拋錨式教學策略下的初中生計算思維的培養

□廣東省廣州市花都區新華街金華學校 孔園花

一、問題的提出

隨著大數據、云計算、物聯網、人工智能等新技術的飛速發展，國家對信息技術教育的要求更高了，它要求學校要培育新時代學生擁有能適應數字化環境的思維方式，擁有運用數字資源解決生活中的實際問題的能力。

布魯姆、安德森認知目標分類理論認為記憶、理解、應用屬于低階認知能力，分析、評價、創造屬于高階認知能力，而思維能力發展與認知能力息息相關，因此計算思維屬于一種高階思維能力而非低階思維能力。然而，傳統教學模式下的信息技術課堂更多強調的是“知識傳遞”和“技術操練”，這樣的課堂只是鍛煉了學生的低階思維能力，學生對知識的遺忘率很高，遷移能力很低，運用所學知識解決實際問題的能力也比較低。

“拋錨式”教學策略是基于建構主義理論的教學模式，強調學生的自主學習和合作學習，學生通過親身體驗發現問題、思考問題、解決問題，能有效促進知識遷移、促進高階思維能力的發展與提升?！皰佸^式”教學策略在初中信息技術教學中的應用，尤其是程序設計類的課程教學中，有利于初中生計算思維的培養和高階思維能力的提升。

二、“拋錨式”教學策略的內涵與特點

（一）拋錨式教學策略的內涵

“拋錨式”教學策略是建立在有感染力的真實事件或真實問題的基礎上而形成的教學策略，強調教學要以真實事例或問題為基礎，主張學生自主學習和合作學習。在該策略中，確定這類真實事件或問題被形象地比喻為“拋錨”，通過“拋錨”確定整個教學內容和教學進程，就像輪船被錨固定一樣。由于拋錨式教學要以真實事例或問題為基礎（作為“錨”），所以有時也被稱為“實例式教學”或“基于問題的教學”或“情境性教學”。

（二）拋錨式教學策略的特點

拋錨式教學策略注重培養學生解決實際問題的能力，因此所創設的情景必須是與當前學習內容相關的真實生活事件或問題；學生的學習形式以自主學習與合作學習為主，學生是學習的主體，教師是課堂的主導者；學生的學習過程就是解決問題的過程，由該過程可以直接反映出學生的學習效果。

（三）“拋錨式”教學策略的教學過程

如圖所示：

三、拋錨式教學策略在《程序的分支結構》教學中的應用案例

下面，我以《程序的分支結構》一課為例，談談“拋錨式”教學策略下如何促進初中生的計算思維能力的發展。

（一）教學內容分析

本節課的教學內容分為三部分：條件語句的表示、條件語句的執行過程以及條件語句的應用。

（二）教學目標分析

1.理解分支結構的執行過程。

2.了解程序中條件的表示方法。

3.掌握條件語句的書寫格式及其應用。

（三）教學策略

整節課以開發計算出租車乘車費用的應用程序為主線，首先通過創設情境，使學生的學習與生活情境相結合，激發學習興趣；然后在情境中確定問題“如何利用vb語言開發計算乘車費用的應用程序”作為本節課學習的中心內容，也就是“拋錨”；緊接著，在教師提供的解決問題的有關線索和適當的引導下，由學生自主學習和協作學習完成學習任務。

（四）教學流程

1.創設情境，引導思維。

教師創設情境：小明打出租車去朋友家，朋友家離小明家的路程距離為4公里，小明至少要向媽媽要多少車費呢？這一情境的創設使學生的學習能在和現實情況基本一致的情境中發生，有利于激發學生的學習欲望。

