精度·密度·深度

吳松慧

【摘 要】計算思維屬于初中信息技術(shù)教學中的一個關(guān)鍵課題，是教育改革的發(fā)展方向之一。計算思維是當前計算機界廣泛關(guān)注的概念，更是計算機教育研究的重要課題。計算思維，理論思維與實驗思維并列三大科學思維，學習計算思維并掌握計算思維方法對于中學信息技術(shù)教育的改革，提高教學質(zhì)量及培養(yǎng)高信息素養(yǎng)的創(chuàng)新型人才都具有重要作用。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，計算思維在技術(shù)創(chuàng)新中的應用逐漸受到重視。在初中信息技術(shù)課堂教學中培養(yǎng)學生的計算思維，有助于他們對其他科目知識的學習達到交叉、延伸的目的。基于此，本文通過對初中信息技術(shù)編程課程實踐作一探究，以飧讀者。

【關(guān)鍵詞】計算思維;信息技術(shù);課堂教學

計算思維是當前計算機界廣泛關(guān)注的概念，更是計算機教育研究的重要課題。根據(jù)美國卡內(nèi)基梅隆大學計算機科學系周以真教授對“計算思維”的定義，可知計算思維是思維過程參與制定問題，并給出它的解決方案，在一臺電腦上以人或機器的方式就可有效地開展。在信息課程教學中，編程內(nèi)容是學生思維訓練的重要載體，而編程的過程則也是有效運用計算思維的過程。在初中信息技術(shù)課堂教學中培養(yǎng)學生的計算思維，有助于他們對其他科目知識的學習達到交叉、延伸的目的?；诖耍诔踔行畔⒓夹g(shù)編程課程實踐中，教師應針對學生主體特征，實現(xiàn)對計算思維架構(gòu)。

一、創(chuàng)新指導方法，提升學生的思維精度

新課標改革中重點提出了要提升學生的創(chuàng)新水平，因此，學校應當把培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和思維品質(zhì)作為教學的重要目標。在初中信息技術(shù)編程教學中，要想實現(xiàn)對學生計算思維的培養(yǎng)，單純依靠抽象、枯燥的講解通常難以達到預期效果，因此，教師應合理結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展背景，在課程設計中引入更加直觀、生動的教學情境，吸引學生在情境參與中理順、提煉抽象的計算機知識，理解其背后的計算邏輯，進而實現(xiàn)思維品質(zhì)的發(fā)展。

例如在“網(wǎng)絡基礎(chǔ)知識”的教學設計中，教師將計算機、通信設備進行角色化設計，并利用網(wǎng)線將不同的角色聯(lián)系起來;在角色扮演中學生需要根據(jù)教師的指導，先連成學校網(wǎng)絡，再連成城市網(wǎng)絡，最后拓展到世界網(wǎng)絡。初中信息技術(shù)教學中提升學生思維品質(zhì)的思考自基礎(chǔ)教育改革和初中新課程實施以來，許多教師不斷探索初中信息技術(shù)課新的教法，努力運用新課程理念指導教學實踐。要促進學生核心素養(yǎng)的高效發(fā)展，教師就要把握表達特色，借課堂設問聚焦思維精度，創(chuàng)設廣闊空間，借課堂設問提升思維高度。于是，在這樣的教學設計中，教師通過引導學生角色扮演，將抽象的網(wǎng)絡知識具體化，生動、形象地展示了計算機網(wǎng)絡的構(gòu)成，網(wǎng)絡的分類以及網(wǎng)絡的運行過程;學生通過浸入情境，從自身角色出發(fā)，審視不同類型的計算機網(wǎng)絡，并在教師的指導、講解中強化體驗，進而實現(xiàn)感性體會與理性思考的有效融合，并在從具體到抽象，再從抽象到具體的思維變化中層層推進，完成計算機網(wǎng)絡概念的理解，提升了思維能力，為更好地適應數(shù)字技術(shù)環(huán)境奠定了基礎(chǔ)。

二、優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)，深化學生的思維密度

計算思維是進行學生信息技術(shù)學習的一種思維方式。在初中信息技術(shù)教學中，教師可以通過創(chuàng)意設計以及啟迪計算思想等方式，培育學生的計算思維的密度。在初中編程教學設計中，教師應根據(jù)知識內(nèi)容，精心設計知識結(jié)構(gòu)，引導學生進行探索與思考，并在解決問題的過程中提高計算思維。因此，在初中信息技術(shù)課程設計中，教師應根據(jù)編程模塊，引導學生進行自主探索，并在作品設計中，總結(jié)歸納思想方法，從而實現(xiàn)計算思維的有效運用，提升計算思維水平。

