基于翻转课堂模式的计算思维能力培养实践研究——以初中信息技术课“认识计算机程序”为例

刘 净

(江苏省泗洪县通济实验学校 江苏 泗洪 223900)

计算思维是指利用计算机科学的基本概念来解决问题的一系列思维活动。随着大数据、云计算、物联网等新技术的出现，使得计算思维成为人们分析问题和解决问题的基本能力之一。在信息化社会，对于学生而言，最重要的并不是掌握解决问题的技巧，而是应具备将实际问题转化为能够运用计算思维来解决问题的能力。加德纳的多元智力理论认为，“人的智力是多元化的。”计算思维是作为素质教育下所培育学生的必备多元智能之一。翻转课堂是对传统教学方式进行时空上的呼唤，让学生在课外学习知识、课堂内化知识。由于初中生学习信息技术的课时非常有限，引入计算机思维的知识体系无疑会增加学生学习负担，且计算思维的培养需要一定的体验与实践过程，因此，借助翻转课堂教学模式的优势，既能让学生掌握更多计算思维的理论知识和实践技能，又能减轻学生学习负担，更有利于促进学生计算思维的形成。

1.翻转课堂教学模式的优势

在初中信息技术课堂教学中采用翻转课堂教学模式是新时期下符合教育体制改革的必然趋势，具有其他教育模式难以企及的优点。

首先，在初中信息课堂教学中应用翻转课堂教学模式不仅有利于初中生培养良好的行为习惯，加强学生行为意识，使得学生能够在特定的环境下做出良好的行为，进一步促进学生的全面发展，还有利于教师开展习惯养成教育教育。而传统的初中信息技术课堂教学一直都忽视习惯养成教育的教学内容，认为习惯养成教育并不能提高学生的信息技术水平。传统的初中信息教学为了在有限时间内让学生学习到更多的信息技术内容，提高学生的信息技术水平，初中信息技术教师一直在采取满堂灌的教学模式，学生被迫接受信息技术的教学内容，很难积极主动的参与到信息技术的学习中，长此下去，学生很难培养良好的学习习惯。即使教师赶上了教学进度，学生学习信息技术的质量却很难提高，教师的教学成果也很难达到理想化。但是随着教育体制的不断改革，新课改理念逐渐深入人心，为了满足新课改理念要求，初中信息技术课堂教学采用翻转课堂教学模式解决了初中信息技术教学模式存在的问题。

在翻转课堂教学模式的引导下，初中信息技术教师也要发挥其引导作用。初中信息技术老师在开展初中信息技术课堂教学之前，要让学生预习即将学习的内容，去了解信息技术学科需要知道的知识。在信息技术课堂之上，教师要积极合理的运用课堂时间，让学生们积极主动地参与到信息技术探究的过程中，让学生们能够独立自主的去架构信息技术学科的知识，在教师的引导下，多方面的掌握信息技术的操作技能，只有做到知识和操作的有机统一，才能让学生实现高效学习。长此下去，学生才能形成优良的学习习惯。如果教师只是一味的讲授信息技术学科的知识，机械化的展示信息技术操作技能，那么学生就只是被动的接受知识和技能，很难主动的去加入到信息技术自主学习的过程中。久而久之，学生就很难形成良好的行为习惯。教师在信息技术课堂上应用翻转课堂教学模式不仅能够培养学生的行为习惯，还能让学生在自主学习的过程中加强预习意识，只有主动预习了，学生才能在信息技术课堂活动中展现自己的信息技术操作技能，发挥自己的技术特长，养成学思并重的好习惯。因此，在初中信息课堂教学中应用翻转课堂教学模式，有利于学生信息技术水平的提高，还能让学生以积极饱满的心态去参与到信息技术的学习中，促进学生的健康发展。

