顾倩颐:计算思维与信息技术教学
顾倩颐计算思维与信息技术教学讲义
引导问题2
你是怎么得到这个答案的呢
[A] 你已经知道了这个路线,只是把它回忆起 来 [B] 画一个初略的路径地图 [C] 设想几条可行的路径,从中选择一个 [D] 趁别人不注意的时候向朋友发短信求教 [E] 把整个成都地区模型化为一个有向图,把 这个问题转化为单对最短路径问题,进行数学 计算和解决
引导问题4
下面的哪个选项与其它选项不同
[A] 在超市收银台前排队等待结账的人们 [B] 电脑打印管理中的几个没完成的打印任务 [C] 洗完碗后堆放在碗柜里的碗 [D] 高速公路收费站出口排队的汽车 [E] 医院候诊室里的病人
引导问题4(答案)
下面的哪个选项与其它选项不同
你和你的一个朋友去买电影票
电影院有三个售票窗口 你们如何最快的买到票
引导问题3
什么是最好的方法把20个披萨分给60
个饥饿的学生
[A] 一张大桌子,把所有披萨都放在上面 [B] 5张桌子,每张桌子上放4个披萨 [C] 学生坐成一排,把披萨传到各个学生手里 [D] 由四个服务生把披萨发到各个学生手里
Jeannette M. Wing. Computational Thinking. Communications of the ACM, 2006, 49(3)
视野
计算思维在生活中的例子
从一个500多页的成都市电话簿(成都黄页
)上查找四川师范大学计算机科学学院院 长办公室电话
比如,平均每页有100多个号码, 全书80000余个号码 如何减少你查看的总页数?
算法:制作三明治
材料
一罐花生酱 一罐果酱 一袋面包 一个汤匙
高中信息技术课程教学中计算思维评价策略研究
高中信息技术课程教学中计算思维评价策略研究作者:张洁来源:《电子乐园·中旬刊》2020年第08期山东省菏泽市单县第一中学 274300摘要:高中阶段是学生学习生涯的初始阶段,同样也是高中生养成良好计算思维的重要阶段。
计算思维主要是指运用计算机的相关概念和知识来分析解决问题,是一种较为抽象的思维模式。
开展高中的信息技术课的主要目的在于培养和提升学生的计算机素养,促进学生的全面发展,在推动信息化技术普及化方面有着十分积极的作用。
关键词:高中;信息技术;课程教学;计算思维;评价策略引言在信息化时代背景下,网络信息技术在各行业领域中得到广泛应用,计算思维早已成了现代化教育体制中重要的教学内容。
高中阶段的信息技术学科教学逐渐的转变为技能教学到全能教育,其不仅重视学生信息技术实操能力的培养,更多的是关注学生计算思维的培养以及提升,培养学生的信息技术学科核心素养,树立学生正确的学习观念与思维品质的发展。
1计算思维在社会发展的新时期,人们的日常生活离不开各种各样的电子设备和信息软件,电子信息技术已经成为人类社会发展的主要动力。
高中信息技术课程开展的最终目的就是使学生具有全面的计算思维,从而完善其思维方式。
计算思维不单是思维方式的一部分,在经过大量的相关训练和培养之后,计算思维可以升华为价值观中的一部分。
然而计算思维很容易与计算机概念产生混淆,计算思维是从人的思维思考为出发点而发展的,但是计算机概念是完全以计算机的运转进行定义的。
计算思维讲的是理性的逻辑思维,而不是机械性的重复算法和计算。
计算思维的应用不仅局限在计算机技术相关问题的研究,还可以应用到其他领域、事物的分析思考当中。
具体到高中信息技术课程,教学目标中的计算思维培养主要是指对高中生进行信息技术的相关教学时完善学生的学科思维,并将其系统的、结构性的整理成为个性化的计算思维,促进学生综合素质的全面提升。
2高中信息技术课程教学中计算思维评价策略2.1依据教材而不唯教材优化计算思维训练途径要学会在现有教材基础上,对课程内容进行重组,挖掘适合计算思维养成的教学内容。
计算思维_信息技术学科核心素养培养的核心议题
计算思维:信息技术学科核心素养培养的核心议题计算思维: 信息技术学科核心素养培养的核心议题一、引言信息技术的迅猛发展给人类社会带来了巨大的变革,同时也呈现出机遇与挑战并存的复杂局面。
在这个信息化时代,人们不能再满足于仅仅掌握表层的技术应用,而是需要培养一种更高级的能力——计算思维。
计算思维作为一种新型的思维方式,强调对问题的抽象、分解和建模能力,为解决复杂问题提供了新的思路和思维工具。
因此,将计算思维作为信息技术学科核心素养的培养目标,成为了当前信息教育研究的热点之一。
二、计算思维的内涵与特征计算思维强调对复杂问题的分解和抽象能力,这源于计算机思维的鲜明特点。
计算机思维是一种将现实世界的问题抽象成计算机问题的思维方式,它要求人们能够有效地将问题分解为更小的子问题,进而一步步解决,最终得到整体问题的解答。
计算思维最核心的特征就是它能够将复杂问题转化为计算机可处理的问题,通过建立模型和算法来解决问题。
三、计算思维在信息技术学科中的应用计算思维在信息技术学科中的应用广泛而深入。
以编程为例,编程是计算思维的核心应用领域之一。
通过编程学习,学生可以接触到问题的抽象和建模过程,从而培养他们对问题的分解和解决能力。
在信息技术学科中,计算思维还可以应用于数据分析、算法设计、软件开发等众多领域。
可以说,计算思维是信息技术学科中不可或缺的一部分。
四、计算思维的培养策略与方法计算思维的培养需要采取合适的策略和方法。
首先,教师需要在教学设计中融入计算思维的概念,引导学生通过问题的分解、抽象和建模来解决问题。
其次,教师要鼓励学生进行实践探究,通过实际操作来培养学生的计算思维能力。
