巧用OnlineJudge培養(yǎng)計(jì)算思維

巧用OnlineJudge，培養(yǎng)計(jì)算思維摘要：計(jì)算思維作為信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)之一，是信息化社會(huì)中數(shù)字公民所應(yīng)具備的重要素養(yǎng)，但在傳統(tǒng)班級(jí)的統(tǒng)一授課制中，由于學(xué)習(xí)能力差異大，學(xué)生難以發(fā)展?jié)撃苄纬烧嬲挠?jì)算思維。鑒于此，文章提出利用OnlineJudge（在線評(píng)測(cè)平臺(tái)OJ）進(jìn)行計(jì)算思維教學(xué)的模式，利用OJ實(shí)現(xiàn)尋找不同層次學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，同時(shí)采用小組形式合作學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)因材施教、培養(yǎng)計(jì)算思維，并結(jié)合教學(xué)實(shí)際情況說(shuō)明效果。計(jì)算思維內(nèi)涵及培養(yǎng)存在的問(wèn)題如何讓學(xué)生擁有計(jì)算思維，是一線信息技術(shù)教師非常關(guān)注的問(wèn)題。有學(xué)者給出具體的課堂教學(xué)案例[5]，有學(xué)者提出用項(xiàng)目方式研究真實(shí)問(wèn)題，提升計(jì)算思維。[6]這些策略及實(shí)踐都是面向所有學(xué)生進(jìn)行統(tǒng)一的教學(xué)活動(dòng)，而在現(xiàn)實(shí)的班級(jí)授課制教學(xué)中，學(xué)生的能力千差萬(wàn)別，課堂上教師往往缺乏足夠的精力和時(shí)間去解答所有學(xué)生的問(wèn)題，無(wú)法顧及學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，忽視學(xué)生“最近發(fā)展區(qū)”的問(wèn)題，并最終體現(xiàn)在計(jì)算思維形成的缺失中。OJ如何促進(jìn)基于“最近發(fā)展區(qū)”的計(jì)算思維培養(yǎng)采用OJ進(jìn)行算法學(xué)習(xí)的好處是教師可以提前將不同難度的項(xiàng)目問(wèn)題放在OJ上并設(shè)置在同一節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容中，學(xué)生根據(jù)自己的水平挑戰(zhàn)合適難度的題目。OJ的算法題采用實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)評(píng)測(cè)，學(xué)生在OJ上自主提交自己的算法答案后就能立即知道對(duì)錯(cuò)，便于訂正。整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程都是學(xué)生自主進(jìn)行問(wèn)題分析、算法設(shè)計(jì)、程序編寫(xiě)并選擇感興趣的問(wèn)題進(jìn)行舉一反三的練習(xí)。學(xué)生根據(jù)自己的水平選擇合適難度的算法問(wèn)題進(jìn)行探究解決，實(shí)現(xiàn)了基于最近發(fā)展區(qū)的個(gè)性化學(xué)習(xí)，有助于計(jì)算思維的培養(yǎng)。計(jì)算思維培養(yǎng)實(shí)踐及效果1.每節(jié)課提前準(zhǔn)備不同難度的算法題教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，準(zhǔn)備不同難度的算法題，高一Python教學(xué)，分為順序、選擇、循環(huán)、函數(shù)等幾個(gè)核心章節(jié)，針對(duì)每個(gè)章節(jié)，分別選擇不同難度的題目。例如，在選擇算法模塊里，教師可以根據(jù)核心素養(yǎng)準(zhǔn)備不同難度的項(xiàng)目問(wèn)題（如右表）。2.建構(gòu)新知，根據(jù)大數(shù)據(jù)確定最近發(fā)展區(qū)4個(gè)項(xiàng)目問(wèn)題對(duì)應(yīng)不同的計(jì)算思維水平，在教師講授完if...else...格式特點(diǎn)后，學(xué)生嘗試解決問(wèn)題1，問(wèn)題1解決體現(xiàn)出基本的選擇型計(jì)算思維達(dá)成，50%的學(xué)生寫(xiě)不出問(wèn)題2的求余函數(shù)，問(wèn)題3學(xué)生因?yàn)閱?wèn)題2卡住了，就不敢繼續(xù)探究，其實(shí)問(wèn)題3非常簡(jiǎn)單，這里鍛煉學(xué)生探究未知世界的勇氣。