培養計算思維 提升信息技術教學效率

黃岫云

（江蘇省海安縣南莫中學，江蘇海安 226681）

引 言

高中信息技術課程是引導學生步入信息時代的主要途徑。提升學生的信息技術素養，增強他們的理性分析認知能力，已成為信息技術教學的主要任務。計算思維作為一種新的教育思想，要求從多個抽象面進行思考，基于技能但又不是對技能簡單而機械地重復，能夠有效地引導學生理解信息化社會，提升對信息技術的實際應用能力[1]。本文將從以下四個方面闡述計算思維應用于課堂教學的具體策略。

一、問題驅動，提升理解能力

計算思維教學中，要善于利用啟發式推理方法，培養學生在不確定情況下對問題的理解、思考和遷移能力。將課程內容中的重要知識點以提問的形式引出，學生通過分析和討論，學會從整體上對問題進行把握，逐步展開深入探究，在系統性地理解和掌握知識內容的同時，加深對邏輯思維的認識。

比如，在教學高中信息技術“網絡通信的工作原理”一節時，為了以更加生動的形式幫助學生深層次地理解開放系統互聯參考OSI模型的分層結構，借生活中常見的運輸問題，鼓勵學生進行類比分析。筆者首先提出總的目標：“現在有一批水果要運輸到羅馬，為了保證任務的順利完成，應具備什么條件？”大家都能想到的是，首先要有一條從出發點通向羅馬的路，不管是鐵路還是馬路；但是路有了，如何保證這條路是暢通的，不會走進死胡同？路永遠不會只有一條，如何保證選擇一條最快、最省錢的近路？近路有了，又如何保證這批水果不被偷、不被搶，將水果原封不動地送到目的地？實際上，這些問題都代表了OSI模型由下而上各層的功能作用。筆者組織學生對以上問題依次進行了作答，并討論與OSI模型的對應關系，用自己的語言總結出各層應具備的功能，然后筆者給出更專業的解釋，通過對比，體會網絡中數據運輸的語言規則。

二、分析案例，提升應用能力

計算思維能力直接體現在對知識技能的應用上，能否學以致用取決于對知識的掌握程度；但是因信息技術的課時少、知識內容分散以及部分章節比較抽象，將直接影響學生的課堂效率。因此在教學的過程中，選取生活中的典型案例進行分析講解，能夠兼顧理論與應用，并且可以活躍課堂氛圍，激發學生的學習興趣[2]。

比如，在教學高中信息技術“如何將計算機接入因特網”一節時，需要講解如何設置兩種入網方式。單純地展示模擬拓撲結構圖，學生的興趣不濃，筆者于是引導學生以自己家中的網絡設置為例, 觀察、研究并學習自己家中電腦是如何上網的，并且初步繪制相關的線路圖。因不同的家庭有不同的上網方式，筆者于是組織學生以小組討論的方式，讓每位學生將自己的研究過程以及結果線路圖分享給其他人，并對大家提出的幾種入網方式進行匯總；隨后派出學生代表上臺進行展示，將本組最終的討論結果繪制在黑板上并進行必要的解說，由筆者進行糾正和評判。最終學生總結得出了兩種接入因特網的方式：家庭撥號接入因特網以及通過局域網接入因特網，并了解了兩種入網方式所必需的前提條件。

通過列舉貼近學生生活的案例，便于學生實際動手操作，能夠加深對課堂知識內容的印象；同時，也提升了學生的應用能力。學生了解到網絡在生活中的實用之處，燃起對信息技術這門課的學習熱情。

三、逐步分解，提升解題能力

計算思維培養的是學生解決問題的思維方式，如何選擇最恰當的方式，使看似復雜的問題簡單化是對學生的一大考驗。學會分解問題，將問題由小到大、由內而外地進行逐級分析與思考，注重每一級之間的區別與聯系，才能更快地解決每一級的小問題，減少學生的學習壓力，進而提升對整個難題的解題效率。

比如，在教學高中信息技術“IP地址及其管理”一節時，因IP地址的格式、分類、特點等知識內容繁雜而陌生，一直以來都是學生學習的難點。一次性地講解所有相關知識，學生很難在短時間內將它們消化并掌握。為了提升課堂效率，筆者引導學生進行了分塊學習，將整個IP地址的學習任務分成幾個相輔相成的小部分。筆者首先讓學生對IP地址的格式進行掌握，包括IPV4書寫規則，十進制與二進制之間的相互轉化等；在學生基本認識了IP地址之后，接下來學習IP的分類，以身份證為例讓學生體會為何要對IP地址進行分類，以及如何進行分類等；接下來就要解決IP地址如何使用的問題。帶著這些問題進行分塊學習，連帶性地將IP地址的所有相關知識進行綜合掌握；筆者隨后向大家介紹如何使用IP地址上網，這時候需要哪些必要的東西，學生通過查看電腦中無線網絡連接屬性，發現不僅僅需要IP地址，還要知道子網掩碼、默認網關、DNS服務器等一系列數字，進而分析這些地址之間的關聯，為學習由IP地址推導子網掩碼相關知識打下基礎。

通過將大的學習目標拆分成幾個相互關聯的小目標，減輕了學生階段學習的壓力，提升了知識掌握的效率。這種思維方式正是計算思維所衍生的，考驗了學生對問題的分析處理方法與能力。

四、組際協作，提升學習能力

協作學習也是計算思維所提倡的一種學習方式。信息技術課程上學生的思維是發散的、不受約束的，為了避免在同步學習時出現競爭，需要培養他們在協作中共同掌握知識的意識。小組之間分工明確，共享學習資源，良好的組際協作關系能夠匯聚每個人的優勢力量，提升整體的學習效率。

比如，在教學高中信息技術“建立主題網站”一章時，通過對本章內容的簡單學習，學生逐漸了解了一個主題網站建立的基本流程，主要分為規劃、設計、實現與發布管理四大部分。為了培養學生對知識的實踐應用能力，筆者鼓勵他們共同建立一個小的主題網站。網站的建立是一個非常煩瑣而復雜的工程，需要學生合理分工，互相配合，共同完成。筆者首先將學生分為四大組，每組分配具體的工作任務，比如，規劃組需要根據調研結果進行分析與選題；設計組負責欄目和版面的風格設計并收集相關素材；實現組要制作網頁，建立站點和超鏈接；管理組著重對站點進行測試、發布以及后期的維護。學生根據自己的興趣愛好和特長，自主選擇所屬組別；同組成員經過共同討論，合理分配相關任務，互幫互助，并定期進行匯報總結。最后，四個小組分別展示了各自任務的完成情況，將結果匯總在一起便完成了整個主題網站的制作。

協作的理念將每個學生連接在一起，共同思考、分析與執行，考驗每位學生的合作、分享能力。在這個過程中，學生在表達自己思想的同時，學會了汲取他人思想的精華，對自身思維方式的轉變、學習能力的提升有很大的益處。

結 語

總之，計算思維所重視的是學生思考、分析以及解題的思維過程，因此信息技術的課堂教學應著重培養學生面對問題的思維方式，采取一系列靈活而生動的教學方法，引領學生更加深入地理解和掌握知識，逐步提升其綜合信息素養，從而有效提高課堂的教學效率。