面向廣義計算思維的高中信息技術新教材教學

王瑜

從2018年初（2017年版）《普通高中信息技術課程標準》（以下簡稱“新課標”）公布，到廣東省教育廳確定的2020年秋季學期普通高中從高一年級開始使用新教材的這段時間里，為了科學準確地把握新課標，筆者所在市圍繞新課標與新教材所開展的培訓、研討等形式的活動密鑼緊鼓地進行，除了邀請專家學者從頂層設計的角度為一線教師解讀外，還有一線教師小范圍內的對新教材的實驗式教學。在研討的過程中筆者發現，針對信息技術學科核心素養四要素在新教材常規教學中的落實，一線教師普遍認為難度最大的是計算思維的教學，尤其是一些沒有明顯學習算法知識或程序設計知識的教學內容，無法落實計算思維的培養。為此，筆者開展了有關計算思維教學的研究，初步探究發現，教師應從廣義計算思維的角度去理解、挖掘新課標和新教材中的內容，才能全面、可操作性地在高中信息技術新教材的常規教學中落實計算思維的培養。

廣義計算思維與新教材課程內容的對應關系及教學提示

筆者立足于新課標，以廣東教育出版社普通高中教科書信息技術必修1《數據與計算》、必修2《信息系統與社會》為例，分析和挖掘粵教版新教材課程內容與廣義計算思維的對應關系，并給出相應的教學提示（如下表）。

“知識與數字化學習”教學案例

下面，筆者以必修1《數據與計算》第二章“知識與數字化學習”的教學為例，著重說明通過探究活動的設計來開展廣義計算思維的教學。

活動一：利用nobook物理實驗平臺進行歐姆定律實驗，并收集實驗數據。

（1）進入nobook物理實驗網站。

（2）新建實驗，按電路圖連接電路，進行實驗，并記錄實驗數據（如圖1）。

設計意圖：體驗數字化工具，感受仿真系統的優勢。

活動二：運用Python工具處理實驗數據（如圖2），即利用教科書配套學習資源包中的程序，繪制散點圖及曲線圖，將實驗數據可視化。

設計意圖：①理解數據、信息與知識的關系;②體驗科學研究的第三種方法——計算方法，利用計算工具來進行規律發現;③體驗數據可視化。

活動三：投針實驗（如圖3）

設計意圖：①體驗數字化創新學習過程;②體驗借助計算機模擬，建立仿真的分析模型來進行規律發現。

活動四：三種思維導圖軟件比較，圖4是其中的一種。

設計意圖：①體驗思維可視化;②體驗數字化工具的優勢。

結束語

計算思維是信息技術學科核心素養的四個要素之一，本文雖然只從廣義計算思維的角度來闡述，但并不代表教師在常規教學中它是可以單獨培養的。同時，筆者認為“計算思維”是一個與時俱進的概念，它會隨著信息技術的發展而不斷拓展和延伸。