培養(yǎng)計算思維 提升信息技術(shù)教學(xué)效率

黃岫云

（江蘇省海安縣南莫中學(xué)，江蘇海安 226681）

引 言

高中信息技術(shù)課程是引導(dǎo)學(xué)生步入信息時代的主要途徑。提升學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)，增強他們的理性分析認知能力，已成為信息技術(shù)教學(xué)的主要任務(wù)。計算思維作為一種新的教育思想，要求從多個抽象面進行思考，基于技能但又不是對技能簡單而機械地重復(fù)，能夠有效地引導(dǎo)學(xué)生理解信息化社會，提升對信息技術(shù)的實際應(yīng)用能力[1]。本文將從以下四個方面闡述計算思維應(yīng)用于課堂教學(xué)的具體策略。

一、問題驅(qū)動，提升理解能力

計算思維教學(xué)中，要善于利用啟發(fā)式推理方法，培養(yǎng)學(xué)生在不確定情況下對問題的理解、思考和遷移能力。將課程內(nèi)容中的重要知識點以提問的形式引出，學(xué)生通過分析和討論，學(xué)會從整體上對問題進行把握，逐步展開深入探究，在系統(tǒng)性地理解和掌握知識內(nèi)容的同時，加深對邏輯思維的認識。

比如，在教學(xué)高中信息技術(shù)“網(wǎng)絡(luò)通信的工作原理”一節(jié)時，為了以更加生動的形式幫助學(xué)生深層次地理解開放系統(tǒng)互聯(lián)參考OSI模型的分層結(jié)構(gòu)，借生活中常見的運輸問題，鼓勵學(xué)生進行類比分析。筆者首先提出總的目標(biāo)：“現(xiàn)在有一批水果要運輸?shù)搅_馬，為了保證任務(wù)的順利完成，應(yīng)具備什么條件？”大家都能想到的是，首先要有一條從出發(fā)點通向羅馬的路，不管是鐵路還是馬路；但是路有了，如何保證這條路是暢通的，不會走進死胡同？路永遠不會只有一條，如何保證選擇一條最快、最省錢的近路？近路有了，又如何保證這批水果不被偷、不被搶，將水果原封不動地送到目的地？實際上，這些問題都代表了OSI模型由下而上各層的功能作用。筆者組織學(xué)生對以上問題依次進行了作答，并討論與OSI模型的對應(yīng)關(guān)系，用自己的語言總結(jié)出各層應(yīng)具備的功能，然后筆者給出更專業(yè)的解釋，通過對比，體會網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)運輸?shù)恼Z言規(guī)則。

二、分析案例，提升應(yīng)用能力

計算思維能力直接體現(xiàn)在對知識技能的應(yīng)用上，能否學(xué)以致用取決于對知識的掌握程度；但是因信息技術(shù)的課時少、知識內(nèi)容分散以及部分章節(jié)比較抽象，將直接影響學(xué)生的課堂效率。因此在教學(xué)的過程中，選取生活中的典型案例進行分析講解，能夠兼顧理論與應(yīng)用，并且可以活躍課堂氛圍，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[2]。

比如，在教學(xué)高中信息技術(shù)“如何將計算機接入因特網(wǎng)”一節(jié)時，需要講解如何設(shè)置兩種入網(wǎng)方式。單純地展示模擬拓撲結(jié)構(gòu)圖，學(xué)生的興趣不濃，筆者于是引導(dǎo)學(xué)生以自己家中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置為例, 觀察、研究并學(xué)習(xí)自己家中電腦是如何上網(wǎng)的，并且初步繪制相關(guān)的線路圖。因不同的家庭有不同的上網(wǎng)方式，筆者于是組織學(xué)生以小組討論的方式，讓每位學(xué)生將自己的研究過程以及結(jié)果線路圖分享給其他人，并對大家提出的幾種入網(wǎng)方式進行匯總；隨后派出學(xué)生代表上臺進行展示，將本組最終的討論結(jié)果繪制在黑板上并進行必要的解說，由筆者進行糾正和評判。最終學(xué)生總結(jié)得出了兩種接入因特網(wǎng)的方式：家庭撥號接入因特網(wǎng)以及通過局域網(wǎng)接入因特網(wǎng)，并了解了兩種入網(wǎng)方式所必需的前提條件。

通過列舉貼近學(xué)生生活的案例，便于學(xué)生實際動手操作，能夠加深對課堂知識內(nèi)容的印象；同時，也提升了學(xué)生的應(yīng)用能力。學(xué)生了解到網(wǎng)絡(luò)在生活中的實用之處，燃起對信息技術(shù)這門課的學(xué)習(xí)熱情。

三、逐步分解，提升解題能力

計算思維培養(yǎng)的是學(xué)生解決問題的思維方式，如何選擇最恰當(dāng)?shù)姆绞?，使看似?fù)雜的問題簡單化是對學(xué)生的一大考驗。學(xué)會分解問題，將問題由小到大、由內(nèi)而外地進行逐級分析與思考，注重每一級之間的區(qū)別與聯(lián)系，才能更快地解決每一級的小問題，減少學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力，進而提升對整個難題的解題效率。

