基于高中信息技術課程的計算思維能力培養研究

繆德艷

【摘 要】 計算思維能力的培養是高中信息技術課程的教學中非常重要的一個范疇，這一思維能力的形成代表學生已經具備初級的程序編寫能力，并且可以利用計算思維來處理各種相對更為復雜的問題。注重計算思維的分層教學，以任務為驅動培養學生的計算思維能力，在實驗程序調試中培養計算思維能力。

【關鍵詞】 高中；信息技術；計算；思維；能力

計算思維能力的培養是高中信息技術課程的教學中非常重要的一個范疇，這一思維能力的形成代表學生已經具備初級的程序編寫能力，并且可以利用計算思維來處理各種相對更為復雜的問題。計算思維的培養是一個長期的教學訓練過程，前期要讓學生對于一些相關的理論知識和基礎內容有較好的掌握，這樣在訓練學生的計算思維時才能夠更好地展開。教師要將教學的重點一定程度放到學生計算思維能力的培養上，這是課程教學的發散與延伸，并且讓學生掌握更多實用技能的教學過程。

一、注重計算思維的分層教學

計算思維能力的培養是高中階段信息技術教學中毫無疑問的難點部分，學生想要形成相應的計算思維，不僅在基礎知識的掌握上要比較牢固，這對于學生的思維能力和思維品質也提出了相應要求。教師在鍛煉學生計算思維時不妨融入分層教學的理念，這樣教學的內容和方式都更易于被學生接受。分層教學可以針對兩個方面。一方面，教學的內容可以相應分層，如果是比較難或者較為復雜的問題，教師可以首先將問題進行分層設計，可以將一個大的問題拆分成由淺入深的幾個小問題，讓教學過程層層遞進的展開。另一方面，可以對于學生展開有效分層，結合不同層面與不同能力水平的學生，給他們安排不一樣的學習任務。這樣更符合學生的認知水平和知識層面，相應的教學內容也更易于被學生普遍吸收。

以講解約瑟夫算法為例，在進行這部分內容的教學時，可以采取對于學生分層的形式來實施具體的教學過程。筆者讓6位學生站在教室的最前面排成一排并手拉手，說道：“如果從第一位學生開始數，數到第三位時學生出列，最后是哪一位出列？”這時，學生就開始在心里想了，某某最先出，然后是誰，最后又是誰出列。在這個過程中，部分學生參與其中，下面的學生也會在心里計算，這樣，全體學生都參與進來了。接著，筆者提示學生用鏈表知識來描述這個算法，有幾位學生很快就寫出了代碼，并且準確得出了答案?；A較差的學生則遇到了難關，一直沒有找到解答方案。這個時候不妨讓那些想出算法的學生給其他同學進行分享，推動不同層面學生間的有效交流，讓學生的思維進一步得到啟發，這會給計算思維能力的培養帶來很好的促進效果。

二、以任務為驅動培養學生的計算思維能力

在計算思維能力培養的過程中，教師不妨設計一些具體的學習任務，充分發揮任務的驅動效果，激發學生積極地進行對于具體問題的分析與探究。計算思維能力的培養過程最好是以具體的問題為依托，這樣才能體現出這種思維方式的實用性，學生也可以借助具體問題更深入地理解這種思維，最終有效掌握相應的思維方法。教師在設計學習任務時要把握尺度，問題的難易要適中，問題的針對性要強。這樣才能夠結合學生當下的知識水平來鍛煉學生的計算思維，并且可以讓學生的思維品質在已有基礎上實現提升。

例如，在講解循環語句的時候，教師如果只是一味講解它的語法怎樣實現，說它如何重要，有些學生可能會覺得很枯燥，有些學生可能會越聽越糊涂。這時，教師可以設計一個很實用的小程序，如運動會成績計算程序等，在成績輸入過程中使用循環語句，學生如果覺得它很實用、很有價值，自然就會想學習、掌握該知識點。這種方法不僅十分靈活，起到的教學推動效果也十分明顯。待學生對于這個小程序有了透徹的理解及掌握后，教師可以另外設計一個學習任務，讓學生參照前面的范例來進一步思考循環語句的使用方法，還可以鼓勵學生編寫小程序來輔助問題的解答。這樣才能夠加深學生對于這種計算思維的透徹掌握，這種具備一定趣味性的教學方法學生也會更加喜愛。

三、在實驗程序調試中培養計算思維能力

隨著教學的不斷深入，學生會慢慢在信息技術課堂上接觸到程序的編寫與調試問題，這是對于學生提出的更高要求，也是對于學生計算思維能力的一種深化培養。教師要善于有效利用這一教學環節，可以和學生共同探討具體程序的調試方法，在和學生一起探究問題的過程中慢慢實現對于問題的解答。如果是一些并不太難的程序，教師可以先讓學生以合作交流的形式來討論調試方式，首先給學生獨立思考提供相應的空間。學生遇到較大障礙時教師再相應給予指導，這是對于學生獨立思維能力的一種有效培養。

比如，教師可以以VB編程的基本步驟為線索，引導學生通過對各階段問題的解決，形成循序漸進的梯度，組成一個任務鏈，使學生在“做中學”、“學中做”的過程中加深對知識的理解，并適當地為學生提供拓展性的內容，充分挖掘他們的潛力，以便讓學有余力的學生有更大的發展空間。這個學習任務對于大部分普通學生來說并不容易，教師首先要給學生自主思考留有空間，讓學生首先充分理解問題，學生遇到較大障礙時教師再相應的給予點撥。這樣既強調了學生自主學習、協作學習，又能使其在學習時有規可依，使他們在程序設計中得到適度的創新體驗。實驗程序編寫的問題在高中信息技術課程中涉及的并不多，這和這部分內容的難度較大，學生普遍不容易掌握有直接關聯。教師在教學這部分內容時可以適度選取一些有代表性的知識點進行講授，可以將知識點融入到學習任務中讓學生來嘗試完成，這可以讓學生具備一定的程序編寫與調試的能力，這同樣是計算思維能力的一種直觀體現。

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