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迭代思维引导探究走向深入

发布时间:2018-10-10 作者:陈军辉 来源:中国腾博会官网tengbo588报

⦾名师看课标·信息技术

迭代思维在人类实践活动中已逐步发展为一种优化解决问题的方法、理念。在解决实际问题的过程中,人们很难一次性完美地完成任务,往往需要经过反复修正、完善才能得到更优化的解决方案,事物经过若干次迭代之后往往会蜕变成新的事物。

高中信息技术课程旨在全面提升学生的信息素养。迭代思维能够促使学生根据解决问题的需要,自觉、主动地不断寻求更为恰当的方式来获取与处理信息。在培养计算思维方面,它能够促使学生通过判断、分析与综合各种信息资源,不断迭代现有的算法,寻找更优化的算法形成解决问题的方案,从而总结利用计算机解决问题的过程与方法,并迁移到与之相关的其他问题解决中。迭代的过程是量变到质变再到量变的过程,通过不断的积累、总结和升华,学生在开展自主学习、协同工作、知识分享与讨论中,能更好地适应数字化学习环境,养成数字化学习与创新的习惯,对于信息技术创新所产生的新观念和新事物,具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力。

知识经验层面的迭代思维

信息技术课上,“用计算机解决问题的一般过程”的教学内容是在学生已经初步掌握了如何设计算法来解决问题的基础上开展教学的,学生已经了解了多种算法的描述方式。本节课,学生将在了解用计算机解决问题的一般过程的基础上,开始进入编写计算机程序解决问题的学习通道。

由于在第二章的学习中,学生只是简单了解使用程序设计描述算法的情形,还未真正接触过程序设计,知识经验上的层次差异决定了学生思考方向及目标的不确定性。因此,教师在组织本节课的教学时,可以运用迭代思维,结合学生的知识经验,将问题层层递进,引出使用计算机程序设计解决问题的必要性。

例如,提出问题:如何使用计算机绘制一个正四边形?学生会想到曾经学过的Word、Excel、画图工具等应用程序。当教师进一步追问:如何使用计算机绘制一个正六边形、正多边形(多边形的边数根据需求而定)?此时的问题深入,及时把学生从现有处理方法的固有思维中抽取出来,学生需要不断迭代自己的思维,思考“从无到有”的处理方法,最后指向程序设计来解决此问题。知识经验层面的迭代思维,能够帮助学生完成从“不能”到“能”的可行性决策分析,提高信息意识。本节课,教师将在“解决问题”的迭代中,引导学生回归到以流程图重现计算机解决问题的一般过程上来,这既是对前面算法描述方式的继承和回顾,也是对计算机解决问题一般过程的清晰表达和梳理。

任务设计层面的迭代思维

在本节课中,要重点解决的是如何针对给定的任务进行需求分析,明确需要解决的关键问题。在引出日常生活中绝大部分问题都没有现成的应用程序可以用来解决的现状后,如何提取问题的基本特征,进行抽象处理,并用形式化的方法表述问题就成为本节课培养学生计算思维的重要落脚点。

教师可以设计环环相扣的初步框架,启发学生根据自我需求设计自主探究的问题任务。在重温“抽象与建模—算法设计—程序设计”的历程中,运用迭代思维,实现行为的反复“试探”,完成从“这样”到“那样”的功能性完善。

例如,学生上台演示正四边形、正六边形的绘制线路,通过分享、讨论各自的任务方案表述,不断迭代,在众多的绘制方法中抽象并建立起适合于计算机解决的方法,即:运用重复“画一条等长的边,旋转一定角度”的操作来完成绘制。又如,教师给出绘制正多边形的计算机程序后,学生凭着程序中的注释或已有的英语知识积累,自行设计自主探究的任务。

成就驱动层面的迭代思维

如果说迭代思维有着过程周期性的特点,那么迭代思维在信息技术核心素养的培养中更能促进学生将自己现有的学习成果、程序作品反作用到不断优化、改进的追求中,从而完成从“感知”到“惊叹”的创造、创新追求。迭代的过程本来就是一个创新的过程,由于有了成就的驱动,学生开始不断寻求数字化学习环境的帮助,在学习后,再重新对问题进行界定、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据,完成问题的求解,在不断的迭代中培养计算思维。

在实际教学中,学生根据现有的程序设计体验,总会问起“有没有其他更好的画圆方法?”“线条就不能有颜色吗?”等问题。一旦打开了这个“魔盒”,学生的学习前景就不可估量了。

迭代思维就是要在不断的改变中持续向前,在整个“算法与程序设计”教学中起着承上启下的关键点。迭代思维的不断深入,很好地满足了学生对于程序设计的好奇心,激发了他们的学习内驱力,并引领他们更好地展望后续的学习。

(作者单位:浙江省温岭中学)

《中国腾博会官网tengbo588报》2018年10月10日第9版 

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