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高中信息技术“教-学-评”一致性的探索与实践
——以数据与数据结构为例

2022-11-19劳立颖浙江省杭州市余杭高级中学

中国信息技术教育 2022年22期
关键词:数据结构一致性编程

劳立颖 浙江省杭州市余杭高级中学

● 解构“教-学-评”一致性

“教-学-评”一致性是指围绕教学目标,设计有效的教学环节,在每个环节明确教学目标,设计适合学情的学习任务,并做到目标、过程、评价的一致性。其关系如下:

①教:教师的教。教是为了达成教学目标的教。教学目标是教学活动的核心,而核心素养是确定教学目标的主要依据,教师要结合课程标准、教学指导意见、教材、学情等制订教学目标。②学:学生的学。教师要创设有利于学生数字化学习的环境,引导学生提出问题、分析问题、解决问题。③评:促进学习的评价。教师需要根据目标,制订合适的评价方案,将学生的学习与教学目标中所描述的各种要求相结合,对教学活动进行预测、反馈、指导,促使教与学的活动都能按照教学目标引导的方向开展。

● 实践“教-学-评”一致性

基于课程标准,从学科大概念出发,制订教学目标,然后设计与教学目标一致的课堂教学,配合有效的教学评价进行实施,就是基于信息技术核心素养的“教-学-评”一致性。它分为大单元重构、项目化实践、过程性评价三步,如图1所示。

1.教:大单元重构

教师要围绕学科大概念(如下页图2),依据学生的认知水平,搭配知识点自身的难度系数,将各模块中相关联的知识点,按螺旋上升的形式整合,并对教材内容进行筛选、分类,最终产生知识主线。

(1)概念统摄,重构内容

在必修一“数据与计算”模块中,Python语言程序设计中有字符串、列表等基本数据结构,而在选必一“数据与数据结构”模块中,对“数据结构”有了深入与拓展。在重构时,教师可以将选必一作为必修一的延伸,将分布在两本教材中的内容组织成一条线,从数据结构这个角度向下深挖。

(2)单元组织,逐步分解

在选必一“数据与数据结构”中,在“树”单元的布局图(如图3)中可以发现,本单元是从“发现树”“研究树”“应用树”三个情境入手,层层深入,分别学习“树与二叉树”“二叉树的基本操作”“二叉树的编码应用”的。

因此,教师要从生活实例出发,引导学生概述树的概念,归纳二叉树的形态与性质,并能通过列举实例,了解二叉树的建立及其基本操作方法。所以,依据教-学-评一致性,教师可以制订如下单元教学目标:①能通过生活、学习和工作中的具体实例,了解树的相关概念;②能从树的多种形态中了解二叉树的概念,并学会将二叉树的性质应用到具体问题中;③了解使用数据和链表建立并遍历二叉树,体会非线性数据结构在数据组织中的作用。

(3)教学细化,素养落实

对《树与二叉树》一课的目标与评价,可以依据下表所示的内容进行设计。

2.学:项目化实践

(1)前置教学,“小微”项目辅助

教师在前置课时,安排“小微”项目活动创设问题情境,引导学生进行抽象与建模—设计算法—编程与调试,用计算机解决问题。例如,在教学“字符串”内容时,可将图像识别与文本处理内容相结合,安排“行程编码”项目实践。

(2)项目综合,深入理解

在完成了前置课时后,布置大综合项目的前置任务。例如,利用“栈”“队列”“树”三种数据结构解决“走迷宫”问题,学生两人一组,先自行设计方案,再相互交换,通过笔谈的方式进行讨论,并用不同颜色笔迹呈现批改与讨论的结果。

学习目标 学生活动 评价指标1.认识树及树的相关名词,理解树的概念名词的意义 观察树的形态,使用树相关名词,与同学进行交流 学生能用指定名词阐述树的相关概念2.认识二叉树的5种基本形态 通过讨论,对二叉树的5种基本形态进行分类与归纳,整理结果并总结学生完成二叉树形态的归纳,呈现在PPT中并交流3.归纳二叉树性质 比较二叉树与其他树,归纳总结二叉树的性质 学生完成二叉树性质的归纳4.将二叉树性质应用到具体问题中体会二叉树的效率,发现树的优势,展望树在生产领域的应用通过实验,体会二叉树的效率,观察教师展示的生产领域中的树,发现树的优势 学生完成实验并上交实验报告

(3)汇总方案,分享应用

在汇总时,可先呈现学生们用不同数据结构编写的算法,再根据算法,完成程序编写,让学生实现抽象数据类型,寻求合理算法。课后布置小组作业:请任选一种数据结构,应用相应的算法,用生活的例子设计一个编程问题;请同伴编写相应的程序,并在拓展课上,将小组作业进行分享。

3.评:过程性评价

(1)评价目标

通过前面的“教”与“学”的分步走,产生相应的评价目标:

①能主动观察、发现现实中的数据处理问题,针对数据处理问题中的数据及其呈现特点,分析其中可以采用的数据组织、处理方式,并能结合算法比较各种数据组织方式的特点。

②对模型问题,能合理选用数据结构组织数据,设计合理的算法编程解决问题,运用迭代思想提出数据组织、算法优化的解决方案,能评价方案的可行性、合理性和性价比。

③能根据问题求解的需求,在抽象与建模基础上,在实际运用数据结构、设计算法解决问题的过程中,结合自定义函数、系统应用,理解抽象数据类型的概念与作用。

(2)评价方法

在评价目标确定后,搭配如下评价方法。

①双线融合,教师评价。学生上机答题,教师公布答案,学生通过教学平台浏览错题解析,并自主思考。教师可在教师端快速查看学生答题情况,再针对性地讲解。假期,教师可约定时间发布部分作业答案,让学生及时批改、订正、纠错,以问卷形式上交。

②模块编程,学生互评。编程题目难度由浅入深,可布置与授课进程配套的练习。编程时学生先自己编写编程题程序,可与同伴讨论思路,互批后再交由教师批改。日积月累,互批的效果渐渐显现。

③班级分享,成果共享。结合编程,教师可以在线下定期开设分享活动,以互批分享、命题分享、改编分享等形式开展。互批分享是指围绕同一个问题,从学生互批中挑选出不同的思路,开展算法思路交流课。命题分享是由教师提供素材,课前同伴之间进行研讨,商量出题思路,根据想法设计题目,并给出答案与解析。在交流课上自荐,或小组推荐,挑选出有趣的问题,大家一起探讨、研究。改编分享是根据一个算法的程序题,让学生自己从程序、题干、结果等角度改题再由同伴完成解答与解析。通过分享,学生将原来的单一的一个算法程序题,演变出多个优秀的题目,拓宽了思路,加深了对该算法的认识。

● 反思“教-学-评”一致性

无论是从单元课时还是从整体大单元重构来看,教师都给学生提供了多种学习渠道和丰富的学习资源,增加了学生的学习经历,“教-学-评”一致性实现了学与问、学与思、学与做的结合。学生从中慢慢养成了利用“计算机编程解决问题的一般过程”去解决问题的习惯,培养了计算思维,提升了信息意识等核心素养。

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