以计算思维培养为目标的Excel微课程设计

以计算思维培养为目标的Excel微课程设计

“电子表格的设计与制作”是《上海市信息科技课程标准》中初中信息科技课程内容的一个部分，是计算机处理数据也是初中信息科技学业水平考试的一个重要内容。电子表格软件有其显著的特点，那就是操作容易理解难，上手容易深入难，做练习容易解决问题难。以往在教授这部分内容时，教师们会侧重学生基本技能的达成，关注“怎么做”，而忽略“是什么”和“为什么”。因此基本教学方法停留在“教师讲授+学生操练”，评价方式也相对单一，学生只需要完成一定数量的练习，即可过关。这种教学模式确实能使学生在考试中取得较好的成绩，但由于他们对所学内容缺乏一定程度的理解，因此容易遗忘，也不可能真正从思维层面和能力层面得到提升，学生“想不到”利用电子表格来解决问题，也“不会”将其应用于日常生活。随着各学科对学生思维培养的日渐重视及“计算思维”概念的逐步深入，笔者尝试换一种思路来设计本单元，即“基于计算思维培养的Excel 微课程设计”。

课程目标

掌握Excel的基本技能依然是学习的重点，包括表格的设计、数据的输入、计算、简单函数应用、图表创建等。但

除此之外，笔者将目标重点定位在以下三点：①注重思维培养。主要是计算思维的培养，重点在抽象和建模。②注重问题解决。注重从问题开始的数据设计、建模、分析的全过程。

③注重自我学习。引入MOOC模式，利用Moodle课程平台，让学生体验自我学习的过程，为他们应对未来的开放课程时代做准备。

Excel教学内容中计算思维的体现

计算思维是运用计算机科学的基本概念进行问题求解、系统设计、人类行为理解等一系列涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。这个广为流传的定义是卡内基梅隆大学的周以真教授在2006年提出的。计算思维的核心概念是抽象、逻辑思维、算法和纠错。在Excel中，计算思维可以在以下几个方面得以体现。

1.抽象和自动化

抽象和自动化包括两个层面的概念，其一是将社会/自然现象进行抽象，表达成可以计算的对象，构造对这种对象进行计算的算法和系统，来实现社会/自然的计算，从而通过这种计算发现社会/自然的演化规律；其二是强调用社会/自然可接受的形式（如多媒体、虚拟现实、自动控制等）来展现计算及求解的过程与结果。Excel数据建模就是这两个层面的具体体现。将一个生活中的具体问题构建为一个简单的数据模型，在建构过程中，会涉及常量和变量、对象、运算符、

函数、引用、公式等。模型的建构取决于用户需求以及作者对问题的分解和界定，可以将数据模型比作一个巨大的函数，用户只需要提供或改变一些数据，模型就可以帮你求解（如图1）。

所以在Excel的学习过程中，教师带领学生从实际问题出发，通过分析、设计、构建简单的数据模型，以实现对问题的解决，从而体现“抽象和自动化”，将对学生后续的思维发展起到非常重要的奠基作用。

2.运算符和数据类型

在计算机语境中，运算符和数据类型是两个基本术语，也是学习程序设计的必由之路，因为它们是计算机存储和运算的基础，是“自动化”的基础。从Excel诞生的那一刻起，计算便是它最重要的功能，而计算必将涉及运算符和数据。不同的运算符需要不同类型的数据参与。虽然在Excel中不需要对数据类型做严格的细分，但其却是一个比较好的载体，能让学生明白“数值”、“文本”和“布尔”这三种基本数据类型及其相关的运算。

3.对象和属性

在计算机领域中，在面向对象的程序设计中，属性是一个非常重要的概念。而在Excel中，单元格、行、列、工作表、透视表等都是对象，仅以“单元格”为例，用户可以改变它的内容、格式（字体/大小/边框/底纹）、行高列宽、位置，

这些其实都可以算作一个单元格的属性，均可以参与运算。

教学策略

1.分解知识点，创建微视频

Excel的知识技能和思想方法对于六年级的孩子来说会有一定难度，且学生之间差异较大，这种比较难以理解的知识、比较复杂的技能适合采用微课程形式，因为学生可以反复观看和体验。笔者将整个Excel的知识技能点作分解和切割，每个微视频体现1～2个知识技能点，时间控制在2～10分钟（如图2）。

同时，笔者还大致划分了每节课的进度，用No.X来表示，每次上课，都会给出本节课的基本安排，学生可以根据自己的进度进行调节。

2.利用Moodle课程平台，设计配套练习

配套练习分为两类，一类是基础测试，另一类是操作题。

（1）基础测试类

基础测试类练习重点考查学生对知识的记忆、理解、运用和迁移能力，以及对原理和思想方法的掌握情况。题型主要涉及填空题、匹配题、选择题。测试题紧扣视频课程，仍以第四节课的内容为例，在L3_E1_1测试中，笔者设计了如下的测试：①如果要计算25的四次方，在单元格中应该输入_____（填空题，考查学生对“^”算术运算符的运用）；

②要计算A2单元格的值乘以B2单元格的值，并把结果在

C2中呈现，应该在_____单元格中输入计算公式（填空题，考查计算结果的存储位置）；③要求A2单元格的值和33相乘，应该在单元格中输入公式_____（填空题，考查公式中对单元格的引用）；④在Excel中计算322+32×55的值是

_____（填空题，需要学生到Excel中计算，考查对公式和乘法运算符的正确使用）；⑤要计算（642-2020）÷4的值，需要在单元格中输入（选择题，考查对公式的应用）。

仅仅提供测试是不够的，在课程平台上进行测试的优势更重要的在于对于每个错误答案所提供的反馈。以第5题为例，笔者设计了全面的反馈机制（如图3）。

有了反馈机制，学生就能明白自己为什么错，从而再次尝试答题。为了鼓励学生不断改正错误，笔者将测验设置为“不限试答次数”，也就是说学生可以反复回答，直到正确为止。但是，反复答题也是有代价的，每次答错就会有罚分。如果这道题满分为1分的话，学生答错2次，就会被扣0.2分。（2）操作类

操作练习需要学生在表格中进行实际操作，用来解决实际生活中出现的问题，体现的是学生的综合应用能力。

3.关注生活中的问题解决

（1）两个项目的完整体验

整个单元有两个项目贯穿始终，一个是教学范例Ruby’s Birthday Party，涉及个人活动经费的规划和控制，重在引