兩個基于計算思維培養(yǎng)的高中信息技術教學案例

李辛

摘 要：著重分析了高中信息技術課中接觸到的計算思維思想方法，以實例說明如何引導學生應用計算思維遷移解決問題，旨在培養(yǎng)、訓練高中學生的計算思維能力。

關鍵詞：計算思維；核心素養(yǎng)；遷移應用

以核心素養(yǎng)為培養(yǎng)目標的高中信息技術新課標，對計算機思維有如下描述：“計算思維是個體運用計算機科學領域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產(chǎn)生的一系列思維活動。具備計算思維的學生，在信息活動中能夠采用計算機可以處理的方式界定問題、抽象特征、建立結(jié)構(gòu)模型、合理組織數(shù)據(jù)；會通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案；可以總結(jié)利用計算機解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關的其他問題解決中。”

以上描述突出了兩個關鍵點，一是“運用計算機科學領域的思想方法”，說明計算思維并不僅運用于算法及其他數(shù)值計算類問題；二是“利用計算機解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關的其他問題的解決中”，說明計算思維的重要能力是“遷移

能力”。

目前，高中信息技術課教學多是各種軟件的操作，很少觸及蘊含計算思維的思想方法。在已有的關于計算思維的文獻資料中，多應用于算法及程序設計等方面的教學中，因此，我們應當在更多的教學內(nèi)容中挖掘計算思維思想，從更多的角度和更廣的范圍內(nèi)訓練學生的計算思維能力。

一、結(jié)構(gòu)化思想的遷移應用

結(jié)構(gòu)化是計算機科學領域的重要思想之一，從馮·諾依曼的計算機體系結(jié)構(gòu)，到信息的數(shù)字化，以及算法與程序設計等，無不體現(xiàn)著結(jié)構(gòu)化思想，因此，結(jié)構(gòu)化思想是計算思維的基本要素

之一。

我們可以通過約簡、抽象特征等計算思維思想，將非結(jié)構(gòu)化信息轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu)化信息。同時，可以將“結(jié)構(gòu)化程序設計思想”遷移到其他問題的解決中。

例如：張女士孩子已經(jīng)上大學，為改善自己的居住條件，想在某樓盤買房。售樓員推薦7號樓的一套房子，推薦語如下：

7號在小區(qū)“樓王”位置，景觀好；距離X中學步行5分鐘；經(jīng)理在這棟樓共預留了8套，現(xiàn)在僅剩2套，且昨天已有客戶意向訂了一套；這套房還贈送陽臺面積；價格上稍高于其他樓，這棟樓均價為9500元/m2，其他樓有9000元/m2、8500元/m2。

那么，我們是否應該相信售樓員的推薦理由呢？

此問題看似與“計算”無關，但若利用結(jié)構(gòu)化思想分析可以這樣做：

首先按照結(jié)構(gòu)化程序設計中的“自頂向下，逐層分解”，利用信息的特征，將一個大問題分解為若干小問題；其次再將小問題細化，得出解決方案。

具體的分解與解決方案如下：（如圖1）

二、用計算機仿真技術探究社會現(xiàn)象

假如世界上有三種人：善良的老實人、正直的聰明人和兇惡的壞人。三種人兩兩相遇時，會出現(xiàn)“合作”或“戰(zhàn)爭”，合作時雙方共存，戰(zhàn)爭則一方消亡或雙方一起消亡。三種人相遇的結(jié)果如下：

若有很多這樣的人兩兩隨機相遇，請預測按照上述相遇結(jié)果，最后世界上會剩下哪種人。

這個問題可以通過程序來模擬真實事件，進行預測。

分別用三個變量來代表老實人、聰明人以及壞人，利用隨機函數(shù)控制每個人移動方向和距離，當兩兩相遇時，按上述規(guī)則進行三類人人數(shù)的增加或減少。通過模擬可以看到，通常最先消失的是善良的老實人，而留到最后的是正直的聰明人。

計算思維是高中信息技術課堂的靈魂，是構(gòu)建新型信息技術課堂的基石。在課堂中要注重將隱含的計算思維說清、講明，并指導學生遷移應用，通過系統(tǒng)的學習與訓練培養(yǎng)學生的思維，逐步實現(xiàn)以知識為載體，實現(xiàn)思想、方法的傳授和培養(yǎng)。

參考文獻：

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？誗編輯 張珍珍