此外,多样化的学习资源和工具也是培养计算思维的重要手段,教师应该让学生能够有机会与各种不同的问题和工具进行互动。
五、计算思维的培养评价与反思如何评价和反思学生的计算思维能力,是计算思维培养的一个关键问题。
目前,尚缺乏全面、科学、有效的评价方法和评价工具。
《信息技术基础教学课件》第1章计算思维和计算机基础
础
目录
• 计算思维 • 计算机基础 • 信息技术的发展历程 • 信息技术基础课程的学习方法
01
计算思维
计算思维的定义
计算思维:一种解决问题的思维方式, 通过抽象、分解、概括等方式,将复 杂问题转化为可计算的问题,并利用 计算技术 包括理解问题、抽象化、设计解决方 案、实施解决方案以及评估解决方案 的有效性。
理解信息技术在日常生活和工 作中的应用。
培养自主学习和解决问题的能 力。
学习方法与技巧
理论与实践相结合
在学习理论知识的同时,结合实际操 作,加深理解和记忆。
案例分析
通过分析实际案例,了解计算思维和 计算机技术在不同领域的应用。
小组讨论
与同学一起讨论学习内容,互相交流 心得,提高学习效果。
主动探索
积极寻找相关的学习资源,如网络教 程、在线课程等,拓宽知识面。
计算机的工作原理
二进制数制
计算机内部采用二进制数制进行 计算和存储,因为二进制只有0和
1两种状态,易于表示和实现。
指令执行
计算机执行指令的过程包括取指令、 解码、执行和写回等阶段,通过一 系列指令完成程序设定的任务。
数据存储
计算机存储数据的方式包括内存储 器和外存储器,内存储器速度快, 但容量较小,而外存储器容量大, 但速度较慢。
计算机的应用领域
科学计算
计算机在科学计算领域 的应用包括数值计算、 数据处理和模拟实验等。
工业控制
计算机在工业控制领域 的应用包括自动化生产 线、机器人和智能制造
等。
电子商务
计算机在电子商务领域 的应用包括网上购物、 电子支付和物流配送等。
计算思维信息技术学科核心素养培养的核心议题
计算思维信息技术学科核心素养培养的核心议题一、本文概述随着信息技术的迅猛发展,计算思维已经成为信息技术学科核心素养的重要组成部分。
计算思维,简单来说,就是运用计算机科学的基本概念和方法进行问题求解、系统设计和人类行为理解的一种思维方式。
它涵盖了抽象、算法、数据结构、自动化等多个方面,对培养学生的逻辑思维、创新思维和问题解决能力具有重要的作用。
本文旨在探讨计算思维信息技术学科核心素养培养的核心议题,分析计算思维在信息技术学科中的重要地位,以及如何在教学实践中有效培养学生的计算思维能力。
通过深入研究和实践经验的总结,本文旨在为信息技术教育工作者提供有益的参考,推动信息技术学科教学的创新与发展。
二、计算思维信息技术学科核心素养概述计算思维信息技术学科核心素养,是指在信息时代背景下,个体应具备的以计算思维为核心的信息技术学科关键能力和必备品格。
这种素养不仅包含对计算机科学基础知识和技能的掌握,更强调运用计算思维解决实际问题的能力。
计算思维是一种独特的思维方式,它强调抽象与自动化,通过算法和模型理解和分析复杂系统,寻求最优解决方案。
在信息技术学科核心素养中,计算思维的培养至关重要。
它有助于个体适应信息社会快速发展的需求,提高创新能力和解决问题的能力。
计算思维的核心能力包括逻辑推理、算法设计、数据分析等,这些能力对于个人发展和社会进步具有重要意义。
为了有效培养计算思维信息技术学科核心素养,教育者需要关注核心议题,如课程设置、教学方法、评价方式等。
通过合理的课程设置,引导学生深入理解计算机科学的基本原理和方法;采用多样化的教学方法,激发学生的学习兴趣和动力;建立科学的评价体系,全面评估学生的计算思维能力和实际应用能力。
还需要关注跨学科融合,将计算思维与其他学科相结合,培养学生的综合素养和创新能力。
三、核心议题:计算思维信息技术学科核心素养培养在信息技术日益渗透于社会各领域的今天,计算思维已成为一项至关重要的能力。
计算思维_信息技术学科核心素养培养的核心议题
计算思维_信息技术学科核心素养培养的核心议题计算思维: 信息技术学科核心素养培养的核心议题导言:随着信息技术快速发展和广泛应用,计算思维在教育领域逐渐受到重视。
计算思维是一种通过问题解决和逻辑推理来思考和解决问题的能力,它与计算机科学关系密切。
计算思维不仅是培养学生创新精神和解决实际问题的关键,也是信息技术学科核心素养培养的核心议题。
本文将从计算思维、信息技术学科核心素养和培养的策略等方面进行探讨。
一、计算思维的内涵与重要性计算思维是一种运用计算机科学的概念、原理和方法来解决问题的思维方式。
它包括分解问题、抽象问题、建立模型、算法设计、评估和迭代等过程。
这种思维方式能够帮助人们提高问题解决的效率和准确性,培养创新思维和创造力,培养逻辑思维和系统思维。
在信息爆炸的时代,培养学生的计算思维能力已经成为教育的重要任务。
计算思维不仅是培养学生信息技术能力的必要手段,也是培养学生解决复杂问题和面对未来挑战的关键力量。
在数字化时代,计算思维已经贯穿于各行各业,而且正在成为一种跨学科的工具和方法。
计算思维能够帮助学生从复杂的现实问题中提取关键信息,合理处理和分析信息,最终解决问题。
因此,培养学生的计算思维能力对于他们未来的发展具有重要意义。
二、信息技术学科核心素养的概念与内容信息技术学科核心素养是指学生在信息技术学科中应具备的核心知识、核心技能和核心价值观。
