基于計(jì)算思維培養(yǎng)的初中編程教學(xué)模式創(chuàng)新探究

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，信息技術(shù)在社會(huì)中的作用顯得愈發(fā)重要，因此學(xué)校越來(lái)越注重對(duì)學(xué)生的編程能力的培養(yǎng)。為此，在初中編程教學(xué)過(guò)程中，教師就需要針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)狀況，采取新型教學(xué)模式來(lái)培養(yǎng)他們的計(jì)算思維，為學(xué)生營(yíng)造高效、多樣化的學(xué)習(xí)及發(fā)展環(huán)境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)編程的興趣，幫助他們掌握更多基礎(chǔ)知識(shí)和技能，強(qiáng)化學(xué)生的信息素養(yǎng)，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。本文基于計(jì)算思維的培養(yǎng)，對(duì)初中編程教學(xué)模式創(chuàng)新問題進(jìn)行了探究。

計(jì)算思維是指利用與計(jì)算機(jī)相關(guān)的思想和方法，形成的一系列解決問題的思維方式。在初中編程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，對(duì)于學(xué)生的信息技術(shù)學(xué)習(xí)和應(yīng)用能力有著深遠(yuǎn)的影響。這就需要教師積極創(chuàng)新教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)編程知識(shí)進(jìn)行自主探究，增強(qiáng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作，讓學(xué)生感受到編程的魅力，并在這一過(guò)程中形成良好的計(jì)算思維，為今后的學(xué)習(xí)和發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

一、在初中編程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的重要性

隨著時(shí)代的發(fā)展，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)信息技術(shù)人才的需求量快速增加，教育行業(yè)更加重視計(jì)算機(jī)信息技術(shù)課程的教學(xué)，其中編程課程便是初中信息技術(shù)課程的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容之一。編程知識(shí)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較抽象，學(xué)生僅通過(guò)教師的理論講授，難以掌握相關(guān)知識(shí)和技能。因此，教師需要幫助學(xué)生初步了解信息技術(shù)，掌握相應(yīng)的編程規(guī)則，從而培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，能夠使學(xué)生在編程時(shí)學(xué)會(huì)將復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化，提高學(xué)生解決問題的能力，還能使學(xué)生在編程過(guò)程中學(xué)會(huì)嘗試不同的解決方案，并通過(guò)試錯(cuò)找到最優(yōu)解，從而提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。此外，學(xué)生在編程時(shí)往往需要通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作、分工協(xié)作完成任務(wù)，這不僅能提高他們的團(tuán)隊(duì)合作能力，還能鍛煉他們的溝通和交流能力。

二、初中編程教學(xué)存在的問題

當(dāng)前，基于計(jì)算思維培養(yǎng)的初中編程教學(xué)中存在的問題，影響教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。一是重編程教學(xué)，輕計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。初中編程課堂教學(xué)中采用的教學(xué)方式不注重培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中僅僅掌握了相應(yīng)的理論知識(shí)，但是沒有形成良好的計(jì)算思維。二是教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際脫節(jié)。有些教材內(nèi)容過(guò)于理論化，缺乏與實(shí)際生活的聯(lián)系，導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法了解計(jì)算思維在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，并因此降低了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。三是教學(xué)方法單一。部分教師在教學(xué)時(shí)仍然采用灌輸式教學(xué)模式，學(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)中，師生在整個(gè)課堂中缺乏溝通，教學(xué)過(guò)程顯得十分枯燥乏味，導(dǎo)致學(xué)生很難產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，在課堂中容易出現(xiàn)瞌睡、走神、發(fā)呆等情況，課堂教學(xué)效果不佳。

三、基于計(jì)算思維培養(yǎng)的初中編程教學(xué)模式創(chuàng)新策略

（一）創(chuàng)設(shè)課堂教學(xué)情境，開發(fā)學(xué)生計(jì)算思維

教師要認(rèn)識(shí)到編程基礎(chǔ)理論知識(shí)較為枯燥，如果只是按照課本講解知識(shí)，會(huì)降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不利于學(xué)生編程實(shí)踐能力的提高。因此，教師在培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維時(shí)，要注意創(chuàng)設(shè)與課程內(nèi)容匹配的情境，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生積極開展編程研究，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，提高其計(jì)算思維的活躍度，促使學(xué)生以更好的狀態(tài)投入下一階段的學(xué)習(xí)中，以此來(lái)提高他們的綜合能力。

教師在教學(xué)過(guò)程中可以利用學(xué)生熟悉的生活實(shí)例來(lái)引入算法的概念。如引導(dǎo)學(xué)生描述做菜的過(guò)程，以此來(lái)類比算法的步驟和邏輯，讓學(xué)生能夠在編程的過(guò)程中理解算法的執(zhí)行流程和基本結(jié)構(gòu)，從而培養(yǎng)他們的計(jì)算思維。此外，教師在創(chuàng)設(shè)情境時(shí)，還可以設(shè)計(jì)一些趣味游戲。如借助迷宮游戲講解路徑搜索算法，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)融入教學(xué)情境中，積極參與相關(guān)的教學(xué)活動(dòng)；還可以設(shè)計(jì)“猜數(shù)字”游戲，用電腦隨機(jī)生成一個(gè)1 到100 的數(shù)字，然后讓學(xué)生通過(guò)編程來(lái)猜測(cè)這個(gè)數(shù)字。每次猜測(cè)后，程序會(huì)提示是猜大了還是猜小了，直到猜中為止。這種方式可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和解決問題的能力，讓他們能夠在有趣的情境中逐步提高計(jì)算思維水平。

