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小学程序设计教学是小学信息技术教学的重要组成部分。目前的小学程序设计教学主要包括信息技术课堂教学中程序设计教学及小学生信息技术课外活动中的程序设计教学。课堂教学中的程序设计教学内容主要是六年级教材中学习Logo语言。课外程序设计教学主要是指在小学信息学奥林匹克竞赛活动中学习QBASIC及Pascal语言,也包括小学生机器人竞赛活动中的程序设计教学。这些高级计算机语言有一个共同特点,就是基本语句不多,适合小学生学习。然而小学生的思维以具体形象思维为主,而程序设计以抽象逻辑思维为主。因此,对于小学生来说,学习计算机编程是有难度且比较抽象和枯燥的。作为信息技术教师,怎样在课堂教学或课外辅导中提高程序设计的教学效率呢?笔者认为,只要教师多在程序设计教学中应用情境教学法,便可将枯燥问题兴趣化,复杂问题简单化,从而引导小学生在小学阶段学好一种计算机语言。
一、创设生活情境,激发学生编程兴趣
计算机语言和我们学习的汉语、英语一样,都是一种交流工具,只不过它是人和计算机进行交流。小学生编程就是小学生学习计算机语言,和计算机进行直接地“沟通、交流”。 语言离不开生活,脱离生活就不存在语言。我国著名教育家陶行知先生说过:“生活即教育”。因此,只有将计算机的程序设计教学紧密与学生的生活实际联系起来,才能更好地激发学生的编程兴趣。如一位老师在教学生什么是顺序结构程序设计时(Pascal语言),他创设如下生活情境,要求各位同学说说自己一天的作息时间,什么时候干什么事情;又要学生说说在学校从周一至周五每天放学后自己参加了哪些“阳光一小时”体育运动项目。学生们说得很开心,最后老师问学生:同学们,你们能编出自己的“作息时间表”或“阳光一小时安排表”吗?学生个个摩拳擦掌,跃跃欲试。老师于是进一步引导学生,运行writeln语句和字符串知识编出程序。学生通过引导,顺利编写这两个程序,并运行及查看了结果。通过编程,学生很好地掌握了只要按照解决问题的顺序写出相应的语句就是顺序结构程序设计,它的执行顺序是自上而下,依次执行。此位老师举的两个例子都源于学生的生活实际,是学生所熟知且正在“生活”之中的,情境的创设激发了学生的生活情感,提高了学生学习编程的兴趣,也达到了教学的目标。
二、创设数学情境,训练学生编程能力
数学是基础学科中的基础,编程的本质是利用计算机解决实际问题经过抽象出来的数学问题。特别是在信息学编程竞赛中,解答信息学竞赛题所需要用到的基础知识如数论、数理逻辑、集合论、组合数学、几何学等无不来自于数学;而算法设计时所需做出的时空复杂度的计算等也都依赖于数学思维。生活情境有利于激发小学生学习编程兴趣,给予他们编程的动力。但要提高学生的编程能力,信息技术教师还必须创设数学情境,让学生能应用计算机语言解决生活中的数学问题,以此提高学生的数学能力。
怎样创设数学情境呢?一是要深入挖掘小学信息技术程序设计教材中的“数学资源”,创设数学情境。程序设计教材其实就是一本应用计算机语言解决数学问题的教材。某信息老师在教学LOGO语言中的“用Repeat命令绘制正多边形”时,先让学生自己绘制正三角形,正四边形,正五边形。然后在黑板上例出画正三角形的转角度数为360÷3,正四边形的转角度数为360÷4,正五边形的度数为360÷5。老师如是问学生,那么画正N边形小海龟每次转角度数是多少呢?学生很容易得出正N边形每次的转角度为360÷N,进而得出绘制正边形的命令为Repeat N [FD M RT 360/N ]。因此,信息技术教师在教学计算机程序设计时一定要深入分析教材,挖掘教材本身的数学知识并创设情境,引导学生应用计算机语言解决数学问题,以此提高学生自我发现问题、解决问题的编程能力。
