計算思維在初中信息技術課程中的實踐研究

張勝敏

（河北省邢臺市臨城縣鴨鴿營中學，河北 邢臺 054300）

為了全面培養中小學生的信息素養以及信息技術的操作能力，從而培養適應信息時代發展的新型人才，信息技術課程已被設置為義務教育階段的必修課程，其目標不僅是培養學生學習和探索信息技術的興趣以及提高信息處理能力，同時還要強化學生使用信息技術解決學習和實際生活中遇到的各種問題的意識和能力。

一、計算思維的內涵、本質和拓展

我國著名科學家錢學森早在20世紀八十年代將思維作為一種科學來研究。2006年周以真教授提出計算思維是指運用計算機科學的基礎概念去求解問題、設計系統和理解人類行為，從此，計算思維以一個正式的概念和研究領域在歐美和國內得以快速傳播和發展，將計算科學與人類思維與教育發展提升到一個新的層次。

在周以真教授提出計算思維這一抽象概念的基礎上，相關研究者又更為具體的分析計算思維內容的標志性概念，例如：算法、程序、數據軟件等，同時提出了計算思維的思想包括結構化思想、形式化思想、最優化思想和聯動化思想。在實踐方面，王榮良教授提出應該采用探究式教學模式、任務驅動教學模式和實驗教學模式對學習者的計算思維進行激發和鍛煉，在理論層面給出信息技術課程對于計算思維的培養。大量的研究為計算思維從模糊走向清晰，從理論走向實踐應用提供了指導、依據和案例。

二、計算思維在初中信息課程中的實踐作用

(一)促進人們關注信息技術

計算思維在信息課程中的應用，能夠使人們更加關注信息技術本身而不是注重信息素養的培養。重新審視計算機課程，關注計算機教育，促進計算機教學成為一種基礎的必修課程。人們不斷加強對計算機網絡技術的重視，研究其教育價值。

（二）提高程序設計教學質量

在初中信息課程中應用計算思維，可以提高初中課程中程序設計的教學質量，提高算法和程序設計在初中信息課程中的地位，優化教學內容，改善教學方法。

（三）啟發人們思考人與計算機技術的關系

計算思維的培養，啟發了人們探究人與計算機技術之間的聯系，在很多時候能夠為人們解決問題提供途徑和思路。但是，人們并不是以計算機算法去思考問題。本質上說，是人類發明了計算機，它的運算只是遵守特定的數學法則，是枯燥的。但是，計算思維在很大程度上豐富了初中信息課程教學內容。

三、中學信息技術中計算思維的培養策略

（一）拓展提升教學理念，變革教學方法

義務教育信息技術課程綱要中對于信息技術的總目標進行定位，是培養學生應用信息技術的初步能力，逐步養成良好的信息素養。因此大部分教師將信息素養的培養歸結為概念原理與操作技能等學生能力的培養，忽略了學生思維思考、思維方式和思維遷移的高階學習引導，是簡單課本知識點的復制，而不能引導學生養成一種解決問題的思維方式，更沒有提升到計算思維層次。學生只是覺得學會了一些信息操作技能，沒有體會到對于其認識世界、改造世界的思維方式和方法有何改變和提升。因此，教師應該樹立計算思維的理念，轉變知識傳遞為思維啟迪，讓學生發現、認識和提高解決實際問題的思維能力。在教學方法中，教師應該多采用任務驅動、實驗教學、探究式教學等能夠以學為主的思維體驗，讓學生在主動系統的解決問題過程中提高思維能力。

（二）系統思維的訓練與遷移

在中學信息技術課程中，有一部分內容體現了計算思維中的系統觀，這些內容有：信息處理的工具計算機，計算機系統，多媒體作品的集成。系統思維是在解決問題過程中的高階思維過程，需要橫向相關、縱向相連的思維綜合能力，也是較難練習和培養。對于這些系統性的信息技術內容，偏重于可視化和技術性，教師往往能夠讓學生體會到知識的內涵，掌握一定的實踐技能，知道計算機的組成和工作原理，能夠對于Windows 的一些系統管理技能進行操作，能夠動手操作一個多媒體作品，但是在操作之后，更應該強調系統思維和系統解決問題的重要性，教師引導計算機組成和工作原理與人有何異同，拓展到一個組織結構如何運行，如何才能更加的全面，每個系統部件能更好的協同工作，在不斷強調系統觀念的同時促進其系統思維的遷移，例如，在語文學科閱讀理解，分析作者意圖和情感中，如何使用系統觀，數學對于含有未知數的等式如何討論才能夠全面系統，都是系統思維的具體實踐和遷移。

（三）程序思維的訓練與遷移

程序可謂是計算機科學的標志性概念，從開始的抽象高深到如今的大眾化、簡易化、開源化和大數據化，程序思想已經普及。初中信息技術引入了程序設計初步知識，以VB 高級語言為載體，傳遞程序設計的思想和簡易技能，其中就包括了程序的順序、分支和循環結構。

程序知識和思維的傳授對于學生計算思維的鍛煉和提高有重要意義，程序的三種典型結構將學生發散混亂的思維形態進行收攏整理，讓思維按照一定的規范順序和合理結構進行計算求解解決問題的具體方法和步驟，讓思維沿著科學合理的方向啟發和訓練。因此，在信息技術教學過程中，很多教師認為這是可大力發展學生計算思維的內容，教師在強調思維的思考結構過程的時候也應該多引導學生利用程序的思想去解決其它學科在學習過程中的問題，例如可以利用程序的思想讓學生歸納總結已經學習過的課程，能否使用程序中的循環結構來計算數學中的等差或等比數列的前n項的和和一些數列的值，在進行一些物理、化學、政治等利用程序的思想進行知識點的歸納總結，同時教師還可以進行一些主題任務的訓練，讓學生利用程序的思想去解決問題，例如筆者設計了“比比誰最大”、“薄紙對折比珠峰高”、“猴子選大王”等。

四、結語

計算思維在信息技術課程中對學生的培養，能夠使學生主動構建知識，提高實踐操作能力，提高學生綜合素質，為我國培養復合型人才奠定基礎，進而推動我國教育事業的發展。