信息技術(shù)課程程序設(shè)計(jì)教學(xué)的實(shí)踐

時(shí)間:2022-06-06 08:40:55

導(dǎo)語(yǔ):信息技術(shù)課程程序設(shè)計(jì)教學(xué)的實(shí)踐一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀(guān)點(diǎn),若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師,歡迎參考。

信息技術(shù)課程程序設(shè)計(jì)教學(xué)的實(shí)踐

摘要:闡述職業(yè)教育信息技術(shù)課程程序設(shè)計(jì)教學(xué)問(wèn)題與對(duì)策,程序設(shè)計(jì)的定位,課程各模塊與程序設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián),教學(xué)方案的驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞:信息技術(shù),程序設(shè)計(jì),教學(xué)驗(yàn)證。

近年來(lái),科技革命和產(chǎn)業(yè)變革對(duì)技術(shù)技能人才的科學(xué)文化基礎(chǔ)、綜合素養(yǎng)提出了新要求,原教學(xué)大綱理念、知識(shí)體系與職業(yè)教育改革發(fā)展的新形勢(shì)和中職學(xué)生的學(xué)情已不相適應(yīng),有的內(nèi)容也相對(duì)陳舊。在諸多現(xiàn)代技術(shù)中,信息技術(shù)已成為支持經(jīng)濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力,是建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家、制造強(qiáng)國(guó)、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、數(shù)字中國(guó)、智慧社會(huì)的基礎(chǔ)支撐。提升國(guó)民信息素養(yǎng),增強(qiáng)個(gè)體在信息社會(huì)的適應(yīng)力與創(chuàng)造力,提升全社會(huì)的信息化發(fā)展水平,對(duì)個(gè)人、社會(huì)和國(guó)家發(fā)展具有重大的意義。為貫徹落實(shí)《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》,進(jìn)一步完善職業(yè)教育國(guó)家教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)體系,指導(dǎo)高等職業(yè)教育專(zhuān)科公共基礎(chǔ)課程改革和課程建設(shè),提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,教育部組織研制了《中等職業(yè)學(xué)校信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)(2020版)》《高等職業(yè)教育專(zhuān)科信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)(2021年版)》(新課標(biāo))。新課標(biāo)將標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)作為統(tǒng)領(lǐng)職業(yè)教育發(fā)展的突破口,發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)在職業(yè)教育質(zhì)量提升中的基礎(chǔ)性作用的要求,旨在進(jìn)一步加強(qiáng)職業(yè)教育國(guó)家教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè),深化中職公共基礎(chǔ)課程改革,提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。新課標(biāo)確定了課程核心素養(yǎng)和課程目標(biāo),明確了課程內(nèi)容和學(xué)業(yè)質(zhì)量要求,為提高職業(yè)院校公共基礎(chǔ)課程教學(xué)質(zhì)量提供了保障。信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)注重全面提升學(xué)生的綜合信息素養(yǎng),關(guān)注信息技術(shù)課程的育人價(jià)值,圍繞信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任等4個(gè)學(xué)科核心素養(yǎng)確定課程目標(biāo)、課程內(nèi)容,劃分學(xué)業(yè)水平,明確教學(xué)要求。

1程序設(shè)計(jì)的定位

從新課標(biāo)規(guī)定的課程模塊看,程序設(shè)計(jì)是信息安全、人工智能等必修模塊的基礎(chǔ),如表1所示,雖說(shuō)脫離程序設(shè)計(jì),信息安全和人工智能模塊也能開(kāi)展教學(xué),但就只能流于表面化的感性認(rèn)知,無(wú)法深入和提高,再看選修模塊,中職的個(gè)人網(wǎng)店開(kāi)設(shè)、信息安全保護(hù)、機(jī)器人操作,如表1所示,高職的機(jī)器人流程機(jī)器人流程自動(dòng)化、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算、現(xiàn)代通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等幾乎絕大多數(shù)模塊,如表2所示,都對(duì)程序設(shè)計(jì)的知識(shí)和技能有很強(qiáng)的依賴(lài)性,哪怕是項(xiàng)目管理,實(shí)際上現(xiàn)代項(xiàng)目管理的理論,本就源于軟件工程領(lǐng)域,雖說(shuō)可以借助其他領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)加以理解學(xué)習(xí),但如果有程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)作為助力,能夠更好地學(xué)習(xí)掌握。因此,脫離了程序設(shè)計(jì)模塊,中職近半數(shù)模塊的教學(xué)將受到不同程度影響,高職的選修模塊基本無(wú)法開(kāi)設(shè)。從學(xué)科核心素養(yǎng)落實(shí)看,信息意識(shí)、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任的要求與具體模塊沒(méi)有密切關(guān)聯(lián),計(jì)算思維則有所不同。計(jì)算思維是指?jìng)€(gè)體運(yùn)用信息技術(shù)的思想方法,在分析處理信息、解決問(wèn)題過(guò)程中產(chǎn)生的一系列思維活動(dòng)。具有計(jì)算思維的學(xué)生,能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能,采用信息技術(shù)可以處理的方式界定問(wèn)題、抽象特征、建立模型、組織數(shù)據(jù);善于運(yùn)用信息技術(shù)工具和信息資源,形成職業(yè)崗位與生活情境中的解決方案;總結(jié)信息技術(shù)應(yīng)用的方法與技巧,遷移運(yùn)用到相關(guān)問(wèn)題的解決過(guò)程中。雖然各模塊都能不同程度的承載計(jì)算思維的培養(yǎng),但顯然,程序設(shè)計(jì)模塊在計(jì)算思維的培養(yǎng)方面有著先天優(yōu)勢(shì),是計(jì)算思維的最佳載體。

