初中生計(jì)算思維能力的調(diào)查分析報(bào)告*

王麗娟

(蚌埠慕遠(yuǎn)學(xué)校 安徽蚌埠 233000)

一、開展調(diào)查的背景

隨著2017年版高中信息技術(shù)課標(biāo)的頒布，計(jì)算思維的培養(yǎng)越來(lái)越受到關(guān)注，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力已成為信息技術(shù)教學(xué)的重要目標(biāo)。

二、調(diào)查方案設(shè)計(jì)

要了解學(xué)生是否具有計(jì)算思維，可以采取調(diào)查的方式，而計(jì)算思維作為一種思維方式，無(wú)法直接進(jìn)行量化考查，它對(duì)人的行為會(huì)產(chǎn)生影響。設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)，可根據(jù)學(xué)生是否會(huì)使用計(jì)算機(jī)解決以及會(huì)選擇怎樣的方式解決，分析學(xué)生對(duì)計(jì)算思維概念是否了解，以及是否具有計(jì)算思維能力；再根據(jù)信息技術(shù)教師和學(xué)生教與學(xué)的方式，分析影響學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)的因素。

本次調(diào)查從基本情況、計(jì)算思維、教師教法、學(xué)生學(xué)法等四個(gè)方面，設(shè)計(jì)試題20道，采用網(wǎng)絡(luò)問(wèn)卷調(diào)查的方式，調(diào)查的時(shí)間為2020年2月，調(diào)查對(duì)象為蚌埠市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、龍子湖區(qū)、禹會(huì)區(qū)三個(gè)縣區(qū)學(xué)校的七年級(jí)和八年級(jí)學(xué)生。

三、學(xué)生計(jì)算思維能力情況分析

本次調(diào)查共收回調(diào)查問(wèn)卷1257份，均為有效問(wèn)卷。以下為具體情況分析。

(一)學(xué)生的計(jì)算思維能力

了解學(xué)生的計(jì)算思維能力，首先看學(xué)生有沒(méi)有認(rèn)識(shí)到計(jì)算思維的重要性，其次看學(xué)生對(duì)概念是否了解，最后通過(guò)問(wèn)題的回答判斷學(xué)生是否具有計(jì)算思維能力。

1.學(xué)生對(duì)計(jì)算思維概念的了解情況分析

設(shè)計(jì)問(wèn)題，分別從以下幾點(diǎn)來(lái)了解學(xué)生的計(jì)算思維能力情況。

第1題：你認(rèn)為下列哪一個(gè)最重要？(單選)

表1 你認(rèn)為哪一個(gè)最重要？

由表1中的數(shù)據(jù)可見，大多數(shù)初中生知道，思維與能力比知識(shí)更重要，并且部分學(xué)生還能提出知識(shí)反復(fù)用才會(huì)變成能力的觀點(diǎn)。

第2題:你對(duì)計(jì)算思維的了解程度。(單選)

圖1 學(xué)生對(duì)計(jì)算思維的了解程度

從圖1可以看出，近21%的學(xué)生只是聽說(shuō)過(guò)計(jì)算思維，近9%的學(xué)生完全不了解計(jì)算思維，多數(shù)學(xué)生只是對(duì)計(jì)算思維有個(gè)基本了解，說(shuō)明教師對(duì)計(jì)算思維介紹很少，學(xué)生并不能很好地了解什么是計(jì)算思維。

第3題：你認(rèn)為計(jì)算思維應(yīng)該是什么？(多選)

圖2 學(xué)生對(duì)計(jì)算思維的認(rèn)識(shí)情況

從圖2可以看出，學(xué)生對(duì)計(jì)算思維的概念了解還不是很清楚，只有53%左右的學(xué)生知道計(jì)算思維是利用計(jì)算機(jī)解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的思維途徑。

2.學(xué)生是否具有計(jì)算思維能力分析

編程的學(xué)習(xí)有助于提高學(xué)生的計(jì)算思維能力。通過(guò)現(xiàn)階段初中生學(xué)習(xí)什么信息技術(shù)知識(shí)，他們喜歡什么，以及會(huì)不會(huì)用計(jì)算機(jī)解決生活中的問(wèn)題等，能判斷學(xué)生是否具有計(jì)算思維能力。

第1題：學(xué)生感興趣的信息技術(shù)學(xué)習(xí)內(nèi)容有哪些？(多選)

