信息技術(shù)課程中培養(yǎng)中學(xué)生計算思維策略的探究

胡佳高

摘要：計算思維是當前計算機界和教育界較為關(guān)注的一個重要的概念，在中學(xué)信息技術(shù)課程實施過程中如何有效地培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，是值得我們關(guān)注的問題。本文對計算思維的概念和特點進行介紹，并提出亟待對當前中學(xué)生的計算思維培養(yǎng)情況進行分析，并研究提出有效的解決對策。

關(guān)鍵詞：計算思維;信息技術(shù)課程;教學(xué)方法

計算思維是指以計算機科學(xué)為基礎(chǔ)的概念思維，是分析解決問題、設(shè)計模擬系統(tǒng)以及解讀人類行為的思維體系，這種思維直接影響了計算機的運用。計算思維與邏輯思維、形象思維等思維方法可以歸屬為思維方法的不同種類，其較為廣泛地被計算機從業(yè)人員、計算機科學(xué)家所運用。但是，目前，中學(xué)由于升學(xué)率的影響以及該課程非主課，所以，在教師的教學(xué)理念中，主要是側(cè)重操作，認為教會他們操作，會流程即可，中學(xué)還不用學(xué)習(xí)太深入的計算機專業(yè)知識，由此可見，他們往往忽視了思維訓(xùn)練和培養(yǎng)的現(xiàn)象，不利于教學(xué)效果的改善。

一、計算思維概念和特點

計算思維是人類思維方式的組成部分之一，在人類發(fā)展過程中，共形成了三種基本思維方式，分別是實證思維、邏輯思維和計算思維。在三者當中的計算思維雖然一直存在但從未以獨立的概念被提出，直到 2006 年周以真教授明確提出，計算思維才得到關(guān)注并逐漸被重視起來。周以真教授將計算思維表述為：計算思維是運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念進行問題解決、系統(tǒng)設(shè)計與人類行為理解的過程[1]。結(jié)合國際教育協(xié)會和計算機科學(xué)教師協(xié)會對計算思維的可操作性定義，計算思維是人的思維，是人類求解問題的一條途徑，是一種描述當我們思考如何利用計算機來解決問題時所采用的過程和方法。學(xué)者們對于計算思維的定義雖然沒有統(tǒng)一，對計算思維的主要元素意見比較一致，主要包括抽象、概況、算法、分解、調(diào)試等。

二、信息技術(shù)教學(xué)中計算思維培養(yǎng)的具體策略

計算思維給人的感覺似乎很抽象，但其實與人們的工作生活息息相關(guān)?，F(xiàn)實生活中有很多復(fù)雜的問題，如果利用計算思維的方法，可以對工作分一個主次，把復(fù)雜的工作劃分為一個個更具體的工作，然后著重去關(guān)注那些主要的問題，就可以避免雜亂無章的做事狀態(tài)。在信息技術(shù)教學(xué)中，算法和程序設(shè)計能培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。學(xué)生通過主動探究式的嘗試，發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，將問題及解決方法通過信息技術(shù)手段解決。

1、情景式教學(xué)法，培養(yǎng)計算思維

情境創(chuàng)設(shè)作為一節(jié)課的開始，其重要性顯而易見。好的情境創(chuàng)設(shè)不僅僅是引出課題，更重要的是解決本節(jié)課學(xué)習(xí)的需求，讓教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)實生活接軌——只有貼近學(xué)生的生活實際，教學(xué)才會有生命力。

2、游戲化教學(xué)法

游戲化教學(xué)是指教師將游戲思維和游戲機制融入課堂教學(xué)，其目的是讓學(xué)生在輕松、益智的環(huán)境中，更加大膽地嘗試，多向發(fā)散思維，發(fā)揮想象力。學(xué)生在游戲當中，會不自覺地運用計算思維，從而達到計算思維的培養(yǎng)。