2程序設(shè)計(jì)教學(xué)中面臨的問(wèn)題

為了解新課標(biāo)實(shí)施后,職業(yè)院校師生對(duì)程序設(shè)計(jì)模塊的認(rèn)知,筆者采用網(wǎng)絡(luò)調(diào)研形式,隨機(jī)對(duì)50名教師和200名學(xué)生進(jìn)行了調(diào)研,結(jié)果如圖1、圖2所示。通過(guò)對(duì)調(diào)研結(jié)果分析發(fā)現(xiàn),84%的被調(diào)查教師認(rèn)為計(jì)算思維是最難教授培養(yǎng)的學(xué)科核心素養(yǎng),而68%的被調(diào)查學(xué)生則認(rèn)為程序設(shè)計(jì)是最難學(xué)習(xí)的模塊,兩者有著很高的融合程度。為什么會(huì)這樣,本文隨機(jī)與部分被調(diào)查師生進(jìn)行了詢(xún)問(wèn),老師方面普遍反映,相較課程的其他模塊,個(gè)人不是很擅長(zhǎng)程序設(shè)計(jì),所以教起來(lái)也比較吃力,而學(xué)生方面較高頻的理由有:程序設(shè)計(jì)太專(zhuān)業(yè)、英語(yǔ)不好看不懂、代碼太抽象、無(wú)趣,內(nèi)心抵觸、不會(huì)做沒(méi)有成就感等。由此看來(lái),師生方面各自存在問(wèn)題,但較之教師普遍認(rèn)為的可能僅僅是教師個(gè)人程序設(shè)計(jì)水平不足,學(xué)生反饋的問(wèn)題或者說(shuō)實(shí)際感受則把問(wèn)題暴露得更加全面,更值得關(guān)注和研究。

3問(wèn)題分析及策略設(shè)計(jì)

