数学和科学的融合

科学和数学课程之间存在很大的重叠,但是在两个学科中,学生对重叠主题的体验常常有很大的不同。识别重叠的内容,发现数学主题在科学学习中,与它们在数学学习中的打开方式有何不同;思考何时以何种方式展现数学和科学重合的内容,并探索能够充分理解数学并同时流利地获得成功所需技能的教学方法。

我校非常注重培养学生的“计算思维”,那到底何为“计算思维”?

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To prepare leaders in education and to generate knowledge to improve student opportunity, achievement, and success. 

计算思维到底是什么?计算思维不等于计算机思维计算机科学也不等于计算机编程。


UIA督学们带领学科老师建立了一套“计算思维课程体系”,这套课程体系吸收了众多交互媒体设计者们的研究。课程体系的载体是scratch,在scratch编程环境下,学生很容易就能学会,创造自己的作品,包括互动故事、视频游戏、现实仿真等,并进行分享。

在研究scratch线上社区与线下俱乐部的用户行为后,我们定义了“计算思维”,这个定义主要包括三个维度:

1)计算的概念

2)计算的实践

3)计算的视角

1CONCEPTS 概念


学生使用scratch创作交互作品时,他们已经接触到了一些“计算概念”,这些概念在其他编程语言中早已十分常见。导师们总结归纳出七个概念,这七个概念不仅在scratch作品中被广泛应用,也能被应用到其他编程(或非编程)环境中。

· 顺序:识别某项任务的一系列步骤

· 循环:将同一“顺序”执行多次

· 并行:同时执行多个事件

· 事件:能够触发其他操作的行为

· 条件语句:基于条件做出决定

· 运算符:支持逻辑计算与数值计算

· 数据:存储、检索、更新

2PRACTICES 实践


从我们的观察与调查结果来看,若计算思维的框架,仅仅围绕着几个概念,并不能够有效体现出学生在学习和生活中的一些特质,因此,阐述“计算思维”框架的第二步,是对作品的创作过程进行梳理。在创作作品的过程,就是我们所说的设计实践,导师们总结出了四项常见的实践内容:

· 试验与迭代:先开发一些,再尝试一些,然后开发更多

· 测试与调试:保证运行正确,出现问题时,找出并解决问题

· 复用与重组:在已有基础上进行开发

· 抽象化与模块化:发掘整体与局部之间的关系;

3PERSPECTIVES 视角


scratch的实践过程中是学生对自我的逐渐认识、与他人之间的良好关系以及围绕在他们周围的科技世界,也就是导师们建立的新维度——视角。作为阐述“计算思维”框架的最后一步, “视角”这一维度表示了学生在使用scratch过程中的“观念转变”,其中包括三点:

· 表达:意识到计算只是创作的中间步骤,

· 联系:认识到“与人创造”和“为人创造”的强大力量

· 质疑:敢于质疑这个世界

UIAPBL导师们通过学生的项目制学习不断总结和提升课程内容,完善课程体系,让学生在导师的指导下发挥更多想象和潜能,计算思维成就更多创造创新能力。