例如在“用VB編寫程序”的教學設計中，教師應結(jié)合學生的情感認知發(fā)展特點，對教學內(nèi)容進行調(diào)整與優(yōu)化，即根據(jù)先易后難的原則，幫助學生翻越學習障礙，掌握VB在編寫程序中的語言結(jié)構(gòu)，并根據(jù)不同語言結(jié)構(gòu)設計任務，其中順序結(jié)構(gòu)語言比較簡單，貼近初中生的常規(guī)思維邏輯，更容易被學生接受，因此，教師可以將其作為編程教學的起點，并結(jié)合語言設計引導學生體會順序中的邏輯關(guān)系;接下來，講解分支結(jié)構(gòu)，即利用“if...”以及“if...else”語句進行編寫，引導學生對程序編寫做出判斷;最后講解循環(huán)結(jié)構(gòu)，即根據(jù)“for...next”與“do...loop”的循環(huán)結(jié)構(gòu)確保程序反復執(zhí)行任務，在講解中教師可以配合“數(shù)的累加或累乘”啟發(fā)學生深入思考，并設計循環(huán)結(jié)構(gòu)中的流程圖，根據(jù)具體題目設計程序中的參數(shù)，計算循環(huán)過程，提升學生的計算思維能力。在教學課堂教學中合理運用新穎、先進的網(wǎng)絡環(huán)境及多媒體信息技術(shù)，可以在知識的抽象性和學生思維的形象性之間架起一座橋梁，優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu)。

三、建構(gòu)運算模型，發(fā)展學生的思維深度

優(yōu)化學生的認知結(jié)構(gòu)，使之形成系統(tǒng)的學科理解，培養(yǎng)運用模型解決復雜問題的能力，發(fā)展高階思維，從而使學習向深度發(fā)展。問題在計算思維發(fā)展中占據(jù)關(guān)鍵位置，結(jié)合實際問題引導學生思維拓展，并根據(jù)計算機思維邏輯，設計模型，進而形成解決方案，這是學生計算思維發(fā)展的必經(jīng)過程。在初中信息技術(shù)編程課程教學中，教師應結(jié)合問題，引導學生完成建模，進而發(fā)展建模思維，并結(jié)合模型抽象信息知識，形成切實可行的解決方案。

例如在“制作簡單的flash動畫”的過程中，教師結(jié)合現(xiàn)實生活中常見的動畫片段，向?qū)W生提出問題，要求學生通過小組合作完成“移動的小球”的作品設計。在合作探究中，教師引導學生進行建模，即分析問題，判斷現(xiàn)有的知識儲備中，是否有適用于“移動的小球”這一問題的模型，如果有則調(diào)用模型，如果沒有則自主設計模型。顯然之前學過的flash軟件應用適用于項目的實施;在設計中，教師根據(jù)不同小組的探討情況總結(jié)不同的設計步驟，并對比模型設計的優(yōu)勢，最后抽象出最合理的解決方案。因此，在現(xiàn)代信息技術(shù)課程教學中，編程教學中增加人機交互方式與人機交互作品的創(chuàng)作。這樣的教學設計利用項目驅(qū)動，引導學生的思維經(jīng)過從感性到理性的過渡，并在動畫設計的實踐操作中深入計算，有效鍛煉了計算思維能力。在即將到來的中學信息技術(shù)的課堂教學中，教師教學的重心可以從“說清是什么”向“理清是什么”逐步轉(zhuǎn)化。這個轉(zhuǎn)化過程的終點將不斷接近計算機科學底層原理，深度完整經(jīng)歷整個問題解決的過程。

綜上所述，在初中信息技術(shù)編程課程學習中，教師應重視學生計算思維的引導，通過教學方法的創(chuàng)新，不斷挖掘教學資源，以計算思維為中心構(gòu)建豐富多彩的課堂，從不同角度切入，全方位地利用課堂內(nèi)外資源，培養(yǎng)學生的計算思維，引導學生深入理解計算機的運行，利用問題驅(qū)動學生的探索與思考，進而培養(yǎng)學生的理性思維，提升學生的計算思維能力，逐步提高信息技術(shù)素養(yǎng)。

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