【摘要】本文结合教学实际,探索运用可视化技术,通过适合演示Python程序教学的可视化图像或动画,提升程序教学的有趣性和可接受性,以趣促学,从而达到提升学生逻辑思维能力、编程力和自主学习力的目的。
【关键词】“双减”政策;可视化;Python;教学
“双减”改革给传统的教学模式带来了新的挑战,其目的不是单纯的“减负”,而是过程“减负”和成果“增效”之间的动态平衡。就初中Python教学而言,“双减”要求教师通过精细的教学设计和讲解,引导学生深入理解知识点并主动开展探索性学习,从而提高教学效率和优化教学质量。
一、可视化技术及作用
(一)可视化技术
包括知识可视化、思维可视化以及数据可视化。知识可视化是指用图形、图像、视频等形式来展示复杂的知识。思维可视化是指通过图形、图表来表现思维的过程,使得思考过程中的思想与问题可视化和直观化,帮助学生理解其中的思维过程。数据可视化包括应用雷达图分析试题,或采用问卷、量表等来检测学习效果。
(二)可视化技术作用
一是可视化技术和工具有助于将抽象的思维具体化,从而提高知识传递的效率和优化教学效果。在Python程序教学中,可以采用程序流程图来描述人们需解决的问题和执行任务的思路及算法。通过自然语言展示算法容易出现歧义、繁杂、赘述等多种不足。流程图和自然语言相比而言,通过流程图展示算法的过程比自然语言更简明直观和易于理解。
二是利用可视化工具展示呈现解决实际问题的思维过程。在教学过程中,将算法呈现为易于理解的流程图后进行抽象建模、设计算法(如图1),最后再进行代码的编写和程序的运行测试。例如:某旅游景点购买儿童票的算法如下:身高1.2米以下,免票;身高1.0米—1.5米,购半票;身高超过1.5米,购全票。
二、利用图库提升Python教学的趣味性
教授Python编程语言,利用其可视化的特点,可以把turtle绘图融入Python编程教学中,我们可以让学生自己编写代码来绘制三角星或五角星,激发学生对于编程语言的兴趣。我们还可以引导学生绘制多边形、螺旋图形、同心圆等,引导学生观察修改程序的相关参数后,画出来图形形状发生的变化,激发学生学习编程语言的热爱和兴趣。
我们可以通过可视化技术演示Python的数据类型、变量、循环等知识点,潜移默化的将Python语言的全部知识点教授给学生。这样的知识点教授方式让孩子们乐于接受,激励学生扩展无痛学习,提升孩子们的自主学习能力。
三、微视频有助于将程序算法抽象的问题形象化
针对一些知识点的理解和学习对学生来说有些难度,结合适宜的微视频资源,提升教学效能。我们可以按照知识点,上网获取现有的微视频资源,或自己录屏制作,将教学过程中的重、难点录制成多个知识点片段。微视频有助于将程序算中抽象的问题具体形象化。例如给学生讲解渡河的问题,我们利用微视频动画,让学生在这个动画游戏中帮助船夫安排渡河的先后顺序,依次把狼、羊和菜渡过河。
四、举办竞赛激发学习积极性
在教授Python程序语言时,可以利用往年的创意程序作品进行项目式教学,引领学生更好地创新与创作,帮助学生设计出富有创意的作品。通过引导学生在模拟编程操作实践中建立系统的知识体系,并对程序进行优化,强化学生的逻辑思维能力和解决问题的实际能力。
例3:在讲解“if…elif…else”多重选择结构时,我们可以利用(如图2)所示的“双人对战—计算达人”小游戏(第四届顺德区教育科创节编程项目二等奖的作品)进行演示,将“if…elif…else”多重选择结构分拆成多个小任务进行演示教学。通过在课堂上引用往年的创客作品和创意编程作品,再将Python语言的变量、算法和程序设计教学,有利于激发学生的学习兴趣,降低学生对编程的畏难心理,达到培养学生热爱学习、学会学习程序语言的习惯。
“双减”需要教师优化教学模式,激发学生的积极性,从而提高教学的效率和效果。在教学实践中,教师通过可视化技术将抽象的概念和思维可视化,面向实际问题引导学生主动学习、独立思考和辩证分析,逐步发展学生掌握分析问题、解决问题的思维和能力,帮助其成长为适应万物互联5G时代社会的技能人才。
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