二是应用好“数学课本”,让学生自己在课堂上生成数学情境。当学生懂得利用编程能解决数学问题时,他们便会不自觉地把编程与数学学习结合起来,甚至自己在课堂上提出问题,生成新的数学情境。如某信息老师在教学“Pascal语言表达式”时,利用比较教学法让学生区分Pascal语言表达式与数学算式的区别与联系。学生提问:老师,是不是数学书上的算式只要写成Pascal表达式,就能在程序中运行并有结果呢?这位老师因势利导:请同学们打开数学书,自己找个算式试试啊!学生在老师的引导下顺利完成了编程,并深刻理解了Pascal表达式的书写,架起了数学表达式与Pascal表达式之间的思维桥梁。
三、创设问题情境,检测学生编程水平
小学计算机程序设计教学的主要目的是培养学生应用计算机语言编程解决日常生活中存在的数学问题。创设问题情境来检测学生编程水平的功能主要表现为:通过情境,提出问题。使信息技术编程具有新奇性,挑战性。从而使学生产生好奇心和求知欲,极大地激发了学生探究动机和兴趣,有利于培养学生的创新所需要的思维素质和探究能力,在探索创新过程中渗透和运用一些创造性的方法提出假设,建立数学模型,并给出解决问题的新方法,从而培养学生的创新方法和编程能力。
目前,我国很多有条件的城市都在开展小学生信息学奥林匹克竞赛。在竞赛的上机决赛阶段,百分之百都是以问题情境形式出现的,从竞赛的题目就能看出来。如2011年长沙市小学生信息学奥林匹克竞赛题,四道题的题目分别为“购买文具”、“爱心捐赠”、“梦幻王国”、“长跑接力”;又如2011年安庆市青少年信息学奥林匹克竞赛试题(小学组),竞赛题目分别为“拼数游戏”、“摘桃子”及“切橡皮泥游戏”。这些题目的共同点是创设问题情境,让学生在情境中寻找规律,发现问题,解决问题。由此可知,问题情境能很好地检测学生的数学思维能力、编程能力及创新能力。老师们在检测学生程序设计学习效果时应以创设问题情境为主。
总之,情境教学法在小学程序设计教学中应用广泛,能激发学生的编程兴趣,提高学生的编程能力,培养学生的创新精神。
一、创设生活情境,激发学生编程兴趣
计算机语言和我们学习的汉语、英语一样,都是一种交流工具,只不过它是人和计算机进行交流。小学生编程就是小学生学习计算机语言,和计算机进行直接地“沟通、交流”。 语言离不开生活,脱离生活就不存在语言。我国著名教育家陶行知先生说过:“生活即教育”。因此,只有将计算机的程序设计教学紧密与学生的生活实际联系起来,才能更好地激发学生的编程兴趣。如一位老师在教学生什么是顺序结构程序设计时(Pascal语言),他创设如下生活情境,要求各位同学说说自己一天的作息时间,什么时候干什么事情;又要学生说说在学校从周一至周五每天放学后自己参加了哪些“阳光一小时”体育运动项目。学生们说得很开心,最后老师问学生:同学们,你们能编出自己的“作息时间表”或“阳光一小时安排表”吗?学生个个摩拳擦掌,跃跃欲试。老师于是进一步引导学生,运行writeln语句和字符串知识编出程序。学生通过引导,顺利编写这两个程序,并运行及查看了结果。通过编程,学生很好地掌握了只要按照解决问题的顺序写出相应的语句就是顺序结构程序设计,它的执行顺序是自上而下,依次执行。此位老师举的两个例子都源于学生的生活实际,是学生所熟知且正在“生活”之中的,情境的创设激发了学生的生活情感,提高了学生学习编程的兴趣,也达到了教学的目标。
