引導學生發表自己的看法：誰才是王經理的秘書？我們應該怎么去驗證？在學生的分享中總結出鑒別、評價信息的四種方法：溯源法、比較法、佐證法和邏輯法，然后要求學生運用技術手段對三人提供的筆跡、圖片、聲音等資料進行鑒別。在殷老師的個人博客中，提供了三種手段的充足的技術資料：①筆跡：利用操作系統自帶的畫圖軟件，截取相同的文字進行放大比較。②圖片：圖片鑒別中技術手段比較豐富，一是用反向圖片搜索引擎尋找原圖；二是觀察或查看圖片的屬性，判斷圖片是否經過PS處理；三是使用JpegSnoop工具鑒別圖片是否被編輯或修改過。③聲音：采用聲紋識別技術確認微信語音是否王經理本人。

首先將全班學生分成多個組，大約4～5位為一個小組，每個小組選擇筆跡鑒別、圖片鑒別、聲音鑒別中的一個任務，并根據本組選定的任務自學博客資料。然后開展小組的合作學習，組內成員有明確的分工。組織者——負責組內成員的分工，安排本組合作學習的進程，可以由教師、同學推薦，或學生自薦擔任；發言人——負責記錄整理討論過程中小組成員的發言，以及本組鑒定的方法、過程和結論，并負責向全班同學匯報；技術員——為本組的鑒定活動提供技術支持，如重要操作步驟的截圖，以及匯報過程中輔助發言人展示本組的鑒定方法；鑒定員——每個小組成員都是鑒定員，根據老師博客及技術員提供的技術資料進行鑒定。同時提供“小組報告.ppt”模板，引導學生有理有據地呈現驗證的過程，最后分組匯報每組所采用的方法、驗證過程和最終的結論。整節課下來，不僅有了合作學習的形，更有了合作學習的神。每個小組的任務是學生自己選擇的，而不是教師強加的；每個小組成員都有自己的個體責任，而不是個別操作能力強的學生包辦代替；通過小組成員的共同努力，完成信息的鑒別任務。endprint