信息技术学科核心素养的培养旨在使学生掌握信息技术的基本概念和原理,具备信息技术的基本技能和操作能力,培养信息技术的正确价值观和伦理观。
具体来说,信息技术学科核心素养包括以下几个方面:1.信息素养:即对信息的获取、评估、组织、分析和利用等方面的基本能力。
学生应具备有效地获取和利用信息的能力,能够进行信息的分类和分析,能够处理和解决实际问题。
2.技术素养:即掌握信息技术的基本概念和原理,具备信息技术的操作能力和技术实践能力。
学生应了解计算机硬件和软件的基本知识,掌握常用的办公软件和网络应用,能够运用信息技术工具解决问题。
计算思维在信息技术教学中的运用
计算思维在信息技术教学中的运用贵阳中天中学何雪松信息技术课程推进了这么多年,在信息技术课程日趋成熟的今天,我们的信息技术教学中还缺乏些什么呢?今天我就来谈谈我在信息技术教学工作中找到的一条提升学生信息素养的有效途径——计算思维。
托尔斯泰在他的教育论文集说:“靠记忆力来掌握未曾检验过的概括,是破坏思维进程的最大祸害”。
所以信息技术课程标准要求学生在信息技术课程中必须保证一定课时的上机实践操作。
这是很重要的一个方面,但是我们却忽略了另外一个贯穿于学科学习中的副产品——计算思维。
这个问题很少被明确的提出和讨论。
今天我就来介绍一下计算思维是什么,并向大家介绍一下我在教学中的运用实例。
首先我们先看一个短片,这是广州市南武中学数学教师谢捷的女儿谢恩希,3岁117天的时候,创下了114秒还原六面魔方的吉尼斯世界纪录,这个故事告诉我们有效地训练我们的思维,是可以提高相关方面的思维能力的。
那么人脑常规是如何思维的呢?我们现在来做一个互动的实验,这里有8个小木块,哪位老师能上来帮我还原成一个如图所展示的正方体呢?通过这个蒙台梭利二项式的玩具还原游戏,我们可以感受到具体到抽象的过程,当然抽象的公式反过来可以指导我们具体任务。
这就是我们简单的思维过程,两个看似简单的智力玩具,却无形中提升了我们的思维能力。
那么计算机能提升我们什么样的思维能力呢?这就是随着计算机不断普及后,计算机泛在化、平民化现象后发展起来的一种像计算机科学家一样解决问题的计算思维能力。
2011年我作为贵州省中学信息学奥赛的指导老师得到计算机协会资助,免费参加了在深圳举办的2011中国计算机大会,这是目前国内计算机领域学术水平最高的会议了,我在这次会上听了陈国良院士做了一篇题为:“计算思维是振兴计算机教育的途径”的演讲。
他在演讲里面纠正了“计算机科学等同于计算机编程和认为计算机科学的基础理论已完成剩下的只是工程问题”的错误观点,这些观点只有通过我们信息技术教育一线的广大教师不断的改变教育理念,落实教材内容创新教法,才能在信息技术的课堂教学中培养出更多的信息技术学科优秀人才,才能在自己的教师职业生涯中找到闪光点。
计算思维与信息技术课程的发展
计算思维与信息技术课程的发展(2012-02-12 23:58:34)最近,一些从事信息技术教学的中小学教师向我咨询,未来信息技术课程改革与发展的方向和趋势是什么,如何提高信息技术课程的教学质量?关于信息技术课程发展的方向,可以参考周以真教授提出的“计算思维”,并结合自己学校的实际情况来考虑。
据美国自然科学基金官方消息,卡基-梅隆大学计算机学院院长、亚裔女性周以真(Jeannette Wing)将出任NSF计算机与信息科学与工程部(CISE)副部长。
她将于2007年7月1日上任。
周以真将负责管理美国NSF在信息科学和计算机研究领域的基金。
CISE每年的预算高达五亿两千七百万美元,CISE提供的经费占整个美国联邦政府对计算机科学研究经费的86%。
卡基梅隆大学的校长Jared L Cohon评价说:“周以真是当今世界上最有创新精神、最具原创力的计算机科学家之一。
她在科研、教学和行政上均做出了重大贡献。
NSF不可能找到一个比周以真更好的人选了。
”以下有关“计算思维”的容转引自华南师大学附小吴向东老师博客,吴老师早在2007年就开始关注计算思维与科学教学改革的问题,/post/1191.html周以真:计算思维Jeannette M. Wing (周以真)翻译:徐韵文,王飞跃校对:王飞跃中国计算机学会通讯2007年第十一期计算思维建立在计算过程的能力和限制之上,由人由机器执行。
计算方法和模型使我们敢于去处理那些原本无法由任何个人独自完成的问题求解和系统设计。
计算思维直面机器智能的不解之谜:什么人类比计算机做得好?什么计算机比人类做得好?最基本的问题是:什么是可计算的?迄今为止我们对这些问题仍是一知半解。
计算思维可以做什么?计算思维是每个人的基本技能,不仅仅属于计算机科学家。
我们应当使每个孩子在培养解析能力时不仅掌握阅读、写作和算术(Reading, wRiting, and aRithmetic——3R),还要学会计算思维。
计算思维对中小学信息技术课的影响与启示
计算思维对中小学信息技术课的影响与启示作者:董慧珍来源:《科教导刊·电子版》2018年第26期摘要在科学技术不断进步的当下,人类目前已经基本步入了信息化时代,相较于以往,信息化时代对人才提出了更多、更新的要求,在这样的背景下,中小学信息技术课在教育领域的影响力逐步上升,但受到人员意识、教学手段等因素的影响,在实际教学中中小学信息技术课的课堂教学效率不高的问题仍然广泛存在。
为进一步提升教学质量,文章从计算思维出发,分析探讨了计算思维应用与中小学信息技术课的作用与价值,并提出了几点针对性的教学意见和建议,以期能够对相关人员工作的开展有所帮助。