（二）充分利用輔助工具，增強(qiáng)學(xué)生計(jì)算能力

許多信息化手段作為輔助教學(xué)工具被用于初中信息技術(shù)的課堂教學(xué)，在教學(xué)中發(fā)揮著重要的作用。教師在培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維時(shí)，可以有效利用相關(guān)的輔助教學(xué)工具帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)相應(yīng)的編程知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其理解能力，讓他們掌握編程知識(shí)的用法，進(jìn)而取得良好的教學(xué)效果。

例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中可以借助相關(guān)的輔助工具編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的圖書管理系統(tǒng)。在此過(guò)程中，教師可以將學(xué)生分組，讓學(xué)生利用輔助工具編寫一個(gè)用于管理圖書借閱情況的VBA 程序，在程序中可以添加新書、刪除已借出的書，并查找特定書籍的位置。教師可以讓學(xué)生利用Scratch 程序編寫相關(guān)的代碼，使用冒泡排序算法反復(fù)執(zhí)行兩個(gè)交替的操作，以此來(lái)讓學(xué)生更好地理解程序中所用的運(yùn)算法則，掌握編程的相關(guān)概念，從而培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和編程能力，為他們未來(lái)的學(xué)習(xí)和發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（三）加強(qiáng)學(xué)生之間的互動(dòng)交流，提高學(xué)生計(jì)算思維水平

提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的關(guān)鍵。學(xué)生形成較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)意識(shí)后，在編寫程序過(guò)程中遇到各類難題時(shí)，即使沒有教師的指導(dǎo)和督促，也能按照要求自主完成學(xué)習(xí)任務(wù)。這就需要教師在教學(xué)過(guò)程中尊重學(xué)生的主體地位，給學(xué)生布置相應(yīng)的團(tuán)隊(duì)合作型編程任務(wù)，加強(qiáng)學(xué)生之間的互動(dòng)，讓學(xué)生在編程的過(guò)程中將自己的觀點(diǎn)積極表達(dá)出來(lái)，促使學(xué)生在合作學(xué)習(xí)時(shí)對(duì)編程知識(shí)進(jìn)行深入探討，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)循環(huán)結(jié)構(gòu)相關(guān)的知識(shí)時(shí)，對(duì)于利用循環(huán)結(jié)構(gòu)給數(shù)組賦值的過(guò)程，很多學(xué)生無(wú)法理解。對(duì)此，教師可以將學(xué)生劃分為相應(yīng)的學(xué)習(xí)小組，讓理解能力較強(qiáng)的學(xué)生給理解能力較弱的學(xué)生講解具體的循環(huán)思路以及循環(huán)過(guò)程中可能遇到的問題，在這個(gè)過(guò)程中，不僅能增進(jìn)學(xué)生之間的感情，還能提高學(xué)生的計(jì)算思維水平，對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)有著積極的促進(jìn)作用。教師還可以讓學(xué)生制作一個(gè)簡(jiǎn)單的成績(jī)管理系統(tǒng)，引導(dǎo)學(xué)生分解問題、確定變量和函數(shù)、設(shè)計(jì)算法，促使學(xué)生在合作過(guò)程中提高自身的信息素質(zhì)。

（四）強(qiáng)化編程實(shí)踐操作，提升學(xué)生計(jì)算思維水平

動(dòng)手實(shí)踐是學(xué)習(xí)信息技術(shù)的關(guān)鍵，能夠讓學(xué)生深入理解知識(shí)點(diǎn)，更有效地解決自己所面臨的問題，還有助于激發(fā)學(xué)生的求知欲，使他們更加主動(dòng)地進(jìn)行實(shí)踐操作，從而取得良好的編程學(xué)習(xí)成果。所以教師在教學(xué)時(shí)要針對(duì)初中生的身心特點(diǎn)，組織合適的編程實(shí)踐活動(dòng)，給學(xué)生提供相應(yīng)的學(xué)習(xí)條件，讓學(xué)生可以用所學(xué)的知識(shí)和技巧解決實(shí)際遇到的問題，培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)能力，強(qiáng)化學(xué)生的計(jì)算思維和核心素養(yǎng)。

教師在帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作時(shí)，需要先讓學(xué)生了解編程設(shè)計(jì)的基本概念，了解各種編程設(shè)計(jì)的需求，為后續(xù)的實(shí)踐過(guò)程奠定基礎(chǔ)。接著，教師就可以應(yīng)用“流程圖”帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐探究。如引導(dǎo)學(xué)生編寫一個(gè)程序，輸入一個(gè)整數(shù)，輸出它的平方。最后，教師讓學(xué)生討論解決方案，并展示他們的流程圖和代碼。教師需要針對(duì)學(xué)生的解決方案，提供具體的反饋，幫助他們對(duì)程序進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，促使學(xué)生在實(shí)踐探究的過(guò)程中基于視覺化更好地理解程序的邏輯結(jié)構(gòu)，提高計(jì)算思維水平。

四、結(jié)語(yǔ)

總而言之，計(jì)算思維是一種解決問題的思維方式。因此，教師在開展編程教學(xué)時(shí)，要采取多種模式帶領(lǐng)學(xué)生探究知識(shí)，應(yīng)用相關(guān)的輔助工具，增強(qiáng)學(xué)生的計(jì)算思維意識(shí)，提高學(xué)生的課堂參與度，幫助學(xué)生更深入地理解編程知識(shí)及熟練操作，為學(xué)生今后的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。