抛锚式教学策略下的初中生计算思维的培养

□广东省广州市花都区新华街金华学校 孔园花

一、问题的提出

随着大数据、云计算、物联网、人工智能等新技术的飞速发展，国家对信息技术教育的要求更高了，它要求学校要培育新时代学生拥有能适应数字化环境的思维方式，拥有运用数字资源解决生活中的实际问题的能力。

布鲁姆、安德森认知目标分类理论认为记忆、理解、应用属于低阶认知能力，分析、评价、创造属于高阶认知能力，而思维能力发展与认知能力息息相关，因此计算思维属于一种高阶思维能力而非低阶思维能力。然而，传统教学模式下的信息技术课堂更多强调的是“知识传递”和“技术操练”，这样的课堂只是锻炼了学生的低阶思维能力，学生对知识的遗忘率很高，迁移能力很低，运用所学知识解决实际问题的能力也比较低。

“抛锚式”教学策略是基于建构主义理论的教学模式，强调学生的自主学习和合作学习，学生通过亲身体验发现问题、思考问题、解决问题，能有效促进知识迁移、促进高阶思维能力的发展与提升。“抛锚式”教学策略在初中信息技术教学中的应用，尤其是程序设计类的课程教学中，有利于初中生计算思维的培养和高阶思维能力的提升。

二、“抛锚式”教学策略的内涵与特点

（一）抛锚式教学策略的内涵

“抛锚式”教学策略是建立在有感染力的真实事件或真实问题的基础上而形成的教学策略，强调教学要以真实事例或问题为基础，主张学生自主学习和合作学习。在该策略中，确定这类真实事件或问题被形象地比喻为“抛锚”，通过“抛锚”确定整个教学内容和教学进程，就像轮船被锚固定一样。由于抛锚式教学要以真实事例或问题为基础（作为“锚”），所以有时也被称为“实例式教学”或“基于问题的教学”或“情境性教学”。

（二）抛锚式教学策略的特点

抛锚式教学策略注重培养学生解决实际问题的能力，因此所创设的情景必须是与当前学习内容相关的真实生活事件或问题；学生的学习形式以自主学习与合作学习为主，学生是学习的主体，教师是课堂的主导者；学生的学习过程就是解决问题的过程，由该过程可以直接反映出学生的学习效果。

（三）“抛锚式”教学策略的教学过程

如图所示：

三、抛锚式教学策略在《程序的分支结构》教学中的应用案例

下面，我以《程序的分支结构》一课为例，谈谈“抛锚式”教学策略下如何促进初中生的计算思维能力的发展。

（一）教学内容分析

本节课的教学内容分为三部分：条件语句的表示、条件语句的执行过程以及条件语句的应用。

（二）教学目标分析

1.理解分支结构的执行过程。

2.了解程序中条件的表示方法。

3.掌握条件语句的书写格式及其应用。

（三）教学策略

整节课以开发计算出租车乘车费用的应用程序为主线，首先通过创设情境，使学生的学习与生活情境相结合，激发学习兴趣；然后在情境中确定问题“如何利用vb语言开发计算乘车费用的应用程序”作为本节课学习的中心内容，也就是“抛锚”；紧接着，在教师提供的解决问题的有关线索和适当的引导下，由学生自主学习和协作学习完成学习任务。

（四）教学流程

1.创设情境，引导思维。

教师创设情境：小明打出租车去朋友家，朋友家离小明家的路程距离为4公里，小明至少要向妈妈要多少车费呢？这一情境的创设使学生的学习能在和现实情况基本一致的情境中发生，有利于激发学生的学习欲望。

2.提出问题，确定“锚”点。

考虑到本校的学生大都是广州户籍学生，因此以广州出租车收费标准为例，教师提出问题“按照广州的出租车收费标准，应该如何计算里程费？”并引导学生结合数学语言描述出广州出租车里程费的计算方法，即“如果路程S≤2.5公里，则收费按起步价Y=10元计算，否则，超出部分按每公里加收2.6元的标准收费，即Y=10-（S-2.5）X2.6”，最后，在教师的引导下共同确定本节课要解决的问题，即“能不能利用vb语言开发一个只要在文本框中输入路程，单击‘计算’按钮就可以快速计算出乘车费用的应用程序呢？”本环节的作用正是“抛锚式教学策略”中所说的“抛锚”，通过“抛锚”确定本节课要解决的问题。

3.自主学习，探究新知。

任务一（分析问题）：（1）要输入什么样的数据？（2）对输入的数据要进行怎样的处理？（3）处理后应该有什么样的输出结果？

任务二（设计算法）：（1）请根据提示，用自然语言描述出租车的里程费计算方法。（2）请根据提示，用流程图表示出租车的里程费计算方法。

任务三（编写程序）：根据部分语句提示，将流程图中的中文和数学表达式用vb语言描述出来，完成程序代码的编写。

在本环节中教师不是直接告诉学生应如何编写程序代码，而是给出解决该问题的部分线索提示。学生对这些线索信息进行加工和处理，逐步建立起分支结构的结构模型；通过判断、分析和综合运用数学知识、英语单词等各种信息资源，最终完成新知识的建构，形成合理的算法设计，进而形成解决问题的初步方案。在教学过程中，教师逐步引导学生由浅入深地思考问题、分析问题、解决问题，培养其计算思维能力，使其能高效、灵活地解决生活实际问题。

4.生生互动，协作学习。

（1）小组讨论：①归纳出条件语句的书写格式。②else分支可否缺省？③在本案例中的条件语句还有没有第二种写法？比如判断条件改为“s＞2.5”。

（2）小组合作：编写程序，使其实现功能“文具套件每件单价为3.5元，如果购买件数小于10件时，总价=件数×单价，否则，总价=件数×单价×0.8”。

“不断尝试可能的实施解决方案，并找到最优方案”也是运用计算思维解决问题的重要过程之一。在本环节教学中，教师让学生协作学习，共同探索验证结论，并巡堂过程中提出适当的问题引起学生的思考和讨论，从而启发诱导他们自己去发现规律、补充对新知识错误的或片面的认识，最终达到加深理解和运用的目的。

5.课堂总结，形成迁移。

新课标指出，计算思维的其中一个内涵是“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”。因此在本环节中，教师引导学生以本节案例为例，由特殊到一般，归纳出利用计算机解决问题的一般过程与方法，形成知识迁移。

四、抛锚式教学策略在《程序的分支结构》教学中的应用效果

我在八年级的四个班均采用了“抛锚式”教学策略进行《程序分支结构》这一内容的教学，课程结束后，通过与学生交流，90%的学生都认为比起传统课堂，他们更喜欢现在这样的课堂。教师通过巡堂指导也发现，大部分学生都能根据教师的引导主动思考问题，他们不再是采用“记忆式”“模仿式”的学习方式，而是通过自主探究主动建构知识意义，因此比起传统的课堂，这样的课堂更有助于学生计算思维的培养。

五、结语

初中生对程序设计的学习有较大兴趣，但由于内容抽象，他们对程序设计的学习也容易有畏难情绪，因此他们往往会只满足于通过模仿教师或同学的代码编写体验程序的运行效果，而并非真正理解程序代码的意义，所以往往会容易出现“任务完成率很高，但知识掌握率很低”的课堂教学结果。基于建构主义理论的“抛锚式”教学策略下的信息技术课堂，最大限度地发挥了学生的主体作用，让学生成为学习的主动参与者，较好地培养了学生的计算思维，提升了学生的高阶思维能力。