关键词计算思维中小学信息技术课影响启示从目前的中小学信息技术学科教学现实状况来看,近年来中小学信息技术学科教师在教学过程中关注与强调学生信息素养,从实际教学效果来看,中小学生的信息技术相关操作技能学习得很好,而学生思维缺失的现象比较严重。
尽管大家对计算思维有着广泛的兴趣和关注,但是如何把计算思维整合到中小学教育中仍然面临着许多困惑,本文将重点探讨计算思维对中小学信息技术课的影响与启示。
1计算思维概述在过去几年中,计算思维在教育领域受到越来越多的关注,许多国家积极把计算思维引入中小学教育。
关于计算思维的定义,目前理论界尚无一个统一的定义,但大部分学者认为,计算思维是一种解决问题的方法,从计算机科学领域扩展到所有学科,为利用计算机解决问题提供了分析问题和设计解决方案的独特方法。
计算思维描述了当我们思考如何利用计算机(或人)来解决问题时所利用的过程与方法。
21世纪是人工智能时代,而计算思维是人工智能时代的素质教育,孩子通过学会“教”计算机怎么去解决问题,建立分析问题,解决问题的能力。
研究证实,相较于拥有计算思维的学生,不具备计算思维的学生其在学习过程中的具体表现往往更加难以令人满意。
整体来看,在中小学信息技术课中融入计算思维将是未来教学的重要趋势。
2计算思维对中小学信息技术课的影响2.1提高教学效率对于中小学信息技术课程,运用计算思维的理念进行教学可以使课程更加容易的被学生接受,解决传统中小学信息技术课程中,学生学习兴趣不高、主动意识较差等问题;与此同时,计算思维理念的运用还可有效提高课堂教学效率,相较于传统教学思想,计算思维尤其强调对于学生学科思维的培养,而对于任何一个科目而言,思维均是指导学习必不可少的条件,只有当学习者具备正确、科学的学习思维时,才能保证学习效果事半功倍,因而,通过计算思维培养学生学科思维的方式是能够有效提高课堂教学效率的。
以计算思维为核心导向的高中信息技术教学实践
-017-2023年第26期(总第366期)课堂计算思维是以计算机为媒介来进行科学分析与问题解决的一种思维方式,相比传统的数学思维与工程思维,它更加抽象和灵活,也更具思辨性,是信息技术核心素养的重要基础。
在教学中,高中信息技术教师应明确教学目标,以课程为载体,引入贯穿计算思维的理论内容,着重培养学生的计算思维,强化学生的理性思维,帮助学生构建计算思维体系,进而使学生能够独立解决实际问题,达成高效育成信息技术核心素养的学科目标。
一、计算思维概述区别于数学、物理学科,信息技术学科计算思维的基础模式依托于计算机应用程序,是将所提供的字符及代码翻译成数据,再通过程序转译,将数据再翻译成代码的思维程序转译过程。
对此,计算思维可以看作是一种将人的智慧与机械的智能有机结合的思维模式。
在学习信息技术学科的过程中,学生既要熟练掌握各类基础知识,也要具备运用计算思维分析与解决问题的能力。
学生在面对抽象的知识点时,可以借助计算思维,将复杂的思考过程细化为思维节点或具体操作。
这不仅有助于学生把握解题技巧,培养解题能力,同时能强化他们的逻辑思辨能力,进一步提升学生对抽象信息的分析能力以及对实际问题的解答能力。
二、培养学生计算思维的价值与意义(一)新课改的要求随着时代发展,我国以科教兴国为核心主旨,逐步推动新课改,大力培育技术型人才。
如今,学生虽然可以在日常生活中亲身感知科技与生活的融合,感受信息技术给人们生活起居和日常出行带来的便利,但教师如果不加以引导,学生对信息技术的认知容易停留于生活层面,缺乏对技术层面更深层次的探究。
现阶段,各国之间的竞争焦点逐步转向科技领域,为使我国在国际竞争中抢占先机、拔得头筹,学校需要发挥自己作为信息技术普及教育的有效媒介的作用,培养国家所需要的科技人才。
对此,教育部开始对高中信息技术教材及教学方式进行改革,明确规定了信息技术核心素养以及能力标准的培养要求。
其中,以计算思维为核心导向的教学思路,为后续相关教学设计奠定了基础,引导教师树立与时俱进的教学理念,不断创新教学模式,革新教学思路,让学生更好地学习信息技术知识,构建信息技术知识体系,为国家科技领域战略发展贡献力量。
关于计算思维进入中小学信息技术教育的思考
关于计算思维进入中小学信息技术教育的思考作者:谢忠新来源:《中小学信息技术教育》2017年第10期谢忠新,上海市计算机特级教师,教育技术博士,华东师范大学基础教育特聘教授,上海市浦东教育发展研究院教育信息中心主任,曾获“全国优秀教师”等荣誉称号,对中小学教育信息化与信息技术教育有比较深入的研究与实践经验。
目前为止,担任了共四期浦东新区中小学信息科技教师培训基地的主持人,带教指导了几十名信息科技骨干教师;出版了多本专著,如《中小学信息科技学科教学策略与方法》《网络环境下的课例研究》;开发了多门上海市中小学教师教育的共享课程,开发了多门中小学教师信息技术应用能力提升的网络课程;主编并正式出版了多本中小学与中职的信息技术教材;在教育核心期刊上发表了几十篇有关教育信息化与信息技术教育的学术论文;主持了多个上海市及全国教育信息技术应用相关的课题研究;每年为全国多个地区与学校的校长、教师、培训管理者开展教育信息化相关的专题讲座。
在过去几年中,计算思维(CT)和相关概念(例如编码、编程、算法思维)在教育领域受到越来越多的关注。
国际教育技术协会(ISTE)、计算机科学教师协会(CSTA)、英国计算在学校工作组(CAS)、谷歌和微软等国际知名企业都在研究计算思维如何进入中小学,我国的高中信息技术课程标准(2016)也提出了计算思维的概念。
