初中信息技術(shù)課堂教學(xué)中計(jì)算思維能力培養(yǎng)的策略探究

王永珠

【摘 要】 在社會(huì)發(fā)展的背景下，各個(gè)行業(yè)對于人們計(jì)算思維的要求越來越高。尤其是在信息技術(shù)發(fā)展的背景下，人們需要重視計(jì)算思維的培養(yǎng)。在初中信息技術(shù)課堂教學(xué)中，需要與計(jì)算思維能力培養(yǎng)進(jìn)行有效的融合，從而提升學(xué)生的學(xué)科能力。本文針對初中信息技術(shù)課堂教學(xué)中計(jì)算思維的價(jià)值定位進(jìn)行分析，提出了計(jì)算思維能力培養(yǎng)與課堂教學(xué)的關(guān)系，并探究在新時(shí)期基于信息技術(shù)課程來強(qiáng)化學(xué)生計(jì)算思維的策略，從而為具體教學(xué)工作的開展提供理論參考。

【關(guān)鍵詞】 信息技術(shù)? 計(jì)算機(jī)思維? 培養(yǎng)

引言

初中信息技術(shù)課程的主要目的是讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)知識，并在此基礎(chǔ)上能夠提升計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。計(jì)算思維是在運(yùn)用計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上，對于相應(yīng)的問題進(jìn)行設(shè)計(jì)、理解以及求解，從而解決實(shí)際問題。這一思維具有一定的抽象性，在實(shí)際教學(xué)中，教師為了便于提升學(xué)生的計(jì)算思維，需要讓學(xué)生掌握一定的科學(xué)思維。在初中信息技術(shù)課程教學(xué)中，需要從獨(dú)特的視角以及具體的操作方法來開拓學(xué)生的視野，并促進(jìn)學(xué)生能夠解決專業(yè)的問題。本文正是在此背景下探究了初中信息技術(shù)課程與計(jì)算思維的關(guān)系以及具體的培養(yǎng)策略。

1. 計(jì)算思維在初中信息技術(shù)課程的價(jià)值定位

在新時(shí)期信息技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，計(jì)算機(jī)科學(xué)作為新興學(xué)科，具有較大的價(jià)值。計(jì)算機(jī)科學(xué)有效地提升了人們生產(chǎn)工作的效率，并方便人們的生活，對于新時(shí)期人們的思想以及行動(dòng)也產(chǎn)生了較大的影響。計(jì)算機(jī)科學(xué)不僅是一種工具，也不僅是簡單的技術(shù)，而是從思維的層次影響著人們。計(jì)算機(jī)科學(xué)具有較高的價(jià)值，可以促進(jìn)人們思考在科研、教育、生活等多個(gè)領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)的作用，由此計(jì)算機(jī)思維逐步產(chǎn)生。

計(jì)算機(jī)思維主要是應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)概念以及方法，針對問題進(jìn)行系統(tǒng)性的求解等一系列思維活動(dòng)。在初中信息技術(shù)課程中，計(jì)算機(jī)思維發(fā)揮著非常重要的作用，可以突破整個(gè)學(xué)科的限制并形成有效的思維模式，使得整個(gè)學(xué)科的范式逐步多元化。一方面計(jì)算機(jī)思維拓展了初中信息技術(shù)課程的研究方法，深化了整個(gè)課程的研究領(lǐng)域，使得整個(gè)學(xué)科向著更高的抽象化和計(jì)算化方向發(fā)展。另外一方面，從人才培養(yǎng)的角度來進(jìn)行理解，在初中信息技術(shù)課程中計(jì)算思維的應(yīng)用可以使得教師反思當(dāng)前的教學(xué)目標(biāo)以及教學(xué)方法，并采取有效的策略來將其融入實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中。教師在實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)思維的有效融合之后，可以提升學(xué)生的理論知識水平以及解決問題的能力，對于培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)發(fā)揮著非常重要的作用。

2. 計(jì)算思維能力的培養(yǎng)與初中信息技術(shù)課程教學(xué)的關(guān)系

第一，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯能力。在初中信息技術(shù)課程教學(xué)中，需要保障教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)的合理性以及邏輯結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)性。尤其是對于學(xué)生培養(yǎng)邏輯思維能力形成良好的習(xí)慣，都發(fā)揮著非常重要的作用。初中計(jì)算信息技術(shù)課程整體的知識較為簡單，但是也十分重視學(xué)生能力的培養(yǎng)，要求學(xué)生掌握基本的計(jì)算機(jī)操作方法。從計(jì)算角度來進(jìn)行教學(xué)時(shí)，需要讓學(xué)生根據(jù)實(shí)際問題來確定相應(yīng)工具的使用方法，并選擇合理的應(yīng)用方案從而解決實(shí)際問題。在這一過程中學(xué)生必須要理解相應(yīng)計(jì)算工具應(yīng)用的具體方法，并與實(shí)際問題進(jìn)行深入聯(lián)系，可以有效地提升學(xué)生其思維能力。

