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对话 | 刘向永-高建君 学科素养如何培养:信息技术教学的转向和展望(五)

发表时间:2018-10-24阅读次数:2750

教的载体——用电子地图比用纸质地图更体现计算思维吗?

高建君:我是个路盲,又不擅于使用纸质地图,当导航软件还没有如此方便和精准时,我很怕独自一人去往陌生的地方,有时要向多个行人问路才能到达目的地。但现在我只要在手机上打开电子地图,输入目的地,即可跟着语音轻松出行。这种巨大的进步,是因为我学会了用电子地图工具。电子地图工具的背后涉及了很复杂的计算过程,但对于使用者的计算思维能力却要求极低,甚至低于使用纸质地图的计算思维能力。可见,教会学生使用富含计算思维的电子地图工具并没有提升学生计算思维的能力。计算思维的核心是构造解决问题的算法。培养学生的计算思维,就是引导学生能像计算机科学家那样去思考工具背后的算法。



刘向永:电子地图是一个很好的让我们重新思考信息技术课程价值的例子。《数字痴呆化》为德国著名脑科学家、哈佛大学客座教授揭秘数字化社会生存隐忧的经典著作,这部著作告诫我们:比老年痴呆更可怕的是数字痴呆症!“友好界面”工具软件正在降低使用难度。人们一方面享受着技术的便利,但同时又在努力摆脱对技术的依赖。正是技术的简单化,让人们正在追求从技术的“消费者”逐渐过渡到技术的“创造者”。创造者并不是真正要全民都成为技术的创新者,而是要沉浸在理解、设计和建造一个新系统的创新型过程之中,努力在探索和创造中发展学习者的思维品质。

高建君:在教学中,教师可以引导学生了解一些常用的算法思想以及对应的经典问题。例如,穷举法,是指从可能的集合中枚举各个元素,用给定的约束条件判定哪些是无用的,哪些是有用的,如鸡兔同笼问题;递推法,即从已知的初始条件出发,依据某种递推关系,逐次推出所要求的各中间结果及最后结果,如杨辉三角问题;回溯法,在基于深度优先搜索到某一步时,如果发现原先的选择达不到目标,就退回到上一步重新选择,如走迷宫问题;分治法,即将一个难以直接解决的大问题,分割成一些规模较小且与原问题性质相同的子问题,以便各个击破,如二分法查找;递归法,如果一个对象的描述中包含它本身,就称这个对象是递归的,如汉诺塔问题;等等。算法学习是很好的计算思维训练工具,能有效地提升学生计算思维的意识和水平。教师在学生运用工具实现了某些应用行为后,可引导学生去剖析工具背后的算法,甚至鼓励学生思考算法的优化以促进工具的优化,这样有利于培养学生的计算思维。教师要有评估自身教学是否促进了学生计算思维的意识,如学生解决问题的抽象能力、条件逻辑和算法思维。



刘向永:是的,您通过一个又一个很鲜明的例子来说明了如何在实际教学中培养学科思维品质。很多教师在面对从信息素养到计算思维的课程内容转换时有些茫然。甚至有个别教师直接将计算思维等同于编程教育,这种现象值得我们警惕和纠正。计算思维是我们所要培养的思维品质,绝对不仅仅等于原来的编程思维。而程序教学作为教学内容,不仅培养了计算思维,而且通过问题解决过程,充分地让学生体验和实践了问题抽象、算法设计、编程实现和检查纠错等过程。配对学习模式、创意计算等新型教学方法正在改变着传统的信息技术讲练结合模式。面对编程教育和软硬件结合等新内容,信息技术教学也要更新教学模式。教什么比怎么教更重要,教师需要心中有方向,即到底需要培养学生的哪些学科素养,而不是只是盯着眼下完成哪些技能,这样自然就会逐渐实现教学的转向了。

高建君:是的,课程实施实际上就是教师对课程理解结果的具体活动展开,教师对课程的理解决定着教师实施课程的价值取向,关系着教师的教学决策与行为,最终影响学生学科素养形成的品质。



刘向永:我个人认为,当下正处于信息技术课程教学发展的转折期。从近四十年历史来看,我国信息技术课程发展呈现了螺旋式发展趋势。如今再次回归程序教学,希望能够避免当年过度强调个人价值而忽略社会价值的弊病,否则我们面临的就会是又一次回转和折腾。其中,信息技术教师的课程理解和课程创造是至关重要的。我也期待着信息技术教师能不断创新,努力开创信息技术课程与教学的又一个春天。



高建君:感谢刘博士,与刘博士的一席对话让我收获良多,也期待着新课标引领下信息技术教学转向成功。