針對(duì)調(diào)研結(jié)果,我們重點(diǎn)需要解決4個(gè)問(wèn)題:(1)如何降低程序設(shè)計(jì)的門(mén)檻,使其看起來(lái)更加簡(jiǎn)單易懂。(2)有無(wú)可能讓程序設(shè)計(jì)與英語(yǔ)脫鉤,并設(shè)法利用母語(yǔ)優(yōu)勢(shì)學(xué)習(xí)。(3)如何提高程序設(shè)計(jì)的趣味性。(4)如何幫助學(xué)生提高程序設(shè)計(jì)任務(wù)的完成度,增強(qiáng)成就感。基于以上思路,筆者經(jīng)過(guò)大量查證并實(shí)際測(cè)試對(duì)比,決定采用項(xiàng)目式教學(xué)設(shè)計(jì),并選用mblock程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)作為載體實(shí)施教學(xué)。為了說(shuō)明得更清楚,這里簡(jiǎn)單介紹一下mblock,這是一款免費(fèi)的程序設(shè)計(jì)工具,兼具圖形化編程和代碼編程功能,圖形化編程完全兼容scratch,但比scratch提供了更加豐富的功能庫(kù),支持多種可編程硬件,如機(jī)器人、小汽車(chē)等,并且可以“一鍵翻譯”圖形化程序?yàn)榇a程序,上手簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、可擴(kuò)展性強(qiáng),很適合用于教學(xué)。思路確定,教學(xué)策略設(shè)計(jì)如下。(1)兼顧趣味實(shí)用,設(shè)計(jì)實(shí)際工作項(xiàng)目。以汽車(chē)修理專(zhuān)業(yè)的信息技術(shù)課程為例,了解到大量學(xué)生有去4S店工作的意向,也對(duì)車(chē)展很感興趣,所以針對(duì)車(chē)展中常見(jiàn)而簡(jiǎn)單的顧客引導(dǎo)問(wèn)題,設(shè)計(jì)一個(gè)開(kāi)發(fā)車(chē)展自動(dòng)導(dǎo)覽程序的工作任務(wù),程序的作用是能給顧客指出到達(dá)指定展位的路線(xiàn),從而減輕車(chē)展企業(yè)的人工引導(dǎo)負(fù)擔(dān)。這樣的項(xiàng)目與專(zhuān)業(yè)結(jié)合,兼具趣味性與實(shí)用性。(2)使用圖形編程,分步推進(jìn)降低難度。項(xiàng)目難度主要從兩方面進(jìn)行降低,①使用圖形化編程技術(shù)。近年來(lái),圖形化編程在中小學(xué)教學(xué)中已經(jīng)得到推廣,大量中小學(xué)教學(xué)實(shí)踐證明,圖形化編程學(xué)習(xí)的年齡門(mén)檻在6歲左右,這也說(shuō)明圖形化編程確實(shí)是一項(xiàng)簡(jiǎn)單易學(xué)的技術(shù),這樣一來(lái),學(xué)生就不會(huì)感覺(jué)有難度。②把項(xiàng)目分解為6次任務(wù),每次推進(jìn)一部分,學(xué)生就不會(huì)感覺(jué)任務(wù)過(guò)于龐大復(fù)雜。(3)發(fā)揮母語(yǔ)優(yōu)勢(shì),思考鍛煉計(jì)算思維。mblock的圖形化編程環(huán)境是全中文界面,程序指令塊也是中文,學(xué)生擔(dān)心的語(yǔ)言障礙被徹底掃除,編程如同說(shuō)話(huà)寫(xiě)作文,母語(yǔ)優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮,學(xué)生的時(shí)間精力被從枯燥的記代碼中解放出來(lái),能夠更加從容的思考程序的思路、算法,從而增強(qiáng)計(jì)算思維的學(xué)科核心素養(yǎng)。(4)利用圖形編程,提升任務(wù)完成比例。代碼編程需要有一定的基礎(chǔ)指令和關(guān)鍵詞記憶量,英語(yǔ)不好的初學(xué)者手工輸入代碼又極易出錯(cuò),出錯(cuò)一般沒(méi)有運(yùn)行結(jié)果,而同時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤代碼也讓人望而生畏,這是造成代碼編程任務(wù)完成率低的一個(gè)重要原因。而圖形化編程在代碼書(shū)寫(xiě)上,基本不需要記憶,簡(jiǎn)單程序甚至對(duì)查資料的需求都很少,甚至嚴(yán)格來(lái)說(shuō),圖形化編程的操作過(guò)程主要是圖形化指令快的拖曳和排列組合,而不是書(shū)寫(xiě),只有極個(gè)別地方才使用鍵盤(pán)操作,學(xué)生很難在操作方面出錯(cuò),更多的是代碼排列組合不合邏輯導(dǎo)致出錯(cuò),但即便如此,也會(huì)有一個(gè)明確的運(yùn)行結(jié)果。所以基于圖形化編程的教學(xué)項(xiàng)目,完成度會(huì)比代碼編程高很多。(5)引導(dǎo)功能擴(kuò)展,提升空間增強(qiáng)趣味。mblock較之scratch,提供了豐富的擴(kuò)展庫(kù),給學(xué)生適時(shí)展示介紹部分?jǐn)U展庫(kù),可以增強(qiáng)了教學(xué)的趣味性,對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)很有幫助。例如硬件編程的擴(kuò)展庫(kù),對(duì)于諸如汽車(chē)修理等工科專(zhuān)業(yè)的學(xué)生而言,在掌握基礎(chǔ)知識(shí)技能后,可以很方便地?cái)U(kuò)展到小汽車(chē)、機(jī)器人等領(lǐng)域,而人工智能等擴(kuò)展庫(kù),還能與人工智能教學(xué)模塊進(jìn)行銜接,實(shí)現(xiàn)對(duì)話(huà)機(jī)器人等學(xué)生心目中的高級(jí)功能,學(xué)習(xí)提升空間很大,學(xué)習(xí)趣味性驟增。(6)巧用一鍵翻譯,助力轉(zhuǎn)型代碼編程。mblock可以把圖形化程序一鍵“翻譯”為目前流行的Python代碼程序。這一點(diǎn)充分利用了學(xué)生在外語(yǔ)學(xué)習(xí)過(guò)程中喜歡使用翻譯軟件的習(xí)慣,在借助母語(yǔ)和圖形化充分理解了程序設(shè)計(jì)的基本原理后,再學(xué)習(xí)代碼編程就如同利用母語(yǔ)+翻譯軟件學(xué)習(xí)英語(yǔ)一樣,降低了學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)代碼編程的門(mén)檻,為學(xué)生后繼轉(zhuǎn)型學(xué)習(xí)代碼編程提供了極大便利。