尽管有着广泛的兴趣和关注,但是如何把计算思维整合到中小学教育中仍然面临着未解决的问题和挑战。
为了有效地把计算思维融入到中小学信息技术教育中,需要对一些问题进行深入思考。
思考一:中小学信息技术教育为什么需要计算思维从学科本身视角来看,中小学信息技术学科需要学科思维,信息技术学科学生获得的不仅是信息技术的相关知识与操作技能,更应该是一种独特思考和解决问题的方式(计算思维),它允许学生以更深的方式来理解数字世界,就像物理学科是为了使得学生更好地理解物理世界,生物学科是为了使得学生更好地理解生物世界。
信息技术课程标准核心素养计算思维解读
信息技术课程标准核心素养计算思维解读
信息技术课程的核心素养之一是计算思维。
计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法,在问题解决过程中涉及的思维活动,如抽象、分解、建模和算法设计等。
计算思维的核心特征包括:
1. 抽象思维:将复杂的问题转化为更简单、易于处理的抽象表达形式,以便于分析和解决。
2. 分解问题:将复杂问题分解为若干个较小的子问题,分别解决,从而降低解决问题的难度。
3. 算法设计:通过设计有效的算法,将解决方案转化为可执行的计算机程序,实现问题的自动化解决。
4. 评估与优化:对解决问题的方案进行评估和优化,以提高解决问题的效率和效果。
在信息技术课程中,计算思维的培养可以通过多种方式实现。
例如,可以引导学生通过编程解决实际问题,让他们在实践中体验计算思维的方法和技巧,提高他们的问题解决能力。
同时,也可以通过开展项目式学习、探究式学习等方式,让学生在解决问题的过程中,培养计算思维的核心素养。
总之,计算思维作为信息技术课程的核心素养之一,对于提高学生的信息素养和问题解决能力具有重要意义。
通过培养计算思维,学生可以更好地适应信息时代的需求,为未来的学习和工作打下坚实的基础。
在初中信息技术教学中培养学生计算思维之初探
在初中信息技术教学中培养学生计算思维之初探王君教育部颁布的《普通高中信息技术课程标准(2017年版)》(以下简称“新课标”)明确将信息素养凝练细化为“信息意识”“计算思维”“数字化学习与创新”“信息社会责任”四项信息技术学科核心素养,其中“计算思维”的提出,更是为广大的一线信息技术教师开启了一场头脑风暴,同时也吹响了信息技术课程从技能工具型辅助学科向培养学生信息素养和思维能力的关键学科转变的号角。
对照课标,理解计算思维内涵所谓计算思维,并不只是让学生学习掌握某项信息技术技能,而是培养学生运用计算机科学领域的思想方法对问题进行抽象分析并转化为处理问题的能力,或者说是培养学生的信息思维习惯和意识。
怎样理解计算思维中所提到的计算机科学领域思想方法呢?笔者通过一些生活中的具体例子来解释。
例如,停车场里的学生自行车发生丢失,怎样通过停车场的监控视频,用最短的时间找到偷车贼呢?运用计算机科学领域思想方法解决这一问题的做法是采用编程思想中的折半查找法:先把进度条拖到监控视频中间位置,看自行车是否还在,如果不在,则拖动进度条至前半部分的中间位置,如果在,則拖动进度条至后半部分的中间位置……如此重复几回,会大大缩短查看视频的时间,用最少的时间解决这一问题。
现实生活中运用计算思维的地方还有很多:当你早晨上学时,把当天所需要的东西放进背包,这就是“预置和缓存”;当有人丢失自己的物品时,他会沿着刚走过的路线去寻找,这就是“回推”……由此可见,计算思维与人们的工作与生活密切相关,未来计算思维将成为人类不可或缺的一项基本生存能力。
以思维训练为抓手,促进计算思维落地一线教学思维的培养和提升,关键在于学生是否有独立思考的过程和自主完成学习任务的能力。
这两方面分别体现了思维训练和操作技能训练两个维度,思维训练是核心、灵魂,操作技能训练是基础、血肉,两者相辅相成,缺一不可。
因而,要使计算思维真正落实到一线教学中,就需要彻底改变以往教师操作演示、学生“依葫芦画瓢”的传统教学模式。
新课标背景下信息技术教学中的计算思维培养
新课标背景下信息技术教学中的计算思维培养作者:钟玲来源:《电脑知识与技术》2021年第04期摘要:国家教育部2020年版《中等职业学校信息技术课程标准》的发布实施标志着新一轮以计算思维培养为核心的信息技术课程教学改革势在必行。
本文通过阐述计算思维的基本内涵,分析了新课程标准实施下信息技术教学的新变化,指出计算思维是信息技术教学的核心任务,并提供了在信息技术课程一线教学中有效培养学生计算思维的教学实践案例,以期为教育同行提供有效参考。
关键词:计算思维;信息技术教学;课程标准;核心素养;教学实践中图分类号:TP311 文献标识码:A文章编号:1009-3044(2021)04-0085-02随着我国以云计算、大数据、物联网、5G等为核心的前沿信息技术的突破和发展,信息技术与产业深度融合对信息技术教育提出了新要求、新挑战。
国家教育部于2019年10月印发《中等职业学校公共基础课程方案》,方案中规定中等职业学校公共基础课分为必修课程、限定选修课程和任意选修课程,信息技术与思政、语文、历史、数学、外语、体育与健康、艺术,物理、化学等10门课程为公共基础必修课。
2020年1月20日,国家教育部发布了信息技术、数学、体育与健康、物理、化学等5门公共基础必修课的《中等职业学校课程标准》(以下简称“2020年版新课标”“新课标”),新一轮以计算思维培养为核心的信息技术课程教学改革已掀开序幕。