2.提出問題，確定“錨”點。

考慮到本校的學生大都是廣州戶籍學生，因此以廣州出租車收費標準為例，教師提出問題“按照廣州的出租車收費標準，應該如何計算里程費？”并引導學生結合數學語言描述出廣州出租車里程費的計算方法，即“如果路程S≤2.5公里，則收費按起步價Y=10元計算，否則，超出部分按每公里加收2.6元的標準收費，即Y=10-（S-2.5）X2.6”，最后，在教師的引導下共同確定本節課要解決的問題，即“能不能利用vb語言開發一個只要在文本框中輸入路程，單擊‘計算’按鈕就可以快速計算出乘車費用的應用程序呢？”本環節的作用正是“拋錨式教學策略”中所說的“拋錨”，通過“拋錨”確定本節課要解決的問題。

3.自主學習，探究新知。

任務一（分析問題）：（1）要輸入什么樣的數據？（2）對輸入的數據要進行怎樣的處理？（3）處理后應該有什么樣的輸出結果？

任務二（設計算法）：（1）請根據提示，用自然語言描述出租車的里程費計算方法。（2）請根據提示，用流程圖表示出租車的里程費計算方法。

任務三（編寫程序）：根據部分語句提示，將流程圖中的中文和數學表達式用vb語言描述出來，完成程序代碼的編寫。

在本環節中教師不是直接告訴學生應如何編寫程序代碼，而是給出解決該問題的部分線索提示。學生對這些線索信息進行加工和處理，逐步建立起分支結構的結構模型；通過判斷、分析和綜合運用數學知識、英語單詞等各種信息資源，最終完成新知識的建構，形成合理的算法設計，進而形成解決問題的初步方案。在教學過程中，教師逐步引導學生由淺入深地思考問題、分析問題、解決問題，培養其計算思維能力，使其能高效、靈活地解決生活實際問題。

4.生生互動，協作學習。

（1）小組討論：①歸納出條件語句的書寫格式。②else分支可否缺??？③在本案例中的條件語句還有沒有第二種寫法？比如判斷條件改為“s＞2.5”。

（2）小組合作：編寫程序，使其實現功能“文具套件每件單價為3.5元，如果購買件數小于10件時，總價=件數×單價，否則，總價=件數×單價×0.8”。

“不斷嘗試可能的實施解決方案，并找到最優方案”也是運用計算思維解決問題的重要過程之一。在本環節教學中，教師讓學生協作學習，共同探索驗證結論，并巡堂過程中提出適當的問題引起學生的思考和討論，從而啟發誘導他們自己去發現規律、補充對新知識錯誤的或片面的認識，最終達到加深理解和運用的目的。

5.課堂總結，形成遷移。

新課標指出，計算思維的其中一個內涵是“總結利用計算機解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關的其他問題解決中”。因此在本環節中，教師引導學生以本節案例為例，由特殊到一般，歸納出利用計算機解決問題的一般過程與方法，形成知識遷移。

四、拋錨式教學策略在《程序的分支結構》教學中的應用效果

我在八年級的四個班均采用了“拋錨式”教學策略進行《程序分支結構》這一內容的教學，課程結束后，通過與學生交流，90%的學生都認為比起傳統課堂，他們更喜歡現在這樣的課堂。教師通過巡堂指導也發現，大部分學生都能根據教師的引導主動思考問題，他們不再是采用“記憶式”“模仿式”的學習方式，而是通過自主探究主動建構知識意義，因此比起傳統的課堂，這樣的課堂更有助于學生計算思維的培養。

五、結語

初中生對程序設計的學習有較大興趣，但由于內容抽象，他們對程序設計的學習也容易有畏難情緒，因此他們往往會只滿足于通過模仿教師或同學的代碼編寫體驗程序的運行效果，而并非真正理解程序代碼的意義，所以往往會容易出現“任務完成率很高，但知識掌握率很低”的課堂教學結果?；诮嬛髁x理論的“拋錨式”教學策略下的信息技術課堂，最大限度地發揮了學生的主體作用，讓學生成為學習的主動參與者，較好地培養了學生的計算思維，提升了學生的高階思維能力。