基于核心素養(yǎng)下的高中信息技術(shù)算法思維培養(yǎng)的研究

屠靈

摘要：高中階段的學(xué)生正處于思想和行為發(fā)展的黃金時(shí)期，在這一階段對(duì)他們的言行進(jìn)行良性引導(dǎo)，有助于完善學(xué)生的人格，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成正向的人生觀和價(jià)值觀。對(duì)此，本文也將以高中生的成長(zhǎng)為切入點(diǎn)，立足于信息技術(shù)課程的設(shè)計(jì)，分析在核心素養(yǎng)引導(dǎo)下，信息技術(shù)算法思維培養(yǎng)的方法，希望能夠給相關(guān)教學(xué)工作者帶來(lái)一定的參考和啟示，構(gòu)建更為完善的現(xiàn)代化課堂。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);高中課堂;信息技術(shù)教學(xué);算法思維;培養(yǎng)方法

中圖分類(lèi)號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、分析算法思維在高中信息課程中的應(yīng)用價(jià)值

算法思維是群眾認(rèn)識(shí)世界，改造世界的重要方法論，是信息時(shí)代不可或缺的重要組成部分，無(wú)論是以信息技術(shù)為中心的學(xué)科核心素養(yǎng)，還是歐美日等國(guó)家和地區(qū)的學(xué)生素養(yǎng)框架，都直接或者是間接凸顯出了算法思維的重要價(jià)值，所以教師也要把握好這一領(lǐng)域的地位和意義。

首先，算法思維是信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的根基所在。信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)是以立德樹(shù)人為核心的，結(jié)合了人，技術(shù)，自然與社會(huì)等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，目的是為了構(gòu)建多元化課程結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生成長(zhǎng)為合格的數(shù)字公民，深刻的理解自身所處的自然系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)，學(xué)會(huì)用不同的技術(shù)工具來(lái)解決社會(huì)難題。這也足以看出，信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)集合了自然系統(tǒng)，社會(huì)系統(tǒng)以及問(wèn)題解決這三大板塊，這三個(gè)要素都與算法思維存在密切的聯(lián)系，都對(duì)學(xué)生的計(jì)算能力提出了嚴(yán)格的需求。而當(dāng)教師把貼近生活的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題展現(xiàn)在學(xué)生面前時(shí)，就可以激發(fā)出學(xué)生用信息技術(shù)進(jìn)行探索的欲望和好奇心，讓學(xué)生可以鍛煉自身的操作技能，并善于用信息思維去整理自己的觀點(diǎn)，這就是算法意識(shí)。

其次，算法思維能夠?qū)崿F(xiàn)基礎(chǔ)操作和行為思想的融合。從信息技術(shù)課程的價(jià)值取向來(lái)看，主要包括三個(gè)階段的內(nèi)容。第1個(gè)階段牽涉到技術(shù)工具的取向，是以認(rèn)識(shí)和應(yīng)用為核心的，特別是早期的編程語(yǔ)言和語(yǔ)法應(yīng)用，雖然這種取向可以提高學(xué)生的技能水平，但卻遠(yuǎn)離了學(xué)生的生活本質(zhì)。第2個(gè)階段就是主題活動(dòng)取向，強(qiáng)調(diào)的是對(duì)技術(shù)工具的批判和反思，群眾對(duì)信息技術(shù)課程的認(rèn)識(shí)結(jié)合了特定的感性思維，提倡生活中的突破和滲透。第3階段就是技術(shù)思想取向，目的就是為了通過(guò)數(shù)字智慧的強(qiáng)化，培養(yǎng)合格的數(shù)字公民，改變信息技術(shù)課程的工具主義傾向，凸顯出其思維價(jià)值和人文屬性。

二、分析高中信息技術(shù)算法思維培養(yǎng)的方法

（一）結(jié)合游戲化理念

游戲化指的是機(jī)制與體驗(yàn)的交叉滲透。能夠從數(shù)字化的角度出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)自己的探索目標(biāo)，讓他們產(chǎn)生更加濃厚的興趣和好奇心。也就是說(shuō)，游戲化是一種數(shù)字化的激勵(lì)方式，結(jié)合了手機(jī)以及電腦等數(shù)字設(shè)備，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)展技能展開(kāi)驅(qū)動(dòng)和創(chuàng)新，從而實(shí)現(xiàn)個(gè)人目標(biāo)或者是團(tuán)體目標(biāo)。值得注意的是，個(gè)人算法思維的養(yǎng)成必然會(huì)受到思維發(fā)展規(guī)律的支配，所以教師也應(yīng)當(dāng)盡可能凸顯出課堂的生動(dòng)性和趣味性，讓學(xué)生處于更加寬松的氛圍內(nèi)，大膽猜測(cè)，小心論證，實(shí)現(xiàn)思維的多項(xiàng)發(fā)散，展現(xiàn)出自己的想象力和創(chuàng)造力。例如，教師可以通過(guò)桌面網(wǎng)絡(luò)游戲，來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的集體算法思維，并通過(guò)后臺(tái)數(shù)據(jù)來(lái)整理學(xué)生心智發(fā)展的水平和信息。除此之外，教師也可以讓學(xué)生利用軟件以及各種輔助性工具，自己設(shè)計(jì)游戲，或者是編寫(xiě)相應(yīng)的質(zhì)量，激發(fā)出學(xué)生的算法潛能。這種以學(xué)生為主導(dǎo)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃，可以讓學(xué)生迸發(fā)出更加強(qiáng)烈的思維火化。