到了問(wèn)題4，讀懂題目的含義非常重要，如果沒(méi)有計(jì)算思維中界定問(wèn)題的能力，問(wèn)題4就很難下手，而大數(shù)據(jù)的實(shí)際情況也表明，問(wèn)題4大約有60%的學(xué)生都無(wú)法找到入手點(diǎn)。根據(jù)課堂大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)評(píng)測(cè)可以找到每個(gè)學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，有助于針對(duì)性地解決學(xué)生存在的問(wèn)題。3.提供微視頻，根據(jù)學(xué)情自主或合作學(xué)習(xí)教師將事先準(zhǔn)備的微視頻放在OJ平臺(tái)上，學(xué)生解決第一個(gè)問(wèn)題后，如果第二個(gè)問(wèn)題遇到難處，可以自己查看微視頻學(xué)習(xí)mod運(yùn)算如何寫(xiě)。第二個(gè)問(wèn)題順利解決的學(xué)生可以直接進(jìn)入問(wèn)題3，挑戰(zhàn)實(shí)際問(wèn)題解決能力。同樣，個(gè)別計(jì)算思維能力強(qiáng)的學(xué)生會(huì)提前進(jìn)入問(wèn)題4的挑戰(zhàn)，也可以同伴互助討論，或自主學(xué)習(xí)指導(dǎo)的微視頻，成功后可以擔(dān)任教師的助手，幫助班級(jí)其他同學(xué)完成對(duì)問(wèn)題的解答?；贠J進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，學(xué)生自己選擇合適的難度進(jìn)行挑戰(zhàn)，當(dāng)遇到問(wèn)題的時(shí)候，選擇教師提供的支架微視頻進(jìn)行輔助突破，精準(zhǔn)地挑戰(zhàn)自己的思維難點(diǎn)，逐步培養(yǎng)計(jì)算思維。4.針對(duì)課堂實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)進(jìn)行精準(zhǔn)補(bǔ)償教學(xué)在學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過(guò)程中，教師根據(jù)OJ平臺(tái)上的大數(shù)據(jù)完成情況示意圖實(shí)時(shí)了解學(xué)生的完成情況，OJ還提供了代碼查看功能，教師可以實(shí)時(shí)將不同思路的算法代碼分享給學(xué)生，過(guò)程性評(píng)價(jià)和表現(xiàn)性評(píng)價(jià)同步進(jìn)行并嵌入教學(xué)過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。同時(shí)，針對(duì)問(wèn)題4可以在學(xué)生自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行全班輔助講解，幫助學(xué)生更好地分析問(wèn)題，理解選擇算法。本節(jié)課的反饋結(jié)果也可以作為下節(jié)課的學(xué)情基礎(chǔ)，利用OJ尋找到每個(gè)學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，實(shí)現(xiàn)教—學(xué)—評(píng)深度融合。[1]Wing，J.M.ComputationalThinking[J].CommunicationsoftheACM，2006，49（03）：33-35.[2]ISTE&CSTA.OperationalDefinitionofComputationalThinkingforK-12Education[EB/OL].2011，252（06）：28-30.[4]任友群，隋豐蔚，李鋒.數(shù)字土著何以可能？——也談?dòng)?jì)算思維進(jìn)入中小學(xué)信息技術(shù)教育的必要性和可能性[J].中國(guó)電化教育，2016（01）：2-8.[5]謝忠新，曹楊璐.中小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)的策略與方法[J].中國(guó)電化教育，2015（11）：116-120.[6]曹蓉.基于項(xiàng)目的信息技術(shù)學(xué)習(xí)——以《智能聲控?zé)簟芬徽n為例[J].教育研究與評(píng)論（中學(xué)教育教學(xué)），2020（11）：55-58.[7]王文靜.維果茨基“最近發(fā)展區(qū)”理論對(duì)我國(guó)教學(xué)改革的啟示[J].心理學(xué)探新，2000（02）：17-20.[8]張浩斌.基于開(kāi)放式云平臺(tái)的開(kāi)