3、項目學(xué)習(xí)教學(xué)法

基于項目的學(xué)習(xí)是新建構(gòu)主義指導(dǎo)的，強調(diào)學(xué)生對實際問題的自主探究、合作學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的一種研究性學(xué)習(xí)模式。例如，在《認識信息資源管理》一節(jié)中，教材設(shè)計學(xué)生使用的學(xué)習(xí)方法即項目學(xué)習(xí)教學(xué)法。學(xué)生在項目研究過程中會發(fā)現(xiàn)當人們遇到問題，可以采用的方法有很多，這些方法各有利弊，但通過網(wǎng)絡(luò)、計算機來解決一些問題總是會變得快捷、高效。通過網(wǎng)絡(luò)、計算機來解決問題的方法也有很多，怎樣能更加提高效率、提高資源利用率、實現(xiàn)資源共享并解決安全問題，學(xué)生進行這些思考并嘗試解決這些問題的過程實際上就是在培養(yǎng)計算思維。

4、利用翻轉(zhuǎn)課堂慕課等信息技術(shù)新教學(xué)法

在《編制計算機程序解決問題》中，采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，在課前通過微視頻和導(dǎo)學(xué)案的方式，讓學(xué)生了解計算機與程序，VB程序的編制環(huán)境以及基本元素，拋出實際問題要求學(xué)生通過分析，設(shè)想如何利用程序來解決這個問題。

5、教師需要注意課前、課中和課后的把握

首先，課前要科學(xué)設(shè)計教學(xué)內(nèi)容。計算思維具有豐富的內(nèi)涵，它囊括了分解思維、算法思維、抽象思維、概括思維和評估思維等內(nèi)容，教師在初中信息技術(shù)課堂教學(xué)中，必須基于確定的計算思維內(nèi)容進行切入，結(jié)合教學(xué)要求與學(xué)生的實際情況，科學(xué)地設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，才能有效地培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力。教案設(shè)計要求適當把握，選擇與組織教學(xué)單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容的組織要基于學(xué)習(xí)者的認知基礎(chǔ)，符合計算思維發(fā)展規(guī)律。根據(jù)課程標準，按照項目、活動、問題的邏輯設(shè)計由簡單到復(fù)雜、由單一到綜合、由封閉到開放的教學(xué)內(nèi)容，如“數(shù)據(jù)處理”模塊設(shè)計了“管理我的零用錢”“生活中的大數(shù)據(jù)”等四個學(xué)習(xí)項目。從學(xué)習(xí)計算、圖表等基礎(chǔ)知識到根據(jù)業(yè)務(wù)需求進行數(shù)據(jù)分析和處理，讓學(xué)生系統(tǒng)化解決問題的能力得到發(fā)展，使計算思維的培養(yǎng)真正落實到課程。最后，課后要對課堂學(xué)生的學(xué)習(xí)有所反饋，根據(jù)他們的作業(yè)，下次課做評價。一般來說，教師可以在課前、課中、課后不同階段靈活地開展教學(xué)活動，引導(dǎo)學(xué)生逐漸形成計算思維能力。

6、學(xué)生成績評定改革

學(xué)生成績的評定，要一改傳統(tǒng)的期末考試一次定的方式，通過每一個課設(shè)定的學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況評定成績，采取評估的方式，對布置學(xué)生的計算機學(xué)習(xí)任務(wù)評估。對任務(wù)的評估，教師可采用訪談式評估，圍繞三個問題展開討論：一是動機，起初做這個任務(wù)的動機是什么？二是創(chuàng)建過程，任務(wù)的設(shè)計計算流程是什么？在任務(wù)完成的過程中遇到了什么問題？你如何解決這些問題？三是反思，這個任務(wù)你希望改進和完善的是什么？如何改進？這種評估強調(diào)思維能力的培養(yǎng)，將評價落腳點定位在項目任務(wù)成果上。

總而言之，計算思維的培養(yǎng)能夠理清學(xué)生的思維認知，對學(xué)生今后的計算機學(xué)習(xí)與運用具有極為重要的意義。但是，目前小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中仍普遍一些問題，亟待教師在教學(xué)中進行相應(yīng)地教學(xué)改革。

參考文獻：

[1] 賴曉云. 多媒體教學(xué)軟件信息設(shè)計與加工策略研究———基于梅耶多媒體教學(xué)設(shè)計原理 [J]. 電化教育研究，2015，（1）：77-82.