淺談高中信息技術(shù)教學(xué)中計(jì)算思維的培養(yǎng)

李頂銳

【摘 要】計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類的行為。高中信息技術(shù)教學(xué)中，要選擇合適的教學(xué)方法，將教學(xué)內(nèi)容與生活聯(lián)系起來，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

【關(guān)鍵詞】高中信息技術(shù)；計(jì)算思維；培養(yǎng)

1.引言

自2006年3月，曾任美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)（CMU）計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任、現(xiàn)任美國基金會(huì)（MSP）計(jì)算機(jī)和信息科學(xué)與工程部（CISE）主任的周以真（JeannetteM. Wing）教授在美國計(jì)算機(jī)權(quán)威雜志ACM上發(fā)表并定義了計(jì)算思維（Computational Thinking）以來，關(guān)于計(jì)算思維的討論成為了目前國內(nèi)外研究的一個(gè)熱點(diǎn)。

在我國，針對計(jì)算思維所開展的研究主要體現(xiàn)在高等教育領(lǐng)域，例如2010年7月19日至20日，北京大學(xué)、清華大學(xué)等九所知名高校在西安交通大學(xué)舉辦了“C9高校聯(lián)盟計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程研討會(huì)”，發(fā)表了“C9高校聯(lián)盟計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明”，聲明的核心是認(rèn)為大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)具有重要地位，并且計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的“計(jì)算思維”能力。

2.計(jì)算思維與信息素養(yǎng)

2.1計(jì)算思維。目前而言，最具代表性的解釋即為周以真（Jeannette M. Wing）教授提出的計(jì)算思維的定義。她指出：計(jì)算思維（Computational Thinking）是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類的行為；計(jì)算思維的本質(zhì)是抽象（Abstraction）和自動(dòng)化（Automation）。如同所有人都具備是非判斷、文字讀寫和進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算一樣，計(jì)算思維也是一種本質(zhì)的、所有人都必須具備的思維能力。

計(jì)算思維具有下面的特點(diǎn)：

①計(jì)算思維不等于計(jì)算機(jī)編程，它要求從多個(gè)抽象層面進(jìn)行思考。

②計(jì)算思維是一種基于技能而非機(jī)械技能，不是一種簡單地，機(jī)械式的重復(fù)。

③計(jì)算思維是人的思維方式，不是計(jì)算機(jī)的。

④計(jì)算思維是數(shù)學(xué)思維和工程思維的結(jié)合。

⑤計(jì)算思維可以帶入任何人以及任何人的生活中。

2.2信息素養(yǎng)由《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》中可知：普通高中信息技術(shù)課程的總目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)。這里提到的“信息素養(yǎng)”是指：“信息的獲取、加工、管理、呈現(xiàn)與交流的基本能力；對信息及信息活動(dòng)的過程、方法、結(jié)果進(jìn)行評價(jià)的能力；流暢地發(fā)表觀點(diǎn)、交流思想、開展合作并解決學(xué)習(xí)和生活中的實(shí)際問題的能力；遵守道德與法律法規(guī)，形成與信息社會(huì)相適應(yīng)的價(jià)值觀和責(zé)任感。”

2.3兩者的異同。通過分析可以看出，“信息素養(yǎng)”與“計(jì)算思維”具有相似之處：首先，兩者均為一種人們通過學(xué)習(xí)和培養(yǎng)所能掌握的能力；其次，這兩種能力均與計(jì)算機(jī)相關(guān)；第三，兩者都重視能力的內(nèi)化。但我們同時(shí)應(yīng)該注意到兩者本質(zhì)上的區(qū)別，即：“信息素養(yǎng)”更強(qiáng)調(diào)使用計(jì)算機(jī)這個(gè)工具本身的能力，而“計(jì)算思維”則更注重人們?nèi)绾文芟裼?jì)算機(jī)科學(xué)家一樣思考的能力。

3.高中信息技術(shù)課程中計(jì)算思維的培養(yǎng)

通過以上對計(jì)算思維和信息素養(yǎng)的分析可知，要想在高中信息技術(shù)課堂中培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，可以從現(xiàn)階段高中信息技術(shù)課程開展現(xiàn)狀的特點(diǎn)入手，著重在以下幾個(gè)方面做出努力和嘗試。