第二，激發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維模式。計(jì)算機(jī)思維提出了問題解決的新模式，改變了傳統(tǒng)觀念中效率低下以及策略可行性低等多項(xiàng)問題，保障初中信息技術(shù)課程能夠煥發(fā)強(qiáng)大的生命力。因此，在組織初中信息技術(shù)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，可以讓學(xué)生突破傳統(tǒng)的思維定勢，并通過發(fā)散性的模式來解決實(shí)際問題。同時(shí)，教師也需要針對當(dāng)前教學(xué)方法和教學(xué)理念進(jìn)行反思，從全新的角度來考量其思維習(xí)慣和模式是否適合新時(shí)期信息技術(shù)課程教學(xué)的要求。計(jì)算科學(xué)為一些傳統(tǒng)問題提供了良好的解決方法，是在計(jì)算機(jī)工具應(yīng)用的基礎(chǔ)上從新的視角來進(jìn)行論證，可以有效地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

第三，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算思維來解決實(shí)際問題。在信息技術(shù)課程教學(xué)中融入計(jì)算機(jī)思維，可以讓學(xué)生掌握迭代法、遞歸法等多種不同的方法，并借助于這些方法讓學(xué)生來解決實(shí)際問題。迭代是從數(shù)值分析的初始估計(jì)值出發(fā)來尋求相似解，并逐步接近真正解的過程。這一方法屬于計(jì)算機(jī)方法的基本方法，主要是利用計(jì)算機(jī)速度快可以進(jìn)行重復(fù)性操作的特點(diǎn)來進(jìn)行重復(fù)執(zhí)行，在每次執(zhí)行時(shí)可以通過逐級收斂來逐步接近真正問題，并獲取最終的目的。遞歸思路是一種調(diào)用自身算法的過程，將問題轉(zhuǎn)化為規(guī)模較小的同類問題，并構(gòu)建相應(yīng)解決問題的方法，這種方法可以解決實(shí)際問題并應(yīng)用較為簡單，十分容易理解。在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)用不同的思維方法是實(shí)際教學(xué)中的重要組成部分。因此，在信息技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)中，應(yīng)該將這些思維能力培養(yǎng)作為實(shí)際思維培養(yǎng)的重要內(nèi)容，讓這些問題解決方法與初中生的實(shí)際學(xué)習(xí)進(jìn)行有效的聯(lián)系，在充分肯定計(jì)算機(jī)自身工具性價(jià)值的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生利用其解決數(shù)據(jù)問題。

3. 初中信息技術(shù)課程中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)思維的策略

第一，在初中信息技術(shù)教學(xué)中計(jì)算思維涉及到算法、分解、抽象、概括等多個(gè)方面的內(nèi)容，因此教師也需要關(guān)注學(xué)生這些能力的提升，從而達(dá)到有效的教學(xué)效果。在實(shí)際教學(xué)中教師必須要重視對于學(xué)生思維能力培養(yǎng)的關(guān)注，通過算法以及程序設(shè)計(jì)等方面內(nèi)容的教學(xué)，來達(dá)到學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)的目的。但是計(jì)算思維不僅僅通過算法來進(jìn)行衡量，而是一種全面的、全過程的思維模式，因此針對學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，需要將程序設(shè)置與其他教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有效的結(jié)合。

第二，合理組織教學(xué)內(nèi)容。針對初中生進(jìn)行計(jì)算思維能力培養(yǎng)時(shí)教師需要針對當(dāng)前的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精心組織以及安排，使得整體內(nèi)容具有一定的探索性。在實(shí)際教學(xué)中根據(jù)初中信息技術(shù)課程的特點(diǎn)來總結(jié)出單元的知識點(diǎn)，并對其進(jìn)行深入的梳理以及分析，然后整理出相關(guān)的知識進(jìn)行專題研究，尋找更好的教學(xué)方法。教師在實(shí)際教學(xué)中必須要注重基礎(chǔ)知識與思維訓(xùn)練之間的深度融合，在進(jìn)行基礎(chǔ)知識講授時(shí)，可以滲透一些關(guān)于計(jì)算思維能力培養(yǎng)的活動(dòng)，在實(shí)際教學(xué)中教師可以通過合理的問題提問方法來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的問題分析探究并尋求最佳解決方案，這可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入思考，并逐步培養(yǎng)相應(yīng)的計(jì)算思維能力。

