基于高中信息技術(shù)課程的計(jì)算思維能力培養(yǎng)研究

繆德艷

【摘 要】 計(jì)算思維能力的培養(yǎng)是高中信息技術(shù)課程的教學(xué)中非常重要的一個(gè)范疇，這一思維能力的形成代表學(xué)生已經(jīng)具備初級(jí)的程序編寫能力，并且可以利用計(jì)算思維來(lái)處理各種相對(duì)更為復(fù)雜的問(wèn)題。注重計(jì)算思維的分層教學(xué)，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，在實(shí)驗(yàn)程序調(diào)試中培養(yǎng)計(jì)算思維能力。

【關(guān)鍵詞】 高中；信息技術(shù)；計(jì)算；思維；能力

計(jì)算思維能力的培養(yǎng)是高中信息技術(shù)課程的教學(xué)中非常重要的一個(gè)范疇，這一思維能力的形成代表學(xué)生已經(jīng)具備初級(jí)的程序編寫能力，并且可以利用計(jì)算思維來(lái)處理各種相對(duì)更為復(fù)雜的問(wèn)題。計(jì)算思維的培養(yǎng)是一個(gè)長(zhǎng)期的教學(xué)訓(xùn)練過(guò)程，前期要讓學(xué)生對(duì)于一些相關(guān)的理論知識(shí)和基礎(chǔ)內(nèi)容有較好的掌握，這樣在訓(xùn)練學(xué)生的計(jì)算思維時(shí)才能夠更好地展開。教師要將教學(xué)的重點(diǎn)一定程度放到學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)上，這是課程教學(xué)的發(fā)散與延伸，并且讓學(xué)生掌握更多實(shí)用技能的教學(xué)過(guò)程。

一、注重計(jì)算思維的分層教學(xué)

計(jì)算思維能力的培養(yǎng)是高中階段信息技術(shù)教學(xué)中毫無(wú)疑問(wèn)的難點(diǎn)部分，學(xué)生想要形成相應(yīng)的計(jì)算思維，不僅在基礎(chǔ)知識(shí)的掌握上要比較牢固，這對(duì)于學(xué)生的思維能力和思維品質(zhì)也提出了相應(yīng)要求。教師在鍛煉學(xué)生計(jì)算思維時(shí)不妨融入分層教學(xué)的理念，這樣教學(xué)的內(nèi)容和方式都更易于被學(xué)生接受。分層教學(xué)可以針對(duì)兩個(gè)方面。一方面，教學(xué)的內(nèi)容可以相應(yīng)分層，如果是比較難或者較為復(fù)雜的問(wèn)題，教師可以首先將問(wèn)題進(jìn)行分層設(shè)計(jì)，可以將一個(gè)大的問(wèn)題拆分成由淺入深的幾個(gè)小問(wèn)題，讓教學(xué)過(guò)程層層遞進(jìn)的展開。另一方面，可以對(duì)于學(xué)生展開有效分層，結(jié)合不同層面與不同能力水平的學(xué)生，給他們安排不一樣的學(xué)習(xí)任務(wù)。這樣更符合學(xué)生的認(rèn)知水平和知識(shí)層面，相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容也更易于被學(xué)生普遍吸收。

以講解約瑟夫算法為例，在進(jìn)行這部分內(nèi)容的教學(xué)時(shí)，可以采取對(duì)于學(xué)生分層的形式來(lái)實(shí)施具體的教學(xué)過(guò)程。筆者讓6位學(xué)生站在教室的最前面排成一排并手拉手，說(shuō)道：“如果從第一位學(xué)生開始數(shù)，數(shù)到第三位時(shí)學(xué)生出列，最后是哪一位出列？”這時(shí)，學(xué)生就開始在心里想了，某某最先出，然后是誰(shuí)，最后又是誰(shuí)出列。在這個(gè)過(guò)程中，部分學(xué)生參與其中，下面的學(xué)生也會(huì)在心里計(jì)算，這樣，全體學(xué)生都參與進(jìn)來(lái)了。接著，筆者提示學(xué)生用鏈表知識(shí)來(lái)描述這個(gè)算法，有幾位學(xué)生很快就寫出了代碼，并且準(zhǔn)確得出了答案。基礎(chǔ)較差的學(xué)生則遇到了難關(guān)，一直沒(méi)有找到解答方案。這個(gè)時(shí)候不妨讓那些想出算法的學(xué)生給其他同學(xué)進(jìn)行分享，推動(dòng)不同層面學(xué)生間的有效交流，讓學(xué)生的思維進(jìn)一步得到啟發(fā)，這會(huì)給計(jì)算思維能力的培養(yǎng)帶來(lái)很好的促進(jìn)效果。