4策略效果檢驗(yàn)

為驗(yàn)證教學(xué)方案有效性,筆者在平行班分別采用傳統(tǒng)的代碼編程方案和改進(jìn)的圖形化-代碼編程方案(稱(chēng)舊方案和新方案)進(jìn)行對(duì)比教學(xué),根據(jù)新課標(biāo),程序設(shè)計(jì)入門(mén)模塊共12課時(shí),折合6次課,因此筆者分別設(shè)計(jì)了6個(gè)教學(xué)程序和6次工作任務(wù),在本模塊教學(xué)完成后對(duì)兩個(gè)班學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查,結(jié)果匯總對(duì)比見(jiàn)表3。從對(duì)比結(jié)果看,新方案有力解決了學(xué)生對(duì)本模塊學(xué)習(xí)困難的問(wèn)題,并且思考問(wèn)題更具條理、繼續(xù)學(xué)習(xí)的興趣和意愿顯著提升,也說(shuō)明包括計(jì)算思維在內(nèi)的學(xué)科核心素養(yǎng)也有了顯著提高,故新方案對(duì)教學(xué)效果的改善十分明顯。

5結(jié)語(yǔ)

教學(xué)實(shí)踐證明,基于圖形化-代碼編程技術(shù)的項(xiàng)目化教學(xué)模式,有效降低了程序設(shè)計(jì)模塊的學(xué)習(xí)門(mén)檻,極大提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)信心、興趣和繼續(xù)學(xué)習(xí)的意愿,有利于充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,調(diào)動(dòng)學(xué)生多元智能,實(shí)現(xiàn)先進(jìn)技術(shù)在信息技術(shù)課程程序設(shè)計(jì)模塊教學(xué)中的合理運(yùn)用,從而培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和綜合能力。但作為一種探索嘗試,該模式并不完善,例如仍存在少數(shù)學(xué)生未能很好達(dá)成教學(xué)目標(biāo),有學(xué)生反饋,作為一個(gè)完整項(xiàng)目,自己有些把握不了,有學(xué)生反饋,程序不能自動(dòng)評(píng)分,做完不能準(zhǔn)確判斷是否做對(duì)等等問(wèn)題,筆者經(jīng)過(guò)總結(jié),認(rèn)為還可以從以下方面進(jìn)一步改進(jìn):(1)細(xì)化復(fù)雜項(xiàng)目。學(xué)習(xí)的過(guò)程是一個(gè)從無(wú)到有逐步積累的過(guò)程。在實(shí)際教學(xué)時(shí)一次性讓學(xué)生完成一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的任務(wù)是不現(xiàn)實(shí)的。因此,教師在設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)要針對(duì)學(xué)生的實(shí)際能力,將一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)細(xì)化為若干個(gè)小任務(wù),先完成小任務(wù),再完成大任務(wù)。這樣通過(guò)知識(shí)的層層遞進(jìn)可以使學(xué)生更容易理解教學(xué)內(nèi)容,降低學(xué)習(xí)難度,有利于促進(jìn)程序設(shè)計(jì)課堂取得更好的效果。所以需要結(jié)合學(xué)生的普遍水平,適當(dāng)降低項(xiàng)目的設(shè)計(jì)難度,設(shè)計(jì)2~3個(gè)較小項(xiàng)目,并視情況可進(jìn)一步拆解細(xì)化,作為對(duì)學(xué)生的一般要求,原有大項(xiàng)目留給學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)行自主提高。(2)增加自評(píng)自測(cè)。目前程序設(shè)計(jì)的任務(wù),都是教師人工批改,一是效率不高,二是學(xué)生不能及時(shí)掌握自己任務(wù)完成情況,不利于及時(shí)修改、快速提升。所以需要設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)檢測(cè)程序,讓學(xué)生完成程序后,能夠進(jìn)行自評(píng)自測(cè),及時(shí)了解問(wèn)題,及時(shí)自我修正,教師也可以更加高效的了解學(xué)生對(duì)任務(wù)的完成情況。

作者:袁南星 單位:眉山職業(yè)技術(shù)學(xué)院