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范佳敏(塘桥中心小学)——信息科技:《破解数字之谜——初探枚举算法》

来源: 发布时间:2025-12-25 13:09:01 浏览次数: 【字体:

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简介:

范佳敏,任教信息科技学科,从教六年来,始终保持学习热忱,积极将新技术、新理念融入教学,致力于点燃每个孩子的数字创造力,做他们探索信息科技世界的引路人。个人教育格言:激发数字好奇心,培育逻辑想象力,守护创造可能性。

 

点评:

数智融合背景下小学信息科技教学策略

云盘小学 景花

在《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》中,“计算思维”被列为信息科技课程的核心素养之一,指出具备计算思维的学生,能对问题进行抽象、分解、建模、并通过设计算法形成解决方案;能尝试模拟、仿真、验证解决问题的过程,反思优化解决方案。枚举算法作为一个经典的基础算法,教学中不能像旧教只停留在编程实现的过程上,而应让学生明白算法的来龙去脉,引导学生形成系统性、逻辑性、高效性的思维方式,实践“科”与“技”并重的教学理念。

在数智融合背景下,两位老师的课堂教学都以实际问题为载体,以枚举算法为思维主线,以AI技术为赋能工具,以计算思维为培养目标,分别呈现了以生活、文化传承与计算思维交融的课堂教学样态。

一、AI赋能创设真实问题情境,激发思维动机

范老师以《孙子算经》中的“物不知数”问题作为核心问题情境,实现了文化传承与算法学习的有机统一。教师通过“穿越千年,化身算法破译官”的叙事设计,将学生带入一个充满神秘感的数学探秘之旅。这种设计不仅激发了学生的学习兴趣,更在潜移默化中增强了文化自信与民族自豪感。

马老师以“小智采购奖品”这一真实生活情境作为切入点,通过“猜金额”任务迅速激发学生的探究兴趣。不仅贴近学生的生活经验,更在无形中引导学生从“无序猜测”走向“有序枚举”,初步形成系统化思考的意识。

在此环节中情境的创设,两位老师都能够运用AI创作与问题对应的视频,一上课就吸引到学生的注意力,引入问题的思考。

二、AI赋能建构教学流程,实现计算思维培养的完整闭环

在本课的教学过程中,两位老师以AI制作的互动网页作为课堂教学中教与学的有效支撑,在教学设计上又呈现了清晰的思维递进脉络,让学生完整的体验了对问题进行分解、抽象、建模、并通过设计算法来实现、验证、优化,从而形成解决方案,实现计算思维培养的完整闭环。

①问题分解:实际问题转化为数学问题

范老师让学生对神秘算题用数学语言来翻译,马老师让学生提炼问题的关键信息,都将大问题分解成小问题,找到解决问题的突破口,将实际问题转化为数学问题。

②抽象建模:数学问题转化为算法问题(建立枚举三要素模型)

数学问题的解决的方法一一列举,逐个检验,直接对应到“枚举对象—范围—条件”的三要素模型,完成从具体问题到抽象模型的思维跨越。

两位老师都使用了AI互动网页提供动态认知支架,范老师3分钟的人力枚举“物不知数”的限时挑战,马老师的“计算小助手”的猜测实践,都采用表格的形式动态生成“枚举路径可视化图”,实时呈现了学生的尝试策略,实现思维的可视化,对一一列举、逐个检验有初步的感知。同时也是用AI模拟了人工枚举的时间成本,学生深刻感受枚举算法“慢、繁、易错”的局限性,形成对算法效率的初步认知,从而产生要使用更好地工具解决问题的需求,实现从人力到算力的思维转变,教师也顺理成章地过渡到用计算机编程来实现枚举算法。

③算法设计:循环+分支的枚举算法

学生运用自然语言和程序流程图描述来实现问题解决的算法路径。在此环节,两位老师都运用AI互动网页在自然语言描述的基础上,让学生拖动流程图组件完成程序流程图来检测学生对模型理解的逻辑是否正确,在分析的过程中又强化了循环结构与分支结构的运用逻辑。

以上三步让学生从具体问题中抽离出数学模型,再将其转化为算法流程,这一过程正是从“具体”到“抽象”的思维跃升。

④程序实现:用Scratch编写程序,验证算法

通过Scratch编程,学生将抽象模型转化为可执行代码,实现“思维—代码”的转化。鉴于学生编程基础,两位老师都采用了半成品策略,读懂程序,填写关键信息,降低学生的操作难度,让学生在课堂上能快速地验证自己的想法。

⑤算法优化:通过限定范围提升算法的效率

在此环节中,范老师从“物不知数”到“韩信点兵”,马老师从“购买金额”到“购买方案”,通过缩小枚举范围提升算法效率,从“能解决”到“高效解决”的思维进阶。前者是通过枚举对象士兵人数限制范围进行算法优化,答案直接从问题描述中来分析,学生容易想到,后者是结合教材案例分析三个枚举对象进行组合枚举,需要在问题描述中结合数学解题思路来实现范围优化,有一定难度,通过AI网页辅助分析钢笔、圆珠笔、铅笔的单价与总数关系,让学生直观地想到方法,让学生从“盲目枚举”到“有策略枚举”的思维提升。最后,两位老师都通过半成品实例来让学生改变次数,在实践中帮助学生加深理解“问题规模—算法效率”的关系。

  在数智融合背景下,信息科技教师应当勇立潮头,以立德树人为根,以培养学生核心素养为魂,以AI技术为翼,构建更加开放、智能、融合的人机协同的教学新范式,培养出既懂技术又有思想、既具创新力又富文化底蕴的数字时代公民。


终审:默认主站管理员秦晓君
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