寓計算思維培養(yǎng)于信息技術(shù)項目學(xué)習(xí)中

黃峰

摘 要：計算思維是計算機(jī)科學(xué)思維的基本方式，也是普通高中信息技術(shù)學(xué)科學(xué)生核心素養(yǎng)之一，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識計算思維對于信息技術(shù)項目學(xué)習(xí)的重要意義，探索信息技術(shù)項目學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生計算思維的路徑，提升學(xué)生適應(yīng)未來社會發(fā)展需要的信息技術(shù)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；項目學(xué)習(xí)；計算思維；關(guān)鍵

立德樹人的主陣地在課堂，其任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生必備的品格和能力，為中華民族的偉大復(fù)興打好基礎(chǔ)，學(xué)生信息技術(shù)素養(yǎng)是信息技術(shù)運(yùn)用數(shù)據(jù)把計算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來，成為社會發(fā)展信息化、智能化的重要工具。信息技術(shù)改變了人們的生產(chǎn)方式、生活方式、交往方式，傳播來自世界各地的信息和文化。信息技術(shù)素養(yǎng)是現(xiàn)代公民必備素養(yǎng)，計算思維是信息技術(shù)學(xué)習(xí)的基本思維方式，學(xué)生基于信息技術(shù)項目學(xué)習(xí)的計算思維是打開數(shù)據(jù)應(yīng)用的金鑰匙。

1 認(rèn)識計算思維對于學(xué)生信息技術(shù)項目學(xué)習(xí)的意義

普通高中信息技術(shù)倡導(dǎo)基于項目的學(xué)習(xí)方式，這種學(xué)習(xí)方式能夠促進(jìn)學(xué)生將信息技術(shù)基礎(chǔ)知識、計算機(jī)運(yùn)用能力、計算思維訓(xùn)練與數(shù)字化運(yùn)用結(jié)合起來，解決生產(chǎn)、生活等領(lǐng)域的實際問題，理解信息技術(shù)對人類活動方式的深刻影響。計算思維對于學(xué)生運(yùn)用數(shù)據(jù)技術(shù)完成相應(yīng)任務(wù)有著重要的作用。教師引導(dǎo)學(xué)生利用項目學(xué)習(xí)平臺，訓(xùn)練學(xué)生計算思維，能夠提升學(xué)生計算機(jī)運(yùn)用的能力。

思維是一種認(rèn)識活動，是在感性認(rèn)識基礎(chǔ)上探索與發(fā)現(xiàn)事物本質(zhì)和內(nèi)在規(guī)律的思考過程，包括分析與綜合、比較與分類、抽象與概括幾個方面，是人類特有的主觀能動性。計算思維是2006年3月計算機(jī)科學(xué)家周以真教授提出的，她認(rèn)為計算思維是關(guān)于計算機(jī)科學(xué)的一系列思維活動，其活動主題是運(yùn)用計算機(jī)科學(xué)知識求解問題、設(shè)計系統(tǒng)、理解人類行為等，是運(yùn)用計算機(jī)科學(xué)進(jìn)行問題分解、模式識別、模式生成、抽象以及算法設(shè)計等一些列的活動。

信息技術(shù)項目學(xué)習(xí)是教師引導(dǎo)學(xué)生借助計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工具進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)探究過程中的問題，圍繞發(fā)現(xiàn)的問題設(shè)計解決的方案，依據(jù)方案進(jìn)行新的探究活動，推介、分享解決問題的思想方法。無論是發(fā)現(xiàn)問題、設(shè)計方案，還是探究問題、解決問題，都要依賴于計算思維活動。

計算思維素養(yǎng)是普通高中信息技術(shù)、信息意識、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任素養(yǎng)的紐帶，是學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)以及運(yùn)用創(chuàng)新的必備條件，是學(xué)生創(chuàng)新未來生活、適應(yīng)未來社會的現(xiàn)代基礎(chǔ)。學(xué)生計算思維的訓(xùn)練是信息技術(shù)項目學(xué)習(xí)的主旋律。

2 探索學(xué)生信息技術(shù)項目學(xué)習(xí)計算思維培養(yǎng)的路徑

計算思維是學(xué)生信息技術(shù)學(xué)科學(xué)習(xí)的主要思維方式，這種思維能夠讓學(xué)生把計算機(jī)技術(shù)和需要解決問題的技巧有機(jī)結(jié)合起來，交互運(yùn)用。能夠幫助學(xué)生運(yùn)用基本算法、編程語言和其它數(shù)字化工具依據(jù)真實情境解決實際問題。教師應(yīng)當(dāng)努力探索運(yùn)用信息技術(shù)項目學(xué)習(xí)平臺培育學(xué)生計算思維素養(yǎng)的路徑。