一直以来，课堂是教师开展教育活动的主要场地，初中信息技术老师要在初中信息技术课堂教学中开展教学活动，就必须要学会利用课堂这个重要场地去教授学生学习信息技术这门学科的主要内容，但是在实际的信息技术课堂教学活动中，教学内容受到教学实践、教学任务的限制，初中信息教师为了加快教学进度，完成教学目标，往往会在课堂教学中选择性的讲解信息技术学科的重点知识，培养学生的信息技术操作能力，这样的教学模式枯燥乏味，形式单一，很难让学生提起信息技术学习的兴趣，学生的自主学习意识也不高。此外，随着信息化社会的到来，初中信息技术教学内容逐渐增多，学生的信息技术操作活动实践难度越来越大，长期下去，学生承担着学业的压力，教师的教学任务也很难完成，教学效果也大大降低。但是在初中信息技术课堂教学中应用翻转课堂教学模式，学生的学业压力得到了极大的减轻。信息技术课堂教学是根据学生的预习成果来开展的。学生在课堂上根据自己的学习成果对学科知识进行多方面的探究学习。在这个过程中，坚持以学生为主体，让学生在积极主动的学习中高效率的掌握信息技术知识，进一步提高了学生的信息技术水平。与此同时，教师在课堂中以学生为主体，可以使教学目标具有针对性，让学生能够理解自己的认知疑问，实现信息技术的高效学习。在实际的初中信息课堂教学中，大多数的初中生在实际生活中都能意识到信息技术的重要性，但是他们接触信息技术主要是以网络体验活动为主，比如说玩游戏，追剧，看新闻等等。这些网络体验活动并不能让学生了解和掌握信息技术真正的使用价值。初中信息教师在开展信息课堂教学活动的过程中可以通过翻转课堂教学模式，让初中生在信息技术课堂教学开展教学活动之前，通过查找各种网络资料，使用网络软件等智能工具来完成教师布置给他们的自主学习任务，初中生再根据自身需求和实际情况去学习相关的信息技术资源，从而提高自己的信息技术知识，完善自身学科知识结构，然后初中生再通过教师所提出的课堂问题去分析信息技术知识的内涵和信息技术技能技巧，培养自己的自主学习能力，从而找到适合自己的学习方法。因此，在初中信息课堂教学中应用翻转课堂教学模式，有利于培养学生的信息技术学科思想意识，让学生在积极主动学习中感受到信息技术的重要性，将信息技术的应用价值在学习中体现出来，激发了学生对信息技术学习的兴趣，让学生始终以积极饱满的心态去参与到信息技术的学习中，信息技术的学习意识也进一步加强。

总之，在初中信息技术课堂教学中应用翻转课堂教学模式具有十分重要的作用，教师通过积极的引导可以极大地帮助学生培养自主学习的良好习惯，打破传统的师生模式，在课堂上以学生为主体，让学生意识到信息技术的重要性。为此，初中信息技术老师要在初中信息课堂教学中应用翻转课堂教学模式，将信息学科的教学价值体现出来，营造良好的教学环境，让学生和教师在翻转课堂教学平台中完成教学任务，改善教学结构，提高教学效率。

2.课前：新课预习，初步感受计算思维

翻转课堂教学模式的实施，就是在进行课堂知识讲解之前，教师结合新课内容为学生准备学习资源、课件、学习网站、微课视频、预习任务单等，并将这些资源呈现在网络教学平台上，让学生以自学的方式进行课前预习。这样在课前给予学生充足的时间进行新知学习和静心思考，让学生选择自己的强项智能来加快学习速度，从而促进学生计算思维和各项智能的发展。

“认识计算机程序”主要包括算法与流程图、顺序结构程序设计、分支结构程序设计、循环结构程序设计和嵌套的循环结构程序设计等知识要点，在教学该部分内容时利用翻转课堂的教学模式，通过开展一系列的探究活动，让学生掌握VB程序的设计方法。例如，在讲到“循环结构程序设计”时，课前的预习任务是让学生掌握计数循环、For循环、随机函数和Randomize语句，教师针对每个知识录制了微课视频，并安排了编程任务，要求学生选择一种语言用算法描述，并设计VB程序。

例1设计程序输出1-20之间的数字，及这个数的平方、立方。

例2计算S=1+2+…+100的和。

例3查找数列1，1，2，3，5，8，13，21…中的任意一项。

其中，课前预习任务的设计是以计算思维的培养为目标，通过问题的思考和任务实践来锻炼学生的计算思维能力，使学生形成对所需学习目标的逐步认识。

3.课中：活动探究，培养计算思维能力

英国博士塞尔比认为计算思维能力是由算法、分解、抽象、评估和概括等五个核心要素组成。通常情况下，五个要素相互作用、相互贯通和相互渗透。为了让计算思维能力的培养更具有可操作性，在翻转课堂的教学中，以多元智能为指导，将计算思维能力的五要素充分融入到各个环节中，引导和启发学生运用计算思维进行问题的思考。具体教学过程为：首先通过情境的创设，吸引学生注意力、调动学习积极性，然后通过任务的呈现和启发学生运用计算思维解决问题，以此达到对学生计算思维的充分训练和培养。