表2 學(xué)生感興趣的信息技術(shù)學(xué)習(xí)內(nèi)容

由表2可以判斷，只有很少的學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)感興趣，說(shuō)明學(xué)生這方面接觸少，都認(rèn)為程序比較難，很多學(xué)生不愿主動(dòng)去接觸難的編程軟件。

第2題：如果要為學(xué)校100個(gè)優(yōu)秀團(tuán)員發(fā)獎(jiǎng)狀，拿到空白的獎(jiǎng)狀你會(huì)怎么做？(單選)

圖3 準(zhǔn)備獎(jiǎng)狀的途徑

由圖3可見，學(xué)生的計(jì)算思維能力與他的信息素養(yǎng)有關(guān)，學(xué)生的計(jì)算機(jī)知識(shí)越豐富，選擇用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的方法就越簡(jiǎn)單。

第3題：如果你需要破解計(jì)算機(jī)密碼，你會(huì)采用什么方式？(單選)

圖4 破解密碼的方法

由圖4可以看出，第一個(gè)選項(xiàng)是算法中的窮舉法，只有少數(shù)同學(xué)選擇了此項(xiàng)，說(shuō)明學(xué)生對(duì)算法不太了解，使用計(jì)算機(jī)編程解決問(wèn)題的能力較弱。

結(jié)論：現(xiàn)在學(xué)生的知識(shí)面較廣，思維開闊，但他們的分析能力與解決問(wèn)題的能力相對(duì)較弱；雖然知道計(jì)算思維很重要，但實(shí)際僅對(duì)計(jì)算思維有字面上的了解，真正使用計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)編程解決問(wèn)題時(shí)，能力還比較弱。那么，是什么導(dǎo)致了這種情況？

(二)影響計(jì)算思維培養(yǎng)因素分析

根據(jù)2017年版高中課標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，必須在信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)活動(dòng)中完成?，F(xiàn)在的信息技術(shù)課，教師如何教、學(xué)生如何學(xué)？這些教學(xué)活動(dòng)會(huì)不會(huì)影響計(jì)算思維的培養(yǎng)？

1.教師教學(xué)方式的分析

教師對(duì)計(jì)算思維的理解與認(rèn)識(shí)，會(huì)直接落實(shí)在教學(xué)的實(shí)施過(guò)程中。教師的教學(xué)方式，一定程度上決定了學(xué)生的思維方式。

第1題：信息技術(shù)課上，老師通常要講授和演示的時(shí)間是多少？(單選)

表3 信息技術(shù)課上，老師通常要講授和演示的時(shí)間

表3數(shù)據(jù)說(shuō)明，教師可能更多側(cè)重學(xué)生技能的掌握，多用講練模式開展教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生長(zhǎng)期處于被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)，很難訓(xùn)練計(jì)算思維。

第2題：你覺得你的信息技術(shù)教師是否關(guān)注你學(xué)會(huì)了沒(méi)有?(單選)

平時(shí)的課堂教學(xué)中，教師也較關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)效果(見圖5)，但教師不僅要關(guān)注學(xué)生學(xué)會(huì)了沒(méi)有，還要關(guān)注“學(xué)生為什么要學(xué)會(huì)”“學(xué)生學(xué)會(huì)后可以做什么”。

圖5 教師課堂對(duì)學(xué)生的關(guān)注情況

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)方式分析

在信息技術(shù)課堂上，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式?jīng)Q定了學(xué)生能否獲得真實(shí)的體驗(yàn)、能否經(jīng)歷解決問(wèn)題的過(guò)程，這些經(jīng)歷是提升學(xué)生計(jì)算思維的關(guān)鍵因素。

第1題：在信息技術(shù)課上，你主要做些什么？(單選)

表4 信息技術(shù)課上的活動(dòng)

由表4可以看出，學(xué)生能夠認(rèn)真聽講。但認(rèn)真聽教師講，學(xué)習(xí)的只是知識(shí)；上機(jī)練習(xí)教師指定的內(nèi)容，只是技能訓(xùn)練。這都很難鍛煉學(xué)生的思維能力。

第2題：在信息技術(shù)課堂上，你最希望采用何種方式開展課堂教學(xué)？(單選)

表5 最希望的課堂模式

由表5可知，最受學(xué)生歡迎的課堂教學(xué)模式是“講練模式”，可實(shí)際上這種模式是不利于培養(yǎng)學(xué)生思維的，由此可見學(xué)生的計(jì)算思維意識(shí)與能力都有所欠缺。