1 新课标明确:计算思维是信息技术教学的核心素养1.1 计算思维的概念美国卡内基·梅隆大学计算机系主任周以真(Jeannette M. Wing)教授提出:计算思维(Computational⁃Thinking)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的思维活动⑴。
计算思维的本质是抽象和自动化,是数学思维、逻辑思维和工程思维的综合。
1.2 新课标界定的计算思维核心概念2020年版新课标指出:计算思维是指个体运用信息技术的思想方法,在分析处理信息、解决问题过程中产生的一系列思维活动。
小学信息科技教学中“计算思维”的培养策略
小学信息科技教学中“计算思维”的培养策略作者:宋瑶来源:《小学教学研究·教研版》2024年第01期【摘要】在学科核心素养背景影响下的教学变革,直接影响到教学观念和教学行为的转变。
小学信息科技教育要“让教于学,以学生思”,回到学生本位引导学生深度学习信息科技。
对学生核心素养的培养,一方面对教师的教学活动提出了更高的教学要求,另一方面更加注重对学生计算思维能力的培养。
教师应加强学生的“学”,激发学生的思维活力和创造活力,继而让学生在信息科技课堂中能够深入学习和有效学习。
信息科技教学着力培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习和信息责任,指导学生分析和采集信息、判断和处理重要信息,形成计算思维,并将其迁移到具体的问题解决过程中。
文章主要论述小学信息科技课堂计算思维的培养策略。
【关键词】计算思维信息科技培养在信息化时代背景下,信息教育越来越关注对学生计算思维的培养。
计算思维是一个比较抽象的概念,简而言之就是运用计算机科学领域的思想方法形成解决问题方案的过程。
计算思维与我们的生活息息相关,能够帮助我们处理很多复杂的问题,可以化繁为简,也可以提纲挈领,大大提升工作效率。
小学阶段的学生学业压力和升学压力并不是很大,有时间和精力去培养自己的兴趣爱好,同时这一阶段的学生对周围的新鲜事物有强烈的探知欲望。
教师应抓住这关键期,在传授基础知识的同时,着重培养学生对具体问题的思考和探究分析能力。
无论是对学生的自身成长,还是对小学信息科技教育发展本身,加强学生计算思维的培养都是极其重要的。
计算思维是一种思维方式,运用计算机科学领域的思想方法形成解决问题方案的过程,包括组织、提炼、归纳、分析、探究等一系列思维活动,为问题的有效解决提供观点和方法。
因此,在小学信息科技课堂上培养学生的计算思维具有重要的应用前景和现实意义,具体主要体现在三个方面:从学生角度来说,计算思维的培养是信息科技核心素养的重要内容,在具体的教学中,教师可以通过游戏、编程、日常对话等方式提升学生的计算思维,可以促进学生的数学、逻辑、思维等能力的开发,培养学生思考问题和解决问题的能力,提升其人际交往和团队协作的能力;从教师角度来说,计算思维的培养有助于教师构建以学生为主体的课堂,对课堂的教学把控则提出了更高的要求,需要教师整合更多的教学资源并优化课堂教学设计,促进核心素养下的教学改革;从学科角度来说,计算思维的培养是信息化时代对信息教育提出的更高要求,教师要应帮助学生构建思维体系,促进其计算思维的培养,使学生具备终身发展和社会发展必备品格和关键能力的核心素养,把培养新时代的信息化人才作为重要的教育目标。
基于计算思维的小学信息技术课教学策略——以“算法与程序设计”模块为例
基于计算思维的小学信息技术课教学策略——以“算法与程序设计”模块为例□陆熠【摘要】计算思维是小学信息技术学科的核心素养之一,而“算法与程序设计”模块是培养学生计算思维的重要载体。
在教学研究和应用中,教师应在观念上,重视计算思维的培养;在教学中,融入计算思维的训练;在评价上,注重计算思维的反馈。
由此,着力培养学生的计算思维能力,为学生学习高级程序语言奠定基础,形成解决问题的思维方法,更好地适应未来的社会。
【关键词】小学信息技术;计算思维;算法与程序设计计算思维,是指运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计,以及人类的行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。
《江苏省义务教育信息技术课程纲要(2017年修订)》(以下简称《课程纲要》)明确提出,义务教育信息技术学科核心素养包括信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任等方面。
可见,计算思维是解决问题的基础能力之一,是学生必须掌握的最基本的思维方式。
在小学信息技术教学中,尤其在“算法与程序设计”模块中培养学生的计算思维,对提高未来信息社会公民信息素养有着重要的意义。
笔者试以苏教版五年级第7课《穿越迷宫》为例,说明培养学生计算思维的教学策略。
一、在观念上,重视计算思维的培养计算思维是美国计算机科学家周以真教授于2006年最先提出的。
对于计算思维的概念认知,发展到目前为止,定义大概有三类:“问题解决说”“信息表达说”“三维目标说”。
“问题解决说”强调的是过程思维;“信息表达说”强调的是可视化思维;“三维目标说”是前两者的综合,三维分别是指计算概念、计算实践、计算观念。
《课程纲要》中已经把计算思维的培养提升到学科核心素养的高度,广大教师必须在观念上重视计算思维,进一步厘清计算思维的概念,将计算思维融入到教学中。
