高中信息技術(shù)教學(xué)中學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)策略研究

摘 要：隨著信息時(shí)代的到來，信息技術(shù)教學(xué)在受到廣泛關(guān)注的同時(shí)，也面臨著提升教學(xué)質(zhì)量的要求。而計(jì)算思維是信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)之一，如何培養(yǎng)計(jì)算思維成了當(dāng)前高中信息技術(shù)教學(xué)的熱點(diǎn)課題。文章指出，在高中信息技術(shù)教學(xué)中，教師應(yīng)全面、深刻地認(rèn)識(shí)到計(jì)算思維的培養(yǎng)價(jià)值，積極地開展學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)策略的實(shí)踐性探究。只有這樣，學(xué)生才會(huì)在教師的有效引導(dǎo)下，自主、自覺地參與到信息技術(shù)的專項(xiàng)訓(xùn)練中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自身信息技術(shù)綜合素質(zhì)的全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高中信息技術(shù)；計(jì)算思維；培養(yǎng)實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G427" " " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號(hào)：2097-1737（2024）05-0088-03

隨著信息技術(shù)與社會(huì)各領(lǐng)域的深度融合，信息技術(shù)素養(yǎng)已經(jīng)成為未來人才的必備要求。在新的教育形勢下，信息技術(shù)課程改革日益深化，對計(jì)算思維培養(yǎng)的關(guān)注也更加廣泛?！镀胀ǜ咧行畔⒓夹g(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）將計(jì)算思維納入信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)體系之中，這也充分肯定了計(jì)算思維培養(yǎng)在高中信息技術(shù)教學(xué)中的關(guān)鍵地位。因此，在高中信息技術(shù)教學(xué)中，教師不僅要充分重視對學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)，還要結(jié)合具體的教學(xué)實(shí)踐，有效探究學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)策略。這樣才能促進(jìn)學(xué)生信息技術(shù)素養(yǎng)的全面發(fā)展，為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、計(jì)算思維的概述及培養(yǎng)價(jià)值

（一）計(jì)算思維的概述

計(jì)算思維的概念最早是在20世紀(jì)下半葉提出的，但當(dāng)時(shí)受到固有觀念的影響，人們往往將計(jì)算思維等同于程序思維、算法思維，導(dǎo)致計(jì)算思維的培養(yǎng)沒有受到相應(yīng)的關(guān)注。隨著信息技術(shù)教學(xué)研究的不斷深化，人們對計(jì)算思維的認(rèn)知也得到了越來越深入的發(fā)展，計(jì)算思維的概念也在《課程標(biāo)準(zhǔn)》中進(jìn)行了具體的闡釋，

即計(jì)算思維是指個(gè)體運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產(chǎn)生的一系列思維活動(dòng)[1]。也就是說，在高中信息技術(shù)學(xué)習(xí)中，學(xué)生只有具備了計(jì)算思維，才能更好地采用計(jì)算機(jī)處理的方式，對問題進(jìn)行界定，對信息資源進(jìn)行判斷、分析，對算法進(jìn)行合理運(yùn)用，在此基礎(chǔ)上形成問題解決方案。由此可見，計(jì)算思維在高中信息技術(shù)教學(xué)中占據(jù)著重要的地位，是學(xué)生形成信息技術(shù)素養(yǎng)的基礎(chǔ)。

（二）計(jì)算思維的培養(yǎng)價(jià)值

計(jì)算思維作為一種抽象的思維品質(zhì)，在高中信息技術(shù)教學(xué)中占據(jù)著越來越重要的地位，這就使學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)具有非常重要的教育價(jià)值。

1.增強(qiáng)學(xué)生終身發(fā)展的能力

《面向未來：21世紀(jì)核心素養(yǎng)教育的全球經(jīng)驗(yàn)》提出了未來社會(huì)生活必備的七項(xiàng)核心素養(yǎng)，都與計(jì)算思維存在著密切的聯(lián)系[2]。由此可見，在未來的數(shù)字化社會(huì)生活中，計(jì)算思維的培養(yǎng)對學(xué)生的發(fā)展來講，具有重要的奠基作用，既能進(jìn)一步提升學(xué)生的社會(huì)適應(yīng)能力，又能增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識(shí)，有助于學(xué)生的終身學(xué)習(xí)和發(fā)展。