二、创设数学情境,训练学生编程能力
数学是基础学科中的基础,编程的本质是利用计算机解决实际问题经过抽象出来的数学问题。特别是在信息学编程竞赛中,解答信息学竞赛题所需要用到的基础知识如数论、数理逻辑、集合论、组合数学、几何学等无不来自于数学;而算法设计时所需做出的时空复杂度的计算等也都依赖于数学思维。生活情境有利于激发小学生学习编程兴趣,给予他们编程的动力。但要提高学生的编程能力,信息技术教师还必须创设数学情境,让学生能应用计算机语言解决生活中的数学问题,以此提高学生的数学能力。
怎样创设数学情境呢?一是要深入挖掘小学信息技术程序设计教材中的“数学资源”,创设数学情境。程序设计教材其实就是一本应用计算机语言解决数学问题的教材。某信息老师在教学LOGO语言中的“用Repeat命令绘制正多边形”时,先让学生自己绘制正三角形,正四边形,正五边形。然后在黑板上例出画正三角形的转角度数为360÷3,正四边形的转角度数为360÷4,正五边形的度数为360÷5。老师如是问学生,那么画正N边形小海龟每次转角度数是多少呢?学生很容易得出正N边形每次的转角度为360÷N,进而得出绘制正边形的命令为Repeat N [FD M RT 360/N ]。因此,信息技术教师在教学计算机程序设计时一定要深入分析教材,挖掘教材本身的数学知识并创设情境,引导学生应用计算机语言解决数学问题,以此提高学生自我发现问题、解决问题的编程能力。
二是应用好“数学课本”,让学生自己在课堂上生成数学情境。当学生懂得利用编程能解决数学问题时,他们便会不自觉地把编程与数学学习结合起来,甚至自己在课堂上提出问题,生成新的数学情境。如某信息老师在教学“Pascal语言表达式”时,利用比较教学法让学生区分Pascal语言表达式与数学算式的区别与联系。学生提问:老师,是不是数学书上的算式只要写成Pascal表达式,就能在程序中运行并有结果呢?这位老师因势利导:请同学们打开数学书,自己找个算式试试啊!学生在老师的引导下顺利完成了编程,并深刻理解了Pascal表达式的书写,架起了数学表达式与Pascal表达式之间的思维桥梁。
三、创设问题情境,检测学生编程水平
小学计算机程序设计教学的主要目的是培养学生应用计算机语言编程解决日常生活中存在的数学问题。创设问题情境来检测学生编程水平的功能主要表现为:通过情境,提出问题。使信息技术编程具有新奇性,挑战性。从而使学生产生好奇心和求知欲,极大地激发了学生探究动机和兴趣,有利于培养学生的创新所需要的思维素质和探究能力,在探索创新过程中渗透和运用一些创造性的方法提出假设,建立数学模型,并给出解决问题的新方法,从而培养学生的创新方法和编程能力。
目前,我国很多有条件的城市都在开展小学生信息学奥林匹克竞赛。在竞赛的上机决赛阶段,百分之百都是以问题情境形式出现的,从竞赛的题目就能看出来。如2011年长沙市小学生信息学奥林匹克竞赛题,四道题的题目分别为“购买文具”、“爱心捐赠”、“梦幻王国”、“长跑接力”;又如2011年安庆市青少年信息学奥林匹克竞赛试题(小学组),竞赛题目分别为“拼数游戏”、“摘桃子”及“切橡皮泥游戏”。这些题目的共同点是创设问题情境,让学生在情境中寻找规律,发现问题,解决问题。由此可知,问题情境能很好地检测学生的数学思维能力、编程能力及创新能力。老师们在检测学生程序设计学习效果时应以创设问题情境为主。
总之,情境教学法在小学程序设计教学中应用广泛,能激发学生的编程兴趣,提高学生的编程能力,培养学生的创新精神。