二、以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力

在計(jì)算思維能力培養(yǎng)的過(guò)程中，教師不妨設(shè)計(jì)一些具體的學(xué)習(xí)任務(wù)，充分發(fā)揮任務(wù)的驅(qū)動(dòng)效果，激發(fā)學(xué)生積極地進(jìn)行對(duì)于具體問(wèn)題的分析與探究。計(jì)算思維能力的培養(yǎng)過(guò)程最好是以具體的問(wèn)題為依托，這樣才能體現(xiàn)出這種思維方式的實(shí)用性，學(xué)生也可以借助具體問(wèn)題更深入地理解這種思維，最終有效掌握相應(yīng)的思維方法。教師在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)要把握尺度，問(wèn)題的難易要適中，問(wèn)題的針對(duì)性要強(qiáng)。這樣才能夠結(jié)合學(xué)生當(dāng)下的知識(shí)水平來(lái)鍛煉學(xué)生的計(jì)算思維，并且可以讓學(xué)生的思維品質(zhì)在已有基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)提升。

例如，在講解循環(huán)語(yǔ)句的時(shí)候，教師如果只是一味講解它的語(yǔ)法怎樣實(shí)現(xiàn)，說(shuō)它如何重要，有些學(xué)生可能會(huì)覺(jué)得很枯燥，有些學(xué)生可能會(huì)越聽越糊涂。這時(shí)，教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)很實(shí)用的小程序，如運(yùn)動(dòng)會(huì)成績(jī)計(jì)算程序等，在成績(jī)輸入過(guò)程中使用循環(huán)語(yǔ)句，學(xué)生如果覺(jué)得它很實(shí)用、很有價(jià)值，自然就會(huì)想學(xué)習(xí)、掌握該知識(shí)點(diǎn)。這種方法不僅十分靈活，起到的教學(xué)推動(dòng)效果也十分明顯。待學(xué)生對(duì)于這個(gè)小程序有了透徹的理解及掌握后，教師可以另外設(shè)計(jì)一個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生參照前面的范例來(lái)進(jìn)一步思考循環(huán)語(yǔ)句的使用方法，還可以鼓勵(lì)學(xué)生編寫小程序來(lái)輔助問(wèn)題的解答。這樣才能夠加深學(xué)生對(duì)于這種計(jì)算思維的透徹掌握，這種具備一定趣味性的教學(xué)方法學(xué)生也會(huì)更加喜愛(ài)。

三、在實(shí)驗(yàn)程序調(diào)試中培養(yǎng)計(jì)算思維能力

隨著教學(xué)的不斷深入，學(xué)生會(huì)慢慢在信息技術(shù)課堂上接觸到程序的編寫與調(diào)試問(wèn)題，這是對(duì)于學(xué)生提出的更高要求，也是對(duì)于學(xué)生計(jì)算思維能力的一種深化培養(yǎng)。教師要善于有效利用這一教學(xué)環(huán)節(jié)，可以和學(xué)生共同探討具體程序的調(diào)試方法，在和學(xué)生一起探究問(wèn)題的過(guò)程中慢慢實(shí)現(xiàn)對(duì)于問(wèn)題的解答。如果是一些并不太難的程序，教師可以先讓學(xué)生以合作交流的形式來(lái)討論調(diào)試方式，首先給學(xué)生獨(dú)立思考提供相應(yīng)的空間。學(xué)生遇到較大障礙時(shí)教師再相應(yīng)給予指導(dǎo)，這是對(duì)于學(xué)生獨(dú)立思維能力的一種有效培養(yǎng)。

比如，教師可以以VB編程的基本步驟為線索，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)各階段問(wèn)題的解決，形成循序漸進(jìn)的梯度，組成一個(gè)任務(wù)鏈，使學(xué)生在“做中學(xué)”、“學(xué)中做”的過(guò)程中加深對(duì)知識(shí)的理解，并適當(dāng)?shù)貫閷W(xué)生提供拓展性的內(nèi)容，充分挖掘他們的潛力，以便讓學(xué)有余力的學(xué)生有更大的發(fā)展空間。這個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)對(duì)于大部分普通學(xué)生來(lái)說(shuō)并不容易，教師首先要給學(xué)生自主思考留有空間，讓學(xué)生首先充分理解問(wèn)題，學(xué)生遇到較大障礙時(shí)教師再相應(yīng)的給予點(diǎn)撥。這樣既強(qiáng)調(diào)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)，又能使其在學(xué)習(xí)時(shí)有規(guī)可依，使他們?cè)诔绦蛟O(shè)計(jì)中得到適度的創(chuàng)新體驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)程序編寫的問(wèn)題在高中信息技術(shù)課程中涉及的并不多，這和這部分內(nèi)容的難度較大，學(xué)生普遍不容易掌握有直接關(guān)聯(lián)。教師在教學(xué)這部分內(nèi)容時(shí)可以適度選取一些有代表性的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講授，可以將知識(shí)點(diǎn)融入到學(xué)習(xí)任務(wù)中讓學(xué)生來(lái)嘗試完成，這可以讓學(xué)生具備一定的程序編寫與調(diào)試的能力，這同樣是計(jì)算思維能力的一種直觀體現(xiàn)。

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