2.優(yōu)化高中信息技術(shù)教學(xué)效果

隨著信息技術(shù)課程改革的逐步深化，信息技術(shù)教學(xué)有效性的內(nèi)涵得到了廣泛的拓展，過去以基礎(chǔ)知識(shí)、軟件操作方法為主的教學(xué)重點(diǎn)發(fā)生了顯著的改變。計(jì)算思維是信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)之一，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維，能進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力、信息數(shù)據(jù)的整合能力及信息技術(shù)的綜合實(shí)踐運(yùn)用能力等，這樣也能從更全面的角度優(yōu)化高中信息技術(shù)的教學(xué)效果。

二、高中信息技術(shù)教學(xué)中學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)策略

在當(dāng)前的高中信息技術(shù)教學(xué)中，學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)具有非常顯著的教育意義，對信息技術(shù)教學(xué)的深化發(fā)展及學(xué)生未來的個(gè)人發(fā)展都發(fā)揮著重要的促進(jìn)作用。因此，教師應(yīng)重視學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)，并結(jié)合具體的教學(xué)策略，逐漸積累相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，使學(xué)生能在更加全面、良好的教育與引導(dǎo)下獲得自身計(jì)算思維的有效培養(yǎng)與提升。

（一）優(yōu)化思想認(rèn)知，奠定學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)基礎(chǔ)

在對學(xué)生進(jìn)行計(jì)算思維培養(yǎng)的過程中，思想認(rèn)知、教學(xué)理念發(fā)揮著重要的理論指導(dǎo)作用。因此，教師要積極順應(yīng)新課程改革的發(fā)展趨勢，通過自身思想認(rèn)知的優(yōu)化轉(zhuǎn)變，奠定課程教學(xué)的思想基礎(chǔ)，促進(jìn)高中信息技術(shù)教學(xué)中學(xué)生計(jì)算思維的有效培養(yǎng)[3]。

1.制訂科學(xué)的教學(xué)目標(biāo)

計(jì)算思維作為信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分，其培養(yǎng)的重要性得到了凸顯。因此，教師要積極轉(zhuǎn)變自身的教學(xué)思路，將學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)作為一項(xiàng)重要的教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生的計(jì)算思維能力獲得不斷提升。

例如，在高中信息技術(shù)教學(xué)的備課環(huán)節(jié)，教師可以將計(jì)算思維的培養(yǎng)融入具體的教學(xué)設(shè)計(jì)中，并根據(jù)高中階段學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和認(rèn)知能力，有針對性地設(shè)計(jì)相關(guān)教學(xué)任務(wù)和教學(xué)活動(dòng)。這樣，學(xué)生就能在學(xué)習(xí)過程中更深刻地理解計(jì)算思維的內(nèi)涵，感受計(jì)算思維培養(yǎng)的意義，促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2.調(diào)整課程教學(xué)內(nèi)容

在高中信息技術(shù)教學(xué)中，教學(xué)內(nèi)容的安排從很大程度上體現(xiàn)著教師的教學(xué)理念。因此，在對學(xué)生計(jì)算思維進(jìn)行培養(yǎng)的過程中，教師應(yīng)結(jié)合學(xué)情和教學(xué)需求，

科學(xué)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，使計(jì)算思維培養(yǎng)更具針對性和有效性[4]。

例如，“算法和程序設(shè)計(jì)”是高一信息技術(shù)必修1

中的重要教學(xué)內(nèi)容，既包括基礎(chǔ)性的理論知識(shí)，也包括具體的算法實(shí)例，能使學(xué)生在理論與實(shí)踐的結(jié)合中，形成計(jì)算思維意識(shí)。因此，教師在對這部分教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分結(jié)合高中階段學(xué)生抽象思維發(fā)展的實(shí)際情況，通過生活化教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)，如結(jié)合生活中常見聲控?zé)舻脑O(shè)計(jì)，適度、合理地將一些生活化的教學(xué)元素融入具體的教學(xué)內(nèi)容。這樣不僅能增強(qiáng)信息技術(shù)教學(xué)內(nèi)容的趣味性，拉近學(xué)生與計(jì)算思維培養(yǎng)教學(xué)的心理距離，還能使學(xué)生在解決現(xiàn)實(shí)生活問題的過程中有效培養(yǎng)計(jì)算思維。