3.1提高高中信息技術(shù)課程地位。通過問卷調(diào)查法調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段各高中學(xué)校的信息技術(shù)課程開展現(xiàn)狀不容樂觀，主要原因可以歸結(jié)為課程地位低下，從學(xué)校到家長到學(xué)生對于這門非高考課程均表現(xiàn)出了一種不重視的態(tài)度，這就直接導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)課程以及老師教授課程的積極性不高。既然計(jì)算思維應(yīng)該也必需成為未來人們具備的基本能力之一，由此可見，信息技術(shù)課程———這個(gè)培養(yǎng)高中學(xué)生計(jì)算思維能力的最佳手段的課程地位應(yīng)該受到相應(yīng)的重視和提高。

3.2選擇適合的教學(xué)方法

在計(jì)算思維的培養(yǎng)方面，教師教學(xué)方法的選擇起到了重要的作用。得當(dāng)?shù)慕谭ㄟx擇，可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中內(nèi)化計(jì)算思維的培養(yǎng)；反之，不恰當(dāng)?shù)慕谭ㄟx擇達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的目的。

目前關(guān)于信息技術(shù)的課程教學(xué)方法有很多，例如：講授法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、基于問題學(xué)習(xí)的教學(xué)法、游戲教學(xué)法、自主學(xué)習(xí)法等等。通過問卷調(diào)查的情況可以看出，目前教師選擇最多的教學(xué)方法為“講練結(jié)合法”和“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”。在這些講課模式下，課堂教學(xué)的主要目的是為掌握教材中的某個(gè)知識(shí)點(diǎn)，即是以學(xué)科知識(shí)為中心的教學(xué)觀。而計(jì)算思維不僅僅是某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或某項(xiàng)技能的掌握，更重要的是要將計(jì)算機(jī)的思維不自覺地應(yīng)用于生活和學(xué)習(xí)中。而要改變以學(xué)科知識(shí)為中心的教學(xué)觀，在教學(xué)中教師教學(xué)方法的選擇就應(yīng)堅(jiān)持以人為本和學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主參與，使教師由原來的知識(shí)傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)者、指導(dǎo)者、合作者、參與者。圍繞學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)開展教學(xué)，以活動(dòng)式、探究式、分層教學(xué)為主，重視教學(xué)的多向互動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生在活動(dòng)中使用計(jì)算思維處理問題的能力。

3.3將教學(xué)內(nèi)容同學(xué)生生活密切聯(lián)系。要想在信息技術(shù)課堂的開展過程中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，一個(gè)關(guān)鍵所在就是將教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)過程與學(xué)生的學(xué)習(xí)生活、校園生活、家庭生活密切聯(lián)系在一起。學(xué)生如果能夠?qū)⑺鶎W(xué)信息技術(shù)應(yīng)用到學(xué)習(xí)（特別是其他學(xué)科的學(xué)習(xí)）中，讓信息技術(shù)服務(wù)于學(xué)習(xí)，必定會(huì)使學(xué)生的學(xué)習(xí)方式發(fā)生根本的變化，更會(huì)使其對重新認(rèn)識(shí)信息技術(shù)這門課程的價(jià)值；另外，當(dāng)前學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)比較重，高中生的校園生活比較單調(diào)、枯燥是不爭的事實(shí)，若將信息技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的校園生活結(jié)合，亦可收到良好的學(xué)習(xí)效果；最后，學(xué)生的生活離不開家庭，家庭生活是學(xué)生生活的重要組成部分，家庭是最接近學(xué)生的外部環(huán)境，無論怎樣的家庭氛圍，都使得學(xué)生學(xué)習(xí)的途徑、資源拓展了，信息技術(shù)知識(shí)得到了或多或少的運(yùn)用，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

如何在高中信息技術(shù)課堂教學(xué)中有效地培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，是一個(gè)需要我們不斷探索、努力實(shí)踐的過程。期待經(jīng)過不斷地努力，高中學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)能夠在教學(xué)課程體系、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐體系、教材等方面有長足的進(jìn)展。

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