2.1 項目的選擇需要計算思維

項目的確定首先要做到從學(xué)生實際出發(fā)，根據(jù)學(xué)生的年齡及生活體驗，根據(jù)學(xué)生已有的信息技術(shù)知識、技能基礎(chǔ)，依據(jù)學(xué)生生活經(jīng)驗，提出學(xué)生能夠做出來的項目。其次基于社會生活需要解決實際問題確定項目，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用計算思維、使用程序設(shè)計語言進(jìn)行簡單算法，使用程序調(diào)試與運(yùn)行的辦法，經(jīng)過學(xué)習(xí)小組或者學(xué)生個體的探索能夠完成的項目。項目內(nèi)容應(yīng)當(dāng)滲透程序設(shè)計、計算思維以及算法，項目選擇源于生活，用于生活，使學(xué)生獲得信息技術(shù)應(yīng)用價值體驗。三是從教材出發(fā)選擇項目，做到項目實施與教學(xué)進(jìn)程鏈接，如模塊一中《算法與程序?qū)崿F(xiàn)》的內(nèi)容比較適合學(xué)生進(jìn)行項目化學(xué)習(xí)，亦有利于培養(yǎng)學(xué)生計算思維。利用項目學(xué)習(xí)需要引導(dǎo)學(xué)生把握項目選擇的方向，指導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用教材知識，把項目拆分成一組便于解決的序列化問題，子項目對應(yīng)教材上的各個知識點(diǎn)。

2.2 項目的推進(jìn)訓(xùn)練計算思維

項目推進(jìn)的主要環(huán)節(jié)是方案設(shè)計、學(xué)習(xí)單引導(dǎo)探究、項目驗收。

凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。學(xué)生的信息技術(shù)課一周只有兩節(jié)，他們經(jīng)常因為時間不足無法按時完成指定的任務(wù)。如果制定出合理的方案，按照方案有步驟、分階段完成相應(yīng)的任務(wù)，就能夠彌補(bǔ)課時不足的缺陷。教師要指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用計算機(jī)科學(xué)制定項目學(xué)習(xí)系統(tǒng)解決的方案，圍繞完成的任務(wù)把項目學(xué)習(xí)中的問題分解開來。同時把分解的內(nèi)容與單元甚至模塊學(xué)習(xí)的知識點(diǎn)結(jié)合起來，指導(dǎo)學(xué)生把涉及到的知識點(diǎn)劃分到對應(yīng)的單元或模塊學(xué)習(xí)時間內(nèi)，引導(dǎo)學(xué)生在解決分項問題的過程中完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

問題是學(xué)生計算思維訓(xùn)練的引擎。教師應(yīng)當(dāng)依據(jù)項目主題和項目學(xué)習(xí)的需要，把項目探究和學(xué)科知識結(jié)合起來，把分解的主要問題編制成項目學(xué)習(xí)單，每一個問題再分為項目指南、項目任務(wù)、自我測評、項目建議以及項目反思五個問題，要求學(xué)生逐項完成。既指引學(xué)生探究的方向，又能夠讓學(xué)生對應(yīng)鏈接學(xué)習(xí)資源，訓(xùn)練計算思維。

項目驗收能夠讓學(xué)生分享研究成果、總結(jié)項目完成的得失。包括子項目驗收和整個項目驗收。子項目驗收主要是讓學(xué)生展示探究過程的作品，相互評價交流作品，分析給定任務(wù)的需求，編程語言和數(shù)字化工具使用情況，看是否解決了關(guān)鍵問題。如運(yùn)用數(shù)據(jù)分析評價項目學(xué)習(xí)單完成情況。如網(wǎng)絡(luò)買書，探究網(wǎng)站為什么主動向用戶推薦書籍，網(wǎng)站獲取書籍用戶數(shù)據(jù)的原因又是什么，書籍用戶數(shù)據(jù)對于網(wǎng)站銷售的作用是什么。子項目探究成果的分享和評價，能夠幫助學(xué)生訓(xùn)練計算思維的同時，反思項目學(xué)習(xí)中的問題，建構(gòu)知識體系，為整個項目驗收打下基礎(chǔ)。

基于項目學(xué)習(xí)的學(xué)生計算思維培養(yǎng)，讓學(xué)生經(jīng)歷項目解決問題全過程，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會用計算思維分析、發(fā)現(xiàn)問題、編制解決問題方案、探索項目完成途徑、驗收研究成果。增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、自覺性，培養(yǎng)學(xué)生基于項目解決問題的能力，對學(xué)生的未來發(fā)展有很大的幫助作用。