（二）創(chuàng)新教學(xué)模式，拓展學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)路徑

教學(xué)模式是對教學(xué)過程、方法的具體體現(xiàn)，不同的教學(xué)模式會(huì)從不同的角度給予學(xué)生相應(yīng)的引導(dǎo)，是進(jìn)一步促進(jìn)教學(xué)效率提升的重要途徑。因此，在高中信息技術(shù)教學(xué)中，為了培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，教師應(yīng)順應(yīng)課程改革發(fā)展趨勢，積極地進(jìn)行教學(xué)模式的創(chuàng)新性探究，使學(xué)生能在更加多元的教學(xué)模式引導(dǎo)下提升自身計(jì)算思維能力。

1.實(shí)施基于計(jì)算思維培養(yǎng)的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)是課程改革背景下提出的新型教學(xué)模式，它以具體的任務(wù)為載體，要求學(xué)生帶著任務(wù)進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐運(yùn)用，使學(xué)生能在完成學(xué)習(xí)任務(wù)的過程中獲得相應(yīng)素質(zhì)能力的培養(yǎng)[5]。因此，

在對學(xué)生進(jìn)行計(jì)算思維培養(yǎng)的過程中，教師可以將計(jì)算思維培養(yǎng)的目標(biāo)融入具體的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)中，使學(xué)生在具體任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下積極進(jìn)行計(jì)算思維的有效運(yùn)用和深入探究。

例如，在講授高一信息技術(shù)必修1“算法和程序設(shè)計(jì)”中“常見算法的程序?qū)崿F(xiàn)”時(shí)，教師可以根據(jù)教材中“體驗(yàn)探索”的內(nèi)容，為學(xué)生設(shè)置相關(guān)的學(xué)習(xí)任務(wù)，要求學(xué)生利用自己所學(xué)的算法知識(shí)和具備的計(jì)算思維，探索綠燈時(shí)長的最優(yōu)設(shè)置模型。在完成這一學(xué)習(xí)任務(wù)的過程中，學(xué)生能夠展開積極思考和有效探究，并在解析算法的綜合運(yùn)用中探索編程的思路，進(jìn)而在調(diào)試運(yùn)行中培養(yǎng)計(jì)算思維。

2.開展基于計(jì)算思維培養(yǎng)的合作探究教學(xué)

合作探究作為一種新型的教學(xué)方法，有效融合了自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)及探究學(xué)習(xí)等教學(xué)模式的優(yōu)勢，能夠進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)。因此，在高中信息技術(shù)教學(xué)中，教師應(yīng)基于計(jì)算思維的培養(yǎng)，對合作探究教學(xué)進(jìn)行有效的研究，拓展學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)的路徑。

例如，在講授高一信息技術(shù)必修1“算法和程序設(shè)計(jì)”中“算法與程序?qū)崿F(xiàn)的綜合應(yīng)用”例3時(shí)，教師可以要求學(xué)生對具體的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，還可以引導(dǎo)學(xué)生對自主學(xué)習(xí)過程中遇到的問題進(jìn)行討論與解決，使學(xué)生能在解決若干小問題的過程中加入計(jì)算思維的方法，進(jìn)而探究解決整體問題的計(jì)算模型。這可以使計(jì)算思維培養(yǎng)貫穿整個(gè)合作探究學(xué)習(xí)過程，使學(xué)生獲得更多的計(jì)算思維訓(xùn)練機(jī)會(huì)。

3.運(yùn)用基于計(jì)算思維培養(yǎng)的趣味教學(xué)

在高中信息技術(shù)教學(xué)中，“算法與程序設(shè)計(jì)”是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的重要平臺(tái)，其教學(xué)內(nèi)容具有高度的抽象性和復(fù)雜性，很難吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力。針對這一教學(xué)現(xiàn)狀，教師應(yīng)結(jié)合高中生的認(rèn)知水平，將具有趣味性的內(nèi)容融入枯燥的計(jì)算思維培養(yǎng)教學(xué)中，這樣能極大地增強(qiáng)信息技術(shù)教學(xué)的趣味性和互動(dòng)性，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的提高。因此，在高中信息技術(shù)教學(xué)中，教師應(yīng)通過教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)設(shè)計(jì)，給予學(xué)生有效的引導(dǎo)，提高學(xué)生利用計(jì)算思維解決問題的能力，促進(jìn)相應(yīng)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