“算法与程序设计”模块是培养学生计算思维的重要载体,只有敢于直面计算思维,高度重视算法与程序设计,才有可能真正地将计算思维的培养落实到课堂教学里。
计算思维理念下的信息技术问题解决式课堂教学
计算思维理念下的信息技术问题解决式课堂教学作者:沈俊卿来源:《山西教育·教学》2020年第04期计算思维能力是信息技术学科核心素养的重要组成部分,是人们认识和解决问题的基本能力之一。
在计算思维理念下,信息技术课堂教学如何开展,如何培养学生解决问题的能力,是每一位信息技术教师需要思考和探索的。
笔者最近有幸观摩了市里的小学信息技术优课评比,认真聆听了六节课,应该说收获满满。
本次小学信息技术优课评比的内容是苏科版五年级信息技术第14课《声音控制小猫动作》,内容比较简单,就是利用声音传感器,通过Arduino主控板,借助xDing软件来控制小猫的动作。
这一课内容涉及硬件的连接和程序的编写。
下面我就以此内容为例来谈谈计算思维理念下如何进行问题解决式课堂教学。
一、情境创设,发现问题情境创设是信息技术课堂教学中常用的教学活动形式。
教师通过营造一种情境,通过在情境中发现问题,使学生形成较强的求知心理,并且能主动参与对知识的探索与发现。
在本节课中,有一位教师的情境是这样创设的:她把上课的教室设定为一艘太空船,所有的学生都是这艘太空船的船员,然后太空船就向宇宙进发,进行一场神奇的太空之旅。
在太空船完成计划返航途中,太空船突然发生故障,无法继续飞行。
应该说这位教师的情境创设很成功,从学生进教室时,教师说的第一句话“欢迎大家来到神舟号太空船”到教师对每位学生的称呼“某某船员”,从教室前面大屏幕上不断出现的太空动态画面,到太空船故障时发出的警报(声音加文字),以及太空船发出警报时,教师告诉学生:“我们现在在太空,飞船发生故障,不能继续前进,孤立无援,要想回到地球,只有靠我们大家团结合作,共同努力。
”这些无不让学生有一种身临其境的感觉,而且自始至终这一堂课就围绕着此情境展开教学,让学生感受到问题解决的完整性和连续性。
可见,有了情境创设,效果自然不一样,通过情境创设,可以引出相关问题。
对于学生来说,面对问题,需要解决问题,所以才需要学习这节课的知识,这样就比较顺理成章。
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抽象:如何能有效的为这类问题提供答案? 自动化:怎么设计一套系统可以回答这样的问题(比 如Google Maps)
什么是计算思维
定义
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 到本世纪中叶,计算思维将成为人类大众所掌 握的一项基础技能 (成为同阅读、写作和算术 并列的基础技能)
引导问题4
下面的哪个选项与其它选项不同
[A] 在超市收银台前排队等待结账的人们 [B] 电脑打印管理中的几个没完成的打印任务 [C] 洗完碗后堆放在碗柜里的碗 [D] 高速公路收费站出口排队的汽车 [E] 医院候诊室里的病人
引导问题4(答案)
下面的哪个选项与其它选项不同
刚刚发生了什么(反思)
你是什么思考这个问题的
在你头脑中的思考(脑力模型) 得到一个精确到每步的路线(算法模型)
什么是到达目的地的最好方法 尽量减少遭遇红灯的次数(效率模型)
其它需要考虑的问题
如果。。。怎么办。。。(逻辑思考模型)
成龙路因修路禁止通行? 公园开园庆典,应尽量避开该路段? 高峰时段?天气影响?交通事故影响?
基于计算思维的课堂教学
如何在课堂中培养学生的计算思维
把计算思维的核心概念整合到日常教学中
从增强教师自身对计算思维的理解开始 使用各种计算思维的例子和教学资源
在课堂中使用计算思维的术语 鼓励学生批判性地检视和使用信息 让学生学会抽象与提炼
为学生提供机会用他们已有的知识和技巧解决新的未 知问题
演绎推理
从通用原则到个体事例 例如:
理论:所有鸟类都是卵生的
假说:企鹅会生蛋吗? 观察:企鹅是鸟类 确证:企鹅会生蛋
理论 假设 观察
确证
核心概念:算法(Algorithm)
什么是算法?
解决一个具体问题的一系列步骤
算法为什么重要
在日常生活中,我们用算法来描述解决问题的 方法 计算机程序通过执行算法来完成指定的任务
到原因,你将采取下面的哪个行动?
[A] 去买个新的台灯 [B] 给你知道的电工打电话 [C] 找邻居借个台灯来先用着 [D] 重复上一题的5个步骤,再试一次 [E] 今天先不去管它了
计算思维在中小学信息技 术教学中的重要性
计算思维的好处
使信息技术的教学从技术能力提升到思维能力的 获得上 培养学生成为问题解决者而不是软件的使用者 鼓励创新思维 把很多你已经在课堂上讲授的问题处理技巧进行 梳理和提炼,使学生从思维层面接受和掌握它们
计算思维与信息技术教学
顾倩颐 计算机科学学院 四川师范大学
概要
计算思维提出的背景 什么是计算思维 计算思维的核心概念 计算思维与信息技术教育
计算思维提出的背景
背景:信息技术教育存在的困境
信息技术教育的“狭义工具论”问题
计算机作为工具的使用 操作重于能力
信息技术教育的浓缩问题
归纳、推论 从特殊事例到通用的原则 例如: 8÷1=8; 27÷1=27; 118÷1=118; „ 任何数除以1都等于它本身. 3+5=8; 7+9=16; 27+23=50; „ 一个单数加上一个单数等于一个双数.
