基于App Inventor的高中生计算思维能力培养初探.docVIP

　　基于App Inventor的高中生计算思维能力培养初探 【摘要】文章总结了当前高中信息技术教育中普遍面临的三大问题，并通过对比信息素养与“计算思维”的异同，指出了培养计算思维能力的必要性。同时基于App Inventor的独特优势，初步探索了在信息技术课堂中培养计算思维能力的教学实践。 中国 9/vie 　　【关键词】计算思维；App Inventor；高中信息技术；《魅力校园》教学实践 　　中图分类号：G633.67 文献标识码：A ：1671-0568（2016）33-0077-03 　　我国中小学信息技术起步于20世纪80年代，到现在已有三十余年的发展历史。从总体上来看，由最初的计算机选修课试验到信息技术必修课，主要经历了五大发展阶段，总体培养趋势如下：文化论一技术论一文化素养论（信息素养）。回顾三十余年的发展历史可知，信息技术课程的培养目标紧随着社会发展需求在不断地更新和改变，我国处在“信息素养”培养阶段已经有十余年。在新的时代要求下，我们有必要探索更凸显计算机科学本质，利于教师、学生发展需要的新方向。 　　一、当前高中信息技术课程面临的问题 　　笔者结合自身教学实践及对当前教育现状的文献调研发现，高中信息技术教学主要面临以下几个问题： 　　1.课堂乏味、无趣 　　当前信息技术课堂惯用任务驱动法，甚至有的课堂过度采取单一的任务驱动方式，导致教学过程变得机械无趣。在课堂上，学生只想玩电脑而不是想学习信息技术，因而不利于激发他们的学习积极性，也难以提升其创新能力。 　　2.偏重于“工具论”教学 　　在教学实践中。教师普遍将引导学生掌握计算机的基础知识及基本操作技能作为课堂教学的重心，由此导致信息技术课堂沦为“工具论”的操作演练课，忽视了让学生学会运用计算机科学本质概念解释技术工具背后的通用原理。 　　3.课程内容重合 　　当前，高中信息技术教材版本有十余种，且在较大程度上与初中甚至小学内容重合，削弱了教材在教学实践中的参考作用。笔者拟结合自身信息技术课堂教学实践，关注前两个问题，尝试解决如下问题：其一，如何对教学内容及实施进行重新设计，以激发学生的兴趣、提升创新力；其二，如何使学生学会抽象出计算机科学的核心概念及通用原理，并把它用于解释类似的情境和解决问题的能力。 　　二、信息技术教学培养学生计算思维能力的必要性 　　信息素养的内涵主要包含4个层次：信息知识、信息能力、信息意识和信息伦理道德。信息知识指利用信息技术获取、拓展信息的能力；信息能力是信息素养的核心，指利用信息以及达成特定目的的能力：信息意识指对信息的敏感性及对信息行为的积极态度：信息伦理道德指在获取、利用、加工和传播信息过程中必须遵守的伦理规范和道德准则。 　　计算思维（putational Thinking）这一概念是美国周以真（Jeante M.上提出的计算思维：计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。 　　笔者认为，可从3个层次来认识计算思维：首先，计算思维是一个关乎计算机科学本质和科学思维的基础性概念，培养计算思维能力有利于理解计算机科学的原理。其次，计算思维能力是21世纪人类都应该具备的一种基本技能，与理论思维和实验思维同属于科学思维，它能为高效解决生活实践中所遇到的问题和解释生活现象提供新的方法、思路。再次，计算思维强调运用计算机科学的基本概念发现事物的共性规律，并思考其是否能自动化解决。 　　对比上述“信息素养”和“计算思维”。不难发现信息素养和计算思维的相似之处在于：两者都可以通过培养而习得，均与计算机科学有关，并且都注重能力的内化。同时，两者存在本质区别：信息素养是一个更上位的概念，注重的是基于计算机工具本身来应用和满足自身需求的能力，强调知识性、技能性和应用性；计算思维则更强调运用如“抽象”“分治”“模块化”“迭代”“纠错”等思维能力来对实际情境与问题进行求解、设计和行为理解，是以一种新的思维方式来观察、思考客观世界与计算世界之间的关联，是信息素养的更高阶段。其中，将一个大规模的问题分解为几个规模较小的子问题，叫作“分治”；将一个复杂系统自顶向下逐层划分成若干独立、便于管理的过程，叫作“模块化”。对某种操作重复执行，每次执行时从结果数据的一组原值推出它的一组新值，这叫“迭代”，对产生错误的原因进行排查，叫作“纠错”。 　　正是由于计算思维具备信息素养不可替代的价值，是所有人不可或缺的基本科学思维方式，不难预见信息技术课程教育朝向计算思维培养将是一个必然趋势。 　　三、基于App Inventor的计算思维能力培养 　　App Inventor（后文简写为AI）是一款由Google公司开发的基于Android系统的手机编程工具，