例谈探究式教学在高中Python程序设计中的实践 摘要:随着高中信息技术新课改教材的深入实践,以教师为主导,学生为主体的探究式教学模式,逐渐得到应用探究式教学方式契合了新课标中”培养以学习为中心的教与学关系,在问题解决过程中提升信息素养”的课程教学理念,本文结合教科版新教材中python程序设计教学实践,梳理和总结探究式教学模式在高中信息技术教学中的一般应用过程关键词:探究式教学 高中信息技术 Python程序设计 探究式教学模式,是指学生在教师指导下,对当前教学内容中的主要知识点通过自主学习、合作探究、分享交流等学习方式,达到课程标准中关于认知目标与情感目标要求一致的一种教学模式探究式教学中,学生是“主角”,他们通过搜集资料、合作交流、解决问题获取知识,促进认知成长;教师是引导者,主要采取创设情景、提出问题、思路引导等方式开启学生智慧,提升信息素养一、创设情景,转换思维高一学生以前没有接触过Python编程,面对创设的具体情境,学生能用自然语言描述算法,但是却不知如何用计算机程序来实现所以,学生学习python的初始阶段,教师需结合学生已有认知,创设适合学情的情景,以问题探究方式引领学生完成思维的转换。
例如:在学习Python基础知识时,可以创设这样的探究问题:计算机如何判断一个数的奇偶性?这是学生熟悉的数学问题,学生能很快利用数学方法给出解决办法:看这个数能否被2整除但是用python编程实现,学生首先得完成数学思维到计算思维的转换利用数学思维解题的过程是:①分析已知条件;②发现题目的规律和特点;③依据定理、公式经过运算或者推理,得出结果利用计算思维解题过程是:①分析已知条件;②建立数学模型找到算法并描述算法;③用程序设计语言编写代码;④让计算机运行程序得出结果两者都需要对实际问题进行抽象、建模,但计算思维是将问题抽象成计算机能加工的范畴,也就是实现自动化加工首先,需要给计算机输入一个数,转换成python程序就是用input()函数从键盘接收数据,并赋值给变量a;其次,建立数学模型:计算a除以2的值,转换成python程序就是计算表达式a%2的值;第三,用分支结构实现算法,转换成python程序就是用条件语句if a%2==0进行判断;最后,计算机根据条件判断输出结果,转换成python程序就是用print()函数完成结果输出学生在解决这一问题的过程中一边熟悉python基本语法,一边提升思维能力。
在学习的初始阶段,每个学生都需要一点时间的适应,才能逐渐完成思维的转换二、提供思路,自主探究尽管探究式教学的主题是学生,强调学生在学习过程中培养自主学习能力,探究知识来源,促进认知成长,但是这并不意味着学生在探究式教学过程中全靠自己摸索在探究式学习过程中,学生可能会遇到困难,找不到合适的方法来实现对知识的探索,这时教师应当为学生提供思路,开拓他们的思维算法的三种基本结构是程序设计的重、难点,也是学生学习过程中的困惑点学习这一部分知识时,教师除了引导学生用流程图的方式熟悉算法结构,还可以导入turtle绘图库使思维可视化比如:学习循环结构时,笔者创设了用“Python绘童年记忆”的项目主题,首先演示 Python绘制小猪佩奇的程序,激发学生兴趣;接着,让学生分析卡通图案的基本组成元素—线条、圆形、正方形等各种几何图形并以绘制正方形为例,引导学生学习使用turtle中的forward(),right(),left()等命令完成绘制然后,让学生自主探究正多边形的绘制在探究过程中学生会发现有些命令被重复了很多次,使得代码很长,这时老师为学生提供解决思路—引入for循环结构,让学生学会使用循环结构优化程序,提高代码可读性。
三、组建小组,合作探究探究式教学的目的是让每位学生都能参与学习活动,通过对某一主题的探究获取知识,培养学生的兴趣由于不同学生的知识背景,学习能力,兴趣爱好存在差异,教师要利用这个差异化资源,根据组内异质组间同质的原则进行分组,让成绩各不相同的学生组成探究性学习小组,在团结协作中发挥各自优势,产生“1+1>2”的效果比如:学习Pygame模块时,根据高中生争强好胜、不服输的心理特征,笔者创设了"游戏争霸”为主题的竞赛性项目活动,活动以"设计一款用鼠标或者键盘实现交互的小游戏"为探究任务,以3D打印的“霸主徽章”为奖励机制,让学生以小组合作方式完成探究任务根据日常观察和了解学生特长,将全班同学分成了九个探究小组,分别以创意设计,界面设计,程序编写,演示汇报等任务分工,开展合作探究在整个项目活动中,最重要的就是第一个环节——创意设计,决定了主题的方向和结果随着探究活动的深入,小组成员之间分别经历了风平浪静—头脑风暴—平稳有序的交流讨论过程,由于探究主题是开放性的,内容又是大家日常接触到的,所以就连平时不喜欢发言的同学也加入头脑风暴中,同学们在争论中逐渐理清了设计思路,明确了自己的责任分工,学会了与他人分享和合作,每位学生在探究过程中都有多收获。
四、展示交流,创新思维在探究教学中,教师是引导者,基本任务是启发诱导,学生是探究者,其主要任务是通过自己的探究发现新事物在探究过程中不同的学生或者团队可以就同一问题提出不同的解释,或者是看法在互相交流中,使大家思维相互碰撞,努力撞击出创新思维的火花每次探究项目结束后,老师都会组织学生以自由发言或者小组派代表发言的方式展示自己的项目成果或者探究结论比如:在pygame模块游戏设计完成后,以组为单位,分别组织学生展示了自己的设计思路和演示了程序运行结果,其中有两组学生同时设计了打地鼠游戏,一组是在老师提供案例的基础上,提高了地鼠出现的速度和频率,增加了游戏难度另一组是增加了游戏的关卡数,增添了游戏的趣味性通过分享交流,拓宽了学生的设计思路,同时也激发了学生对pygame模块进一步进行探究的动力,提升了学生的创新思维总之,探究式教学在培养学生兴趣,提高学生自主学习能力,加强老师与学生交流方面发挥了重要作用但是,课堂教学是一个不断发展变化的动态过程,所谓“教学有法,教无定法”正是对课堂教学的形象诠释新教材带给我们的不仅仅是形式内容的变化,更多的是全新的教学理念,探索适合学情的教学模式,不仅是对新教材的实践之路,也是提升高中信息技术教师专业成长的必经之路。
参考文献:[1]普通高中信息技术课程标准(2017版)[S].人民教育出版社 -全文完-。