提升認識，優(yōu)化高中信息技術(shù)“算法與程序?qū)崿F(xiàn)”教學

徐強

作為高中信息技術(shù)課程最具學科意義、最受關(guān)注的核心素養(yǎng)，“計算思維”通過算法與程序部分內(nèi)容得到了明顯的落實。同時，對于新教材中關(guān)于“算法與程序?qū)崿F(xiàn)”部分的內(nèi)容，由于更換了編程語言，一線教師普遍存在畏難情緒。為了盡可能理解相關(guān)課程內(nèi)容，從而優(yōu)化教學過程，提升教學效率，培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)，落實、達成課程標準要求，筆者嘗試以算法與程序?qū)崿F(xiàn)部分內(nèi)容為例來闡述對新教材的認識及優(yōu)化教學的策略。

● 從課程開發(fā)角度認識新教材

從課程研究歷史來看，課程開發(fā)大致經(jīng)歷了科學化課程開發(fā)、學科結(jié)構(gòu)運動與學術(shù)中心課程、實踐性課程開發(fā)等不同階段，研究內(nèi)涵包括了課程基本理論、課程內(nèi)容選擇、課程內(nèi)容組織方法等諸多方面。尤其是對于課程的價值取向來說，研究已由專注于技術(shù)理性的課程對學習者的“控制”發(fā)展到實踐理性的課程關(guān)注教師、學生、教材、環(huán)境四個要素的綜合協(xié)調(diào)。

根據(jù)對課程開發(fā)模式的界定，目前主流的課程開發(fā)模式為目標模式和過程模式。二者相比較，前者基本將學習者以及實施者排除在外，課程是一種上層、權(quán)威意志的體現(xiàn)，更強調(diào)自身內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化、學術(shù)的邏輯性，其特征是“靜態(tài)”的;后者則強調(diào)知識中的不確定性，鼓勵個體化的、富于創(chuàng)造性的學習，將課程開發(fā)建立在實際的教育情境基礎(chǔ)上，其課程在一定程度上體現(xiàn)了“動態(tài)”的特征。

具體到普通高中信息技術(shù)“算法與程序?qū)崿F(xiàn)”的課程內(nèi)容，以具體某一章節(jié)（單元）為對象，根據(jù)海南省目前使用的教材情況，將2004年由全國中小學教材審定委員會審定的教育科學出版社《算法與程序設(shè)計》教材（以下簡稱“舊教科版”）與2019年由國家教材委員會專家委員會審核的教育科學出版社《數(shù)據(jù)與計算》教材（以下簡稱“新教科版”）、人民教育出版社、中國地圖出版社《數(shù)據(jù)與計算》教材（以下簡稱“人教-中圖版”）做一個簡單的對比，可以看到課程開發(fā)理念的變化（如下頁表1）。

從表1可以看出，新舊教材在編排結(jié)構(gòu)上存在明顯的區(qū)別。這些區(qū)別主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，新版教材內(nèi)容編排結(jié)構(gòu)更加細致，層次豐富。舊教科版只提供了“學習目標”“學習內(nèi)容正文”“實踐”三個板塊;新教科版則提供了七個板塊，人教-中圖版更是提供了十個板塊。更加細致的教材結(jié)構(gòu)設(shè)計，有利于教師在實施教學的時候更好地理解教材編寫者的意圖。

第二，新版教材重視教學活動設(shè)計，通過學習任務(wù)、項目等框架的搭建，提供了較為完整的教學活動設(shè)計思路。新課程標準提出的教學建議明確將項目式學習作為信息技術(shù)學科教學的主要方式。

第三，新版教材更加注重學生的學習經(jīng)驗在課程開發(fā)和實施中的作用。與之前基于學科學術(shù)中心的理念開發(fā)的教材相比，新版教材尋找、設(shè)計了大量的學習任務(wù)實例。

第四，新教材將學生的學習視為課程自身的內(nèi)在部分。基于過程模式的課程開發(fā)思路，課程本身并非一個完全預設(shè)的靜態(tài)的文本，而是一定程度上在實施過程中持續(xù)不斷與教師、學生、環(huán)境進行互動、交換信息，是動態(tài)的、可自我完善的。新版教材中有大量的關(guān)于學習任務(wù)分析、學習活動設(shè)計、信息收集與整理、學習活動評價、學習效果評價等環(huán)節(jié)，需要學生基于各自學習實際情況進行設(shè)計、補充。

這樣的設(shè)計，凸顯了學習者在課程開發(fā)與實施中的主體地位，呼應了課程研究的大趨勢。

● 從學習理論角度認識新教材

除了從算法與程序教學傳統(tǒng)、課程開發(fā)等角度分析新教材的內(nèi)容選擇、編排思路之外，我們還可以嘗試從學習理論的角度來認識新課程標準背景下的新教材內(nèi)容體例。

（1）早期的行為主義學習理論強調(diào)操作性條件反射模型的作用，將學習完全等同于刺激——反應的結(jié)果，很少考慮學習者的內(nèi)在心理反應過程。體現(xiàn)在高中階段的算法與編程教學中，就是通過頻繁的、高強度的代碼編寫、調(diào)試訓練，讓學生對相關(guān)內(nèi)容由陌生變得熟練。