（二）構(gòu)建完整的問(wèn)題鏈

問(wèn)題是學(xué)生產(chǎn)生疑惑的先決條件，教師應(yīng)當(dāng)收集現(xiàn)實(shí)元素，以社會(huì)問(wèn)題為主線，讓學(xué)生沉浸在不同的場(chǎng)景中，感受知識(shí)和技能鍛煉的過(guò)程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)學(xué)生高階思維能力的發(fā)展。問(wèn)題解決是算法思維的核心要素，兩者具有許多相似之處，都是以現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的解決為歸宿的，而且都可以推動(dòng)技術(shù)和知識(shí)的創(chuàng)新，都遵循了情景化的原則。早在之前，很多專(zhuān)家也把問(wèn)題解決與算法思維的培養(yǎng)聯(lián)系到一起，并且創(chuàng)設(shè)了相應(yīng)的教學(xué)模式，教師需要積極吸收有用的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，讓學(xué)生多多探索，產(chǎn)生更加強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突。

（三）實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容的重構(gòu)

目前，很多學(xué)生從小就開(kāi)始接觸計(jì)算機(jī)，所以當(dāng)他們探索這一學(xué)科的時(shí)候，也會(huì)結(jié)合自己的親身經(jīng)歷，只有這樣才可以慢慢的形成獨(dú)特的思維方式。所以，教師需要對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行重組，不能只是采用分段式的方法，那樣也無(wú)法讓學(xué)生構(gòu)建起完整的框架和體系。例如，在學(xué)習(xí)與信息資源管理有關(guān)知識(shí)的時(shí)候，教師就可以把原有的三節(jié)課內(nèi)容作出排列和組合，先讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，然后進(jìn)行檢驗(yàn)，最后再抽象成一般性的規(guī)律，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化吸收[1]。在實(shí)踐操作的時(shí)候，教師也可以根據(jù)學(xué)校所處的環(huán)境來(lái)敲定課堂的主題，在必要的情況下也可以開(kāi)設(shè)選修課程，把現(xiàn)實(shí)世界中存在的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為信息世界的問(wèn)題，讓學(xué)生構(gòu)建起完善的模型。與此同時(shí)，教師也要堅(jiān)持可視化的原理。筆者在上文中已經(jīng)強(qiáng)調(diào)，算法思維牽涉到一系列的高級(jí)思維活動(dòng)，但仍然屬于思維這一范疇，具有精神層面的內(nèi)涵，往往會(huì)以高度抽象的形式展現(xiàn)出來(lái)，所以利用可視化的形式，可以讓學(xué)生加深對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的印象[2]。早在之前，蘋(píng)果公司就已經(jīng)使用了思維實(shí)時(shí)可視化工具，來(lái)訓(xùn)練程序員的算法思維，而簡(jiǎn)單的抽象，建模等操作都與思維可視化存在密切的聯(lián)系。在這里，教師可以通過(guò)概念表征圖式，問(wèn)題解決流程圖，邏輯圖示，思維導(dǎo)圖等多種途徑，把隱性思維真正顯示出來(lái)，這樣可以讓學(xué)生養(yǎng)成自動(dòng)化提煉的良好習(xí)慣。也就是說(shuō)，教師要讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)抽象和具象的靈活轉(zhuǎn)化。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，持續(xù)性推動(dòng)高中信息技術(shù)算法思維的培養(yǎng)是合理且必要的舉動(dòng)，這是提高學(xué)生思辨能力的應(yīng)有之策，也是完善學(xué)生信息素養(yǎng)的有效措施。本文通過(guò)游戲化理念的滲透，問(wèn)題鏈的設(shè)計(jì)，可視化的基本原則這幾個(gè)角度，論述了算法思維培養(yǎng)的方法，充分結(jié)合了高中信息課堂的重要知識(shí)點(diǎn)，尊重了學(xué)生的話語(yǔ)權(quán)和主動(dòng)權(quán)，具有理論上的合理性與實(shí)踐上的可行性，能夠作為教師的參考依據(jù)。在未來(lái)，教師也需要讓學(xué)生做好社會(huì)調(diào)研。

參考文獻(xiàn)

[1] 王楠. 基于核心素養(yǎng)的高中信息技術(shù)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)踐研究. 河北師范大學(xué)， 2020.

[2] 王朋嬌， 滕煜， 高珊珊. 深度學(xué)習(xí)視閾下基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的高中信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)模式改革研究[J]. 軟件導(dǎo)刊.教育技術(shù)， 2019， 18（7）：4.