比如，在教學(xué)高中信息技術(shù)“IP地址及其管理”一節(jié)時，因IP地址的格式、分類、特點等知識內(nèi)容繁雜而陌生，一直以來都是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點。一次性地講解所有相關(guān)知識，學(xué)生很難在短時間內(nèi)將它們消化并掌握。為了提升課堂效率，筆者引導(dǎo)學(xué)生進行了分塊學(xué)習(xí)，將整個IP地址的學(xué)習(xí)任務(wù)分成幾個相輔相成的小部分。筆者首先讓學(xué)生對IP地址的格式進行掌握，包括IPV4書寫規(guī)則，十進制與二進制之間的相互轉(zhuǎn)化等；在學(xué)生基本認識了IP地址之后，接下來學(xué)習(xí)IP的分類，以身份證為例讓學(xué)生體會為何要對IP地址進行分類，以及如何進行分類等；接下來就要解決IP地址如何使用的問題。帶著這些問題進行分塊學(xué)習(xí)，連帶性地將IP地址的所有相關(guān)知識進行綜合掌握；筆者隨后向大家介紹如何使用IP地址上網(wǎng)，這時候需要哪些必要的東西，學(xué)生通過查看電腦中無線網(wǎng)絡(luò)連接屬性，發(fā)現(xiàn)不僅僅需要IP地址，還要知道子網(wǎng)掩碼、默認網(wǎng)關(guān)、DNS服務(wù)器等一系列數(shù)字，進而分析這些地址之間的關(guān)聯(lián)，為學(xué)習(xí)由IP地址推導(dǎo)子網(wǎng)掩碼相關(guān)知識打下基礎(chǔ)。

通過將大的學(xué)習(xí)目標(biāo)拆分成幾個相互關(guān)聯(lián)的小目標(biāo)，減輕了學(xué)生階段學(xué)習(xí)的壓力，提升了知識掌握的效率。這種思維方式正是計算思維所衍生的，考驗了學(xué)生對問題的分析處理方法與能力。

四、組際協(xié)作，提升學(xué)習(xí)能力

協(xié)作學(xué)習(xí)也是計算思維所提倡的一種學(xué)習(xí)方式。信息技術(shù)課程上學(xué)生的思維是發(fā)散的、不受約束的，為了避免在同步學(xué)習(xí)時出現(xiàn)競爭，需要培養(yǎng)他們在協(xié)作中共同掌握知識的意識。小組之間分工明確，共享學(xué)習(xí)資源，良好的組際協(xié)作關(guān)系能夠匯聚每個人的優(yōu)勢力量，提升整體的學(xué)習(xí)效率。

比如，在教學(xué)高中信息技術(shù)“建立主題網(wǎng)站”一章時，通過對本章內(nèi)容的簡單學(xué)習(xí)，學(xué)生逐漸了解了一個主題網(wǎng)站建立的基本流程，主要分為規(guī)劃、設(shè)計、實現(xiàn)與發(fā)布管理四大部分。為了培養(yǎng)學(xué)生對知識的實踐應(yīng)用能力，筆者鼓勵他們共同建立一個小的主題網(wǎng)站。網(wǎng)站的建立是一個非常煩瑣而復(fù)雜的工程，需要學(xué)生合理分工，互相配合，共同完成。筆者首先將學(xué)生分為四大組，每組分配具體的工作任務(wù)，比如，規(guī)劃組需要根據(jù)調(diào)研結(jié)果進行分析與選題；設(shè)計組負責(zé)欄目和版面的風(fēng)格設(shè)計并收集相關(guān)素材；實現(xiàn)組要制作網(wǎng)頁，建立站點和超鏈接；管理組著重對站點進行測試、發(fā)布以及后期的維護。學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好和特長，自主選擇所屬組別；同組成員經(jīng)過共同討論，合理分配相關(guān)任務(wù)，互幫互助，并定期進行匯報總結(jié)。最后，四個小組分別展示了各自任務(wù)的完成情況，將結(jié)果匯總在一起便完成了整個主題網(wǎng)站的制作。

協(xié)作的理念將每個學(xué)生連接在一起，共同思考、分析與執(zhí)行，考驗每位學(xué)生的合作、分享能力。在這個過程中，學(xué)生在表達自己思想的同時，學(xué)會了汲取他人思想的精華，對自身思維方式的轉(zhuǎn)變、學(xué)習(xí)能力的提升有很大的益處。

結(jié) 語

總之，計算思維所重視的是學(xué)生思考、分析以及解題的思維過程，因此信息技術(shù)的課堂教學(xué)應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生面對問題的思維方式，采取一系列靈活而生動的教學(xué)方法，引領(lǐng)學(xué)生更加深入地理解和掌握知識，逐步提升其綜合信息素養(yǎng)，從而有效提高課堂的教學(xué)效率。