例如，在学习“循环结构程序设计”时，在课堂中：

3.1 活动导入，紧密联系旧知。首先利用PPT呈现本节课的任务探究活动：设计程序计算并输出S=1-2+…+99-100的值。通过任务驱动，帮助学生集中注意力，并通过认真思考尝试用已有知识和经验来解决问题。

3.2 知识讲解，渗透算法思维。让学生根据课前预习的内容或教材资源思考并回答：什么是循环结构？为什么使用循环结构？具体如何执行循环结构？学生踊跃分享，教师进行补充和总结，一方面检查学生的课前预习情况，突出本节课的学习重点，另一方面将计算思维中的算法要素渗透其中，使得理论学习与计算思维能力的培养相辅相成。

3.3 活动探究，渗透分解、抽象思维。引导学生利用分解思维对S=1-2+…+99-100的形式进行转换，学生通过独立思考和小组合作探究，尝试运用自然语言、流程图和程序语言描述的方法来写出算法，并在VB上写出程序、执行代码和检验正误，让学生通过活动的参与，亲身体验到计算思维在解决问题中的应用方法，增加学生学习的兴趣和动机。在此环节中，有机渗透了算法思维、分解思维和抽象思维的培养，并以解决生活中的问题，引导并启发学生简化自然语言，分解出流程图，写出程序执行步骤，从而有效的突破本节课的教学重难点，也是培养学生计算思维的重要途径。

3.4 交流分享，渗透评估思维。反馈交流是一种检验学生学习成效的途径。在学生任务活动探究结束后，鼓励学生踊跃分享自己的学习成果，通过对自己与他人、小组与小组之间的成果对比，找出较为简洁的算法和编程设计，从而有效培养学生善于发现问题的能力和评估思维的能力。

3.5 总结评价，渗透概括思维。通过归纳与总结，带领学生梳理求取S值的过程及所用到的算法，强化学生的编程理念和技能，加深学生对知识的印象。

在整个课堂教学中，有机的将计算思维的各要素渗透其中，对于S=1-2+…+99-100的求值，首先转化公式及分解程序步骤体现的是一种“分解思维”；然后对程序的设计，体现的是“算法思维”；接着画出程序流程图，体现的是“分解思维和抽象思维”；任务成果分享，并寻找最优算法，体现的是“评估思维”，最后师生的归纳和总结，体现的则是“概括思维”。由此可见，利用任务驱动，将计算思维的五要素充分融入其中，通过相互作用和相互促进，实现了对学生计算思维的培养。

4.课后：练习巩固，运用计算思维

在翻转课堂的课后环节中，教师会根据学生的课堂学习情况，布置一些具有探究性、综合性和拓展性的学习任务，帮助学生巩固课堂知识，并让他们运用课堂上所掌握的计算思维来解决问题，从而实现知识的迁移运用。

在这一环节中，教师可以在课堂活动任务的基础上，进行适当的改变，从而实现向新的案例的顺利过渡。由于新的活动探究内容与课堂活动任务之间既有相似点，又有不同点，有利于学生主动发现问题，并能运用已有经验逐步的实现迁移和延伸，从而达到丰富学生认知、巩固课堂知识和培养计算思维能力的目的。比如，在课堂中我们以S=1-2+…+99-100为例，引导学生进行合作探究，在课后可以推广到所有类似的包含加减乘除的题目中，比如，S=1*2*3…*100，s=1+1/2+1/3+…+1/n等，学生根据自己的能力选择任务进行探究和挑战，在这个过程中，促使学生更加深入的理解了循环语句的用法，使其能学会举一反三和融会贯通，学生可以更自由、充分的发挥，从而使得学生的计算思维能力得到了充分锻炼，感受到利用计算思维求解问题过程中的魅力。

结束语

以翻转课堂的教学模式营造开发初中生多元智能和计算思维培养的良好课堂环境，借助学习活动强化学生对知识的深层次理解，掌握如何运用计算科学的基础概念进行问题求解，有利于挖掘学生的思维潜能，让学生能够灵活的运用计算思维来解决问题，并能做到举一反三，真正的实现“为多元智能而教”，对于学生多元智能的发展和信息素养的培养大有裨益。