理论
假说
规律
观察
核心概念:逻辑思维(Logical Thinking)
设计专门的计算思维培养活动:研究性学习
基于计算思维的信息技术教学设计
提出问题
分析问题
构造模型
设计算法
程序实现
激发兴趣
逻辑思维
归纳模型
形成算法
编码调试
解答的多样化
尊重学生不同的认知方式
不同角度认识问题 不同方式表达算法 不同方法编写程序 不同软件 程序设计实验教学 培养学生的创新意识、探索精神和问题求解能力 多样性可以尽量激发学生的思维活动 构造性通过算法变化也能够强化计算思维训练
晚上你回到家发现桌上的台灯不亮了
(早上你出门时它还是好的),你首 先将会采取下面选项的哪个动作?
[A] 检查台灯开关是否打开 [B] 检查台灯的灯泡是否是好的 [C] 检查台灯的电源是否插上 [D] 检查插台灯电源的接线板是否工作 [E] 检查这个房间是否有电
引导问题6
如果你上面5个方法都试了还是没有找
你和你的一个朋友去买电影票
电影院有三个售票窗口 你们如何最快的买到票
引导问题3
什么是最好的方法把20个披萨分给60
个饥饿的学生
[A] 一张大桌子,把所有披萨都放在上面 [B] 5张桌子,每张桌子上放4个披萨 [C] 学生坐成一排,把披萨传到各个学生手里 [D] 由四个服务生把披萨发到各个学生手里
引导问题2
你是怎么得到这个答案的呢
[A] 你已经知道了这个路线,只是把它回忆起 来 [B] 画一个初略的路径地图 [C] 设想几条可行的路径,从中选择一个 [D] 趁别人不注意的时候向朋友发短信求教 [E] 把整个成都地区模型化为一个有向图,把 这个问题转化为单对最短路径问题,进行数学 计算和解决
计算思维在教学和学习中的应用
使学生学会如何抽象出通用的原理并把它用于解 决类似的情境和问题
或者说,学会怎样从理解原理到解决现实问题
把计算思维作为一种自动化的抽象方法
在课堂上引导学生体验建模过程和仿真过程 鼓励学生构建自己的模型和仿真
在计算思维的视野里,问题解决的能力就是通过 对已有知识和技能的抽象提炼,去给未知的问题 寻找答案
不是使用软件编程的技术细节
是基础的,不是生搬硬套的技巧
不是用来加在你的教学计划中的内容
是一种人类思考的方法,而不是计算机思
考的方法
结合了解题思维和关键性思考
是概念,不是成品 是对任何人,任何场景都适用的
计算思维的核心概念
计算思维的核心概念
抽象(Abstraction) 逻辑思维(Logical
计算思维是与阅读能力,写作能力和算术思维并列的第四 种能力
印刷出版促进了阅读、写作和算术的普及,计算机也以类似的正 反馈促进了计算思维的传播。
中国科学院院士李国杰:计算思维的培育是克服“狭义工 具论”的有效途径,是解决其他信息科技难题的基础 中科院计算所总工程师徐志伟:计算思维是一种本质的、 所有人都必须具备的思维方式,就像识字、做算术一样; 在2050 年以前,让地球上每一个公民都应具备计算思维 的能力
算法:制作三明治
材料
ห้องสมุดไป่ตู้
一罐花生酱 一罐果酱 一袋面包 一个汤匙
你的任务
确定制作一个花生酱和果酱混合三明治的步骤 是什么?
核心概念:纠错(Debugging)
什么事纠错?
找到并修正你在解决一个具体问题时设计或执 行中的故障(bug),使你能顺利达成原本的 目标
引导问题5
引导问题3(答案)
什么是最好的方法把20个披萨分给60
个饥饿的学生
[A] 一张大桌子,把所有披萨都放在上面 [B] 5张桌子,每张桌子上放4个披萨 [C] 学生坐成一排,把披萨传到各个学生手里 [D] 由四个服务生把披萨发到各个学生手里
总结:计算思维是。。。。
是概念化,不是编程
Thinking)
算法(Algorithms)
纠错(Debugging)
核心概念:抽象(Abstraction)
分解(Decomposition)
计算思维就是把一个复杂的问题重新组织表达 成一系列熟知的、容易解决的问题
抽象(Abstraction)
把重要的细节抽离出来 确立解决类似问题或情形的原则方法
[A] 在超市收银台前排队等待结账的人们(队 列) [B] 电脑打印管理中的几个没完成的打印任务 (队列) [C] 洗完碗后堆放在碗柜里的碗 (堆栈) [D] 高速公路收费站出口排队的汽车 (队列) [E] 医院候诊室里的病人 (队列)
核心概念:逻辑思维(Logical Thinking)
什么是计算思维
实例:指路问题
你能告诉我从四川师范大学到成都火车北站怎么 走吗?
引导问题1
你的路线有多复杂呢
[A] 一步完成:直接在GPS或Google中键入: “成都火车北站” [B] 分两步完成:先坐332路到成仁公交站; 再转54路到火车北站 [C] 分多步完成:成龙路静居寺路二环路 [D] 详细路线:出校门右转2公里后右转5 公里后左转7公里后右转。。。。。
通过算法多样化训练计算思维
增强算法的多样性和构造性
程序开发中的计算思维
以小组为单位完成一个程序设计 教师列出要求与主要功能,小组协作分工到组员 (分治) 复杂的程序设计问题到几个简单的程序任务 任务的均衡性和合理性 并行开发的效率与协调 程序整合的问题 程序的迭代与优化 程序的测试和排错(计算思维中的纠错思维)
案例:计算思维培养
案例:计算思维培养
Google的计算思维教学资源库
/edu/computationalthinking/
包含课程与案例
在线论坛 Introduction to Python programming
Jeannette M. Wing. Computational Thinking. Communications of the ACM, 2006, 49(3)