（2）在認知主義學習理論中，以布魯納為例，他強調(diào)發(fā)現(xiàn)學習的模式，指出教師不是將現(xiàn)成的結(jié)論性知識講授給學生，而是由學生自主地探究現(xiàn)象獲得知識，注重學習過程而不是學習結(jié)果等。在教學實踐中，很多教師都熟悉這樣的教學模式，算法與程序教學也開始注重問題解決，注重由學生根據(jù)特定問題來分析背后的學科實質(zhì)性內(nèi)容，能夠通過問題設(shè)計來激發(fā)學生的學習好奇心等。

（3）建構(gòu)主義學習理論強調(diào)應該讓學生在與現(xiàn)實情境相類似的情境中進行學習，學生都是以自己的經(jīng)驗和知識背景來理解具體事物，而且只能理解其中的某些方面，不存在唯一的正確的理解。隨著2004年高中新課程的實施，廣大教師已經(jīng)非常注重在算法與程序教學中設(shè)計教學情境，同時也非常注重用現(xiàn)場實地的演示活動（包括真人表演、計算機模擬）來解釋、演示算法的原理等。

（4）新近發(fā)展起來的人本主義學習理論倡導教學要更注重情感發(fā)展，強調(diào)學生的自由創(chuàng)造，建立良好的師生關(guān)系、同學關(guān)系，強調(diào)自我發(fā)展觀念，強調(diào)交往。從這些基本原則出發(fā)，基于人本主義學習理論的教學實踐主要提倡以問題為中心的課堂討論模式和學生自由學習模式。在教學實踐中，項目式學習體現(xiàn)出人本主義學習理論的特點及其所強調(diào)的觀點。一方面，學生可以在其中充分發(fā)揮自主性，與教師、同學進行高質(zhì)量的互動等;另一方面，可以讓學生體驗學科知識學習之外的人際交往、項目過程管理等。

● 從實踐層面優(yōu)化教學提升效率

基于以上關(guān)于新教材的認識與分析，筆者認為，可以從以下幾個方面來優(yōu)化實踐，提升“算法與程序?qū)崿F(xiàn)”的教學效率。

1.正確認識程序語言的更換

從教育背景方面而言，絕大多數(shù)高中信息技術(shù)教師都能掌握VisualBasic或C++等傳統(tǒng)編程語言，也包括最近幾年隨著創(chuàng)客教育而興起的其他圖形化編程語言。但是基于《普通高中信息技術(shù)課程標準（2017年版）》（以下簡稱“新課程”）而開發(fā)的幾套高中新教材都不約而同地選擇Python作為算法實現(xiàn)的工具語言，給教師們帶來了一些專業(yè)技能的障礙，進而影響了他們對新教材的接受程度。這需要一線教師通過學習，提升對新語言的認知程度。例如，從學生學習的角度出發(fā)，Python具有很多傳統(tǒng)編程語言沒有的優(yōu)勢，其簡潔性、語法結(jié)構(gòu)的多樣性和靈活性，會降低學生的學習難度。以實現(xiàn)簡單地輸出100個星號（“*”）為例，從表2的簡單對比可以看出兩者的區(qū)別。

從這個對比可以看出，兩者都除去變量定義語句，VB需要三行代碼，而Python只需要一行。相較于VB，Python在簡潔性、易用性、符合人類習慣性等方面具有明顯優(yōu)勢。

2.加強學習新的編程語言

信息技術(shù)教師接觸新生事物的機會遠遠多于其他學科教師，這也是信息技術(shù)學科教師的一大優(yōu)勢。各級教研、培訓部門應適時組織不同層級的專題培訓，將Python語言的編程技能納入其中，消除教師對語言的認識障礙。廣大教師也應該積極主動地開展互學、自學，充分利用慕課、專業(yè)書籍等資源，盡可能快速提升自身的專業(yè)知識體系。

3.正確認識和實施項目式學習

作為一門新興的學科，信息技術(shù)學科由于受缺乏考試評價等因素的影響，其學科內(nèi)對最新的學習理論、實踐模式的學習和探索，一直都走在各個學科的前面。在新課程標準背景下，正確認識和實施項目式教學成為算法與程序?qū)崿F(xiàn)內(nèi)容教學的重要環(huán)節(jié)。筆者認為應強化對項目式學習的理論認知，弄懂弄通其關(guān)鍵因素，要組織項目式學習的實驗研究，尋找落地的實施途徑。

總而言之，由新課程帶來的學習方式的變革、新教材帶來的編程語言的更換，雖然在短時期內(nèi)給一線教師帶了專業(yè)知識和教學實踐的困難，但其背后代表著最新的信息技術(shù)學科發(fā)展成果和學習理論的研究成果，能夠為學生的終身發(fā)展提供更好的保障。信息技術(shù)教育工作者要迎難而上，通過加強自身學習等多種方式，實施好新課程中的“算法與程序?qū)崿F(xiàn)”的教學。