結(jié)論：現(xiàn)在的信息技術(shù)課堂上，教師習(xí)慣于知識(shí)與技能目標(biāo)的教學(xué)，多以講授法開展教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生習(xí)慣于“拿來(lái)主義”的學(xué)習(xí)方式。由此可見，僅關(guān)注教師教的課堂很難培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。

四、在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的建議

知道了計(jì)算思維的重要作用與影響計(jì)算思維培養(yǎng)的因素，我們應(yīng)該如何培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維？針對(duì)以上問(wèn)卷調(diào)查呈現(xiàn)的問(wèn)題，應(yīng)該從以下四個(gè)方面去改進(jìn)。

(一)重視規(guī)劃設(shè)計(jì)，啟發(fā)學(xué)生思維

有效的規(guī)劃，不僅可以為學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)和依據(jù)，還可以梳理用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的思路。傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)多地注重知識(shí)、強(qiáng)調(diào)操作，學(xué)生知其然卻不能知其所以然，而計(jì)算思維的培養(yǎng)是從力圖幫助學(xué)生梳理思路，找到解決問(wèn)題的方法入手的。因此，教師在教學(xué)過(guò)程中，必須要引導(dǎo)學(xué)生樹立規(guī)劃意識(shí)。

(二)開展項(xiàng)目學(xué)習(xí)，創(chuàng)新教學(xué)方法

2017年版課標(biāo)強(qiáng)調(diào)：教師要用基于現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題引領(lǐng)學(xué)生交流、合作，探索解決途徑，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新學(xué)習(xí)。項(xiàng)目學(xué)習(xí)為信息技術(shù)教學(xué)提供了一種新的思路，為學(xué)生的創(chuàng)新性學(xué)習(xí)提供了一種新的形式。開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，可以將相關(guān)知識(shí)進(jìn)行合理切片，融入相應(yīng)的項(xiàng)目中，讓學(xué)生在項(xiàng)目學(xué)習(xí)后，能掌握這些知識(shí)，并能運(yùn)用這些知識(shí)解決簡(jiǎn)單問(wèn)題，這更有利于提升學(xué)生的計(jì)算思維。

(三)設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)，優(yōu)化教學(xué)模式

課堂教學(xué)中教師要圍繞生活實(shí)際，設(shè)計(jì)多種學(xué)生活動(dòng)，讓學(xué)生想、聽、看、感受，從而產(chǎn)生活動(dòng)需求，提升思維能力。學(xué)生思考用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的過(guò)程，實(shí)際上就是計(jì)算思維應(yīng)用于生活的過(guò)程。

(四)利用教學(xué)平臺(tái)，轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式

初中信息技術(shù)教學(xué)平臺(tái)提供了教學(xué)資源。在設(shè)計(jì)課堂教學(xué)活動(dòng)時(shí)，教師可以利用平臺(tái)中的“任務(wù)模板”整合資源、呈現(xiàn)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生在“學(xué)案”的引領(lǐng)下，通過(guò)活動(dòng)體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，通過(guò)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)激發(fā)興趣，從而使學(xué)生在獲得一定的學(xué)習(xí)線索后，能主動(dòng)、自覺地進(jìn)行探索學(xué)習(xí)，尋找解決問(wèn)題的辦法，在問(wèn)題求解的過(guò)程中完成知識(shí)學(xué)習(xí)，發(fā)展計(jì)算思維。

結(jié)語(yǔ)

本次問(wèn)卷調(diào)查是在課題研究和當(dāng)前背景下開展的一次關(guān)于計(jì)算思維能力調(diào)查的有益嘗試，根據(jù)問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果，信息技術(shù)教師要循序漸進(jìn)地開展計(jì)算思維教育，針對(duì)學(xué)生的水平和接受能力，以問(wèn)題啟發(fā)為主，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的欲望，通過(guò)多樣化的教學(xué)手段和有效的教學(xué)設(shè)計(jì)，探索思維層面引導(dǎo)與內(nèi)容層面提煉的教學(xué)策略，幫助學(xué)生提升計(jì)算思維能力，從而為解決學(xué)習(xí)和生活中的各種問(wèn)題奠定良好的基礎(chǔ)，使學(xué)生受益終生。