例如，在講授“用計(jì)算機(jī)計(jì)算圓周率——設(shè)計(jì)簡單數(shù)值數(shù)據(jù)算法”時(shí)，教師可以引入關(guān)于圓周率的數(shù)學(xué)文化內(nèi)容以及趣味性的圓周率記憶口訣，以導(dǎo)入

“用計(jì)算機(jī)計(jì)算圓周率”。這樣學(xué)生就能在這些趣味性內(nèi)容的吸引下產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望，進(jìn)而在教師的有效引導(dǎo)下將數(shù)學(xué)公式融入計(jì)算機(jī)的算法中，獲得探究學(xué)習(xí)的樂趣，提高運(yùn)用計(jì)算思維解決問題的能力。

（三）優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，優(yōu)化學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)效果

高中信息技術(shù)教學(xué)是一個(gè)綜合化、系統(tǒng)化的過程，涉及非常多的教學(xué)因素。在對學(xué)生進(jìn)行計(jì)算思維培養(yǎng)的過程中，教師應(yīng)對教學(xué)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，對教學(xué)過程中涉及的因素進(jìn)行有效的整合，構(gòu)成更具系統(tǒng)性的教學(xué)過程。這樣教師能夠在教學(xué)過程中實(shí)現(xiàn)對學(xué)生計(jì)算思維循序漸進(jìn)的培養(yǎng)，優(yōu)化高中信息技術(shù)教學(xué)效果。因此，教師應(yīng)結(jié)合具體的教學(xué)目標(biāo)，將學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)的過程設(shè)計(jì)為創(chuàng)設(shè)情境、提出問題、分析問題、編程創(chuàng)作、交流評(píng)價(jià)、啟發(fā)再創(chuàng)作等步驟，使學(xué)生在這一過程中獲得自身計(jì)算思維能力的提升，進(jìn)而促進(jìn)計(jì)算思維培養(yǎng)效果的優(yōu)化。

例如，在講解“算法和程序設(shè)計(jì)”“描述洗衣機(jī)的洗衣流程——了解算法及其基本控制結(jié)構(gòu)”的教學(xué)中，教師可以從學(xué)生熟悉的生活場景出發(fā)，進(jìn)行生活化洗衣場景的創(chuàng)設(shè)，提出“洗衣機(jī)是如何按照流程完成洗衣任務(wù)”的問題，使學(xué)生能利用自己所學(xué)算法的知識(shí)，對這一問題進(jìn)行深入分析，并以小組合作的形式對洗衣機(jī)洗衣流程進(jìn)行創(chuàng)新性的編程，使洗衣機(jī)增加新的功能及洗衣步驟。然后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自己的創(chuàng)作成果開展有效的交流與評(píng)價(jià)，使學(xué)生在教師的點(diǎn)撥、啟發(fā)下，發(fā)現(xiàn)問題，并在創(chuàng)作中進(jìn)行問題的解決，實(shí)現(xiàn)自身計(jì)算思維的提升與內(nèi)化，獲得良好的計(jì)算思維培養(yǎng)效果。

三、結(jié)束語

總而言之，在高中信息技術(shù)教學(xué)中，計(jì)算思維的培養(yǎng)已經(jīng)成為課堂教學(xué)的重要任務(wù)之一。因此，教師應(yīng)積極轉(zhuǎn)變固化的教學(xué)思想，將學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)作為重要的教學(xué)目標(biāo)，并在對任務(wù)驅(qū)動(dòng)、合作探究以及趣味教學(xué)等策略的探索中，進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì)的進(jìn)一步優(yōu)化，使學(xué)生更加有效地參與到專項(xiàng)的計(jì)算思維訓(xùn)練中。這樣不僅能提升學(xué)生的計(jì)算思維，還能為學(xué)生今后的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

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