2022-02-16关于计算思维与学科融合阶段性疑惑与认识

计算思维与学科融合目前主流且融合的非常好的是:信息技术(小学)和通用技术(中学)两门学科,在此学科中的融合主要体现在:算法、抽象、分解问题等几个方面,但是计算思维本身就根植于信息学,并由此学科总结推广的。在与其他的学科融合时却很难有显著的成果,对于计算思维我们都有一个共识:它将成为学生必备的一种技能,他们已经是信息时代的原住民,所以计算思维是他们以后生活必备的能力,就行阅读与写作一样的自然。

在做教学的融合实践过程中,我发现一种现象:当其他的学科不涉及到算法、数据结构、抽象、分解之类的专业信息方面的问题时,就会出现融合好难啊,无法进行融合教学的声音出现。针对此问题,以下是我的思考,还请指正。

1.是基于计算思维的学科教学还是在学科教学中培养学生的计算思维。这是个老生常谈的问题,我还想论述一下我的看法,因为如果这个逻辑关系没有搞清楚的话,后面的研究思路就会出问题。基于计算思维的学科教学指的是学生已经拥有了计算思维的能力,并可以用这种能力去帮助自己去学习,甚至是自学,运用分解能力将许多难的问题进行分解,然后选择串行或并行的方式进行各个击破;运用抽象的能力解决学习中的诸多问题但不限于二进制、编码、加解密等,生活中的抽象问题远远要多于信息学中的抽象问题;毫无知觉的运用自己特有的算法进行未知知识的查找,执行效率可能不如程序中的算法高,但是这个算法是学生在学习过程中自有的。而在学科教学中培养学生的计算思维能力,这个命题则是我们为了让学生更好的适应未来的社会、适应这个时代,我们在教学过程(各个学科)中有针对的、有意识的去培养学生的这种能力,简单说就像我们培养学生的阅读能力、写作能力与人交往的能力等等。当然以上两个命题不是相互孤立的而是相互渗透的,但是大概有以下的逻辑关系:小学需要培养计算思维能力,中学培养思维能力和运用思维能力相结合,高中以上需要用计算思维解决实际中的问题。

2.计算思维在学科教材中是有体现的,只是编者并未明确指明我这是要培养学生计算思维的。举例数学课:其中具体内容见“义务教育数学课课程标准”(教育部官网可下载),在人教版数学教材中也有涉及“烙饼问题、鸡兔同笼问题、田忌赛马问题、狼兔猎人过河问题”等典型的算法问题出现,只不过通过这些题目时培养学生的推理判断、问题分析、建立模型等能力。信息技术学科,这个就不用在进行举例。科学学科:会涉及数据分析、问题分解、建模、抽象等内容,不再具体举例,所以我的观点是:小学各科教材从看似与算法无关的问题中,培养学生的多种能力,而这种能力就包含计算思维能力,只是我们并没有意识到这种能力就是计算思维能力而已。

因此如果计算思维与除信息外的学科融合教学的话,教师必须从广义的角度去理解计算思维,或者说从其延伸的概念去进行融合而不是单单从数据结构、算法等信息学的角度去理解。

3.关于下午会议“曹老师就小学是否学习算法的问题”,我的一点看法。之前不了解曹老师,但是从他的简短的发言中我能感觉到他是一位认真的好老师,凡事以课标为开发基准。但是(以下是个人观点)我认为对于bebras 课程可以参考课标了解课标对于本学段学生的目标在哪里,但是不应该拘泥于课标。理由如下:一是信息学里的摩尔定律,信息技术学科的增速远远超过于传统知识,语文数学学科知识基本相同,从建国以来课标有变化但是基本知识变化不大,需要掌握得词语句子、需要明白的算理算法。但是信息技术就不同了,18个就会有一个新的变化一点都不夸张,所以我坚持认为“信息技术课程标准”即使出台他的修订频率也会远远高于其他学科,甚至一年会有一次修订。作为课外培训的内容我们应该基于课标并高于课标,毕竟材料的使用对象是部分感兴趣的学生使用,他们的信息素养本身就高于普通学生的素养。二是bebras 试题是从生活中的真实情景出发,让学生解决生活中的实际问题,但从未告知学生这个就是程序设计中的算法问题,而算法这个定义是老师给出的,学生的解决问题的步骤是:基于自己已有的经验知识或者是题目中给定的解题方法,进行推理解出题目,至于是何种排序、何种查找方法并不重要,重要的是解题的思路于方法,问题解出后师生在共同总结本题的解法时,教师告诉学生这种方法在程序设计中叫做“二分查找”,当然如果学生高兴也可以自己给这种解题算法名一个名字。小学生的教学是有区别于大学生的,小学生是基于已有的事实进行不断的试错、不断的尝试、不断的推导,甚至是穷举最终总结出解决类似问题的方法。而大学生是先点明问题,再对问题进行准确的定义,最终利用定义来解决问题。抛开算法讲算法这是bebras 试题的精妙之处,将生活中的点滴上升到用计算思维去解读,并用通俗的语言描述出来,这是《未来算法》一书的畅销之处。三是小学生学习计算思维的正确打开方式是“摒弃算法、数据结构”等程序设计的理论的限制,通过生活中的实际问题激发起自身的兴趣,通过自己动手动脑去自己求证,得出结论。就行英语学习过程中的语法是多么的重要啊,但是小学阶段从来不要求学生学习语法,也不要去学习音标,只是让学生多读多背多写,而学生的读背的句子每一句都符合语法的要求,但是学生并不知道语法的存在。总之,我认为小学生的计算思维的学习以兴趣为主,从自己的推理演算中不知不觉的发现算法,而非刻意的学习算法。

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