第三，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的應(yīng)用。在信息技術(shù)課程中計(jì)算機(jī)技術(shù)教學(xué)的一些內(nèi)容不能夠僅僅通過課程教授的方式來完成，而需要結(jié)合相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)來達(dá)到良好的教學(xué)效果。通過實(shí)驗(yàn)針對學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，可以有效提升學(xué)生計(jì)算思維能力，尤其是初中生自身的好奇心強(qiáng)，需要結(jié)合相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)來提升學(xué)生的積極性。在實(shí)驗(yàn)探究中可以讓學(xué)生發(fā)揮自身的主觀能動(dòng)性，針對現(xiàn)實(shí)中的問題進(jìn)行深入思考以及分析，并解決實(shí)際問題。例如，在針對計(jì)算機(jī)硬件組成課堂教學(xué)中，教師可以通過實(shí)物來進(jìn)行講解。通過舊的電腦為例，將電腦進(jìn)行分解，讓學(xué)生能夠通過實(shí)物觀察到電腦的硬件組成部分。在信息技術(shù)以及計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展的背景下，學(xué)生對于電腦有了一定的了解，尤其是掌握基礎(chǔ)性知識，因此教師也可以要求學(xué)生進(jìn)行介紹，讓學(xué)生在實(shí)物分解以及觀察中了解到計(jì)算機(jī)的基本組成系統(tǒng)。盡管在實(shí)際教學(xué)中通過插圖可以讓學(xué)生掌握基本知識。但是，通過實(shí)物展示以及具體的硬件分解，可以讓學(xué)生體會(huì)到計(jì)算機(jī)硬件組成的復(fù)雜性，培養(yǎng)學(xué)生分解認(rèn)識問題以及解決問題的基本能力。

在針對flash動(dòng)畫設(shè)計(jì)教學(xué)中，教師可以設(shè)計(jì)相應(yīng)的背景，并讓學(xué)生在此基礎(chǔ)上進(jìn)行操作。例如，教師提出了要求學(xué)生制作羽毛球比賽的動(dòng)畫，讓學(xué)生模擬出羽毛球運(yùn)動(dòng)的軌跡以及反彈的方向。在具體設(shè)計(jì)中學(xué)生需要考慮重力阻力以及旋轉(zhuǎn)等方面的因素是否能夠忽略，在進(jìn)行具體思考的過程當(dāng)中，并通過動(dòng)畫針對現(xiàn)實(shí)情景進(jìn)行模擬，這就要求學(xué)生通過計(jì)算機(jī)來解決實(shí)際問題，并在明確問題的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析以及具體作品的制作。學(xué)生在此過程當(dāng)中需要針對一些細(xì)節(jié)性問題進(jìn)行思考，這就要求學(xué)生能夠具有一定的抽象思維能力，從而能夠使得其作品更加優(yōu)質(zhì)。另外，在針對一些矢量圖認(rèn)知進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師讓學(xué)生認(rèn)識位圖概念，并通過相應(yīng)的實(shí)例來展現(xiàn)矢量圖的性質(zhì)以及特征，通過二者之間的對比來尋找相互之間的差異以及共同點(diǎn)，通過概括之后可以了解矢量圖的本質(zhì)屬性以及具體概念。同時(shí)，教師在對信息技術(shù)課程進(jìn)行講解時(shí)，可以讓學(xué)生通過新舊知識之間的聯(lián)系和對比分析，在已有知識上來學(xué)習(xí)新的知識，從而提升遷移思維能力。除此之外，在信息技術(shù)教學(xué)中，學(xué)生的算法思維培養(yǎng)也是十分重要的內(nèi)容，尤其是針對相應(yīng)程序知識進(jìn)行講解時(shí)，可以通過游戲的方式來讓學(xué)生掌握初步認(rèn)知并向?qū)W生介紹是與否的觀念，讓學(xué)生了解二分查找的方法，讓學(xué)生通過相應(yīng)的游戲能夠切身體會(huì)問題解決的具體過程以及步驟，從而通過總結(jié)以及分析來深入了解相應(yīng)的知識，不斷加深算法思維的培養(yǎng)。

結(jié)語

總之在初中信息技術(shù)課程中計(jì)算思維的滲透以及培養(yǎng)可以為學(xué)生的長久發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)，讓學(xué)生能夠在面臨相應(yīng)問題時(shí)學(xué)會(huì)主動(dòng)思考以及學(xué)習(xí)，并針對問題尋找相應(yīng)的解決策略。作為教師需要在深入了解課程特征的基礎(chǔ)上，具備一定的計(jì)算思維教學(xué)意識，從而達(dá)到良好的教學(xué)效果。

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