點燃高中信息技術課堂計算思維的火花

摘 要： 進入21世紀以來，我們生活的世界正在以驚人的速度發展，伴隨互聯網的普及，我們看待世界的角度也有所變化，國家正努力培養青年一代的綜合發展能力，為此教育部對青少年的教學方式做出了一定調整，2017年頒布的《普通高中信息技術課程標準》中提出了四大核心素養：信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任的數字化公民。信息技術這門學科的教育從培養信息技術操作的熟練程度向學科核心素養能力培養轉變，其中計算思維是核心素養培養的重中之重，在課堂上有效地培養學生的計算思維成為教師首先要完成的任務。

關鍵詞： 信息技術;高中;計算思維;核心素養

一、 引言

人類區別于計算機的特點就是具有獨特的思想，每個人都有自己看待一件事物不一樣的想法，計算不單單是要求一個人會應用加減乘除這種簡單的基本運算，更重要地是要讓一個人產生這種思維。計算思維的概念，不同的專家對此有著不同解釋，但它的地位在任何人眼中都十分重要，能夠運用計算機的思維方式來高效地解決生活中遇到的問題是現階段青少年應該具備的一種能力，這種能力也是當前大多數青少年所欠缺的，如何在信息技術課堂中有效地培養計算思維是教師首先要解決的問題，為此，教師根據平時的教學經驗，討論出幾種方式在課堂中進行授課，從而提升學生的綜合應用能力和知識遷移的能力。

二、 計算思維的理解

計算思維是由美國卡內基梅隆大學計算機科學系主任周以真教授率先提出的，他指明，問題的求解是在計算機科學的基礎之上進行的，在此過程中，涉及系統設計、人類行為的理解等方面的相關知識。在解決問題時，這種思維是吸取了計算機問題求解的一般方式，通過模擬真實現象、簡化、轉換等方法將問題一步一步解決。科技在不斷地發展和進步，運用計算思維來解決問題越來越普遍，智能家居即將成為我們生活的一部分，5G時代的到來，我們將逐漸進入智能時代，人工智能能否完全取代人類呢？不能，但計算思維將成為一種主流的思維方式。現階段，學生不僅要具備閱讀、寫作和算數等基本能力，還要具備計算思維的意識和素養。學生們能夠運用遞歸思想來解決問題，通過這種素養的培養，他們在面對未知的問題時，能從容地對待，從問題的來源，運用抽象化、工程化、數據化、仿真化等多元化的計算思維方式，在腦海中快速比對，形成最優解法來解決問題。所以，高中生應該具備這樣的信息素養，來迎接時代的發展。

三、 如何在課堂中培養學生的計算思維

（一）進階的探究式教學模式，提升學生的計算思維的意識

現階段的信息技術教師在課堂上還是重在培養學生的應用軟件操作熟練的能力，而忽視了使用信息技術解決問題的能力，導致以計算思維為核心的信息技術核心素養目標難以達標。課堂處于講授為主，學生練習為輔的傳統教學模式，傳統的講授課堂學生參與度不高，容易讓學生萌發厭學、怕學的消極情緒。那么什么樣的教學模式才能有效地激發學生的求知欲呢？余文森教授《能力導向的課堂有效教學》中提道：當代課堂教學必將從“聽講”走向“閱讀”。學生不再依賴教師的講授，而能夠通過自學而獲得知識。在課上教師可以通過對問題的提出來引導學生自主思考，在思考過程中教師在一旁給予相應的指導，最終讓學生在思維方式上得到提升。進階的探究式課堂設置由易到難的探究活動，能夠有效激發學生的求知欲，學生通過問題情境，讓學生發現問題，利用小組討論，分析問題，尋找解決策略，學生展示和評價。在整個教學流程設計滲透了計算思維的思想，讓學生在學習中提升計算思維意識，培養學生的知識應用和知識遷移的能力。

（二）從知識背景出發，建立計算思維的概念

在教學過程中教師沒有必要完全按照教材中規定的內容順序進行講解。信息技術中有一些專業性較強的概念學習起來相對枯燥，若是完全按照課本中的順序講解，同學們難免會產生厭煩心理。所以，教師在備課過程中應多考慮同學們的理解能力和學生的學習興趣，綜合以上兩個方面對課本中的重要內容有選擇地進行講解。例如，在課上可以通過介紹與所學內容相關的知識背景，通過吸引學生的興趣，從而讓學生對這種思考方式有一定程度的了解，在課堂進行的過程中逐漸滲透這種思想，最終讓學生內化為自身的一項專業技能。背景的介紹要和課堂內容相互聯系，如，在講述計算機的由來時，老師可以通過介紹時代的背景以及在當代為什么會有科學家提出研發最初的計算機，在這些背景中吸引學生的興趣，同時培養班級成員追本溯源的思維。例如介紹信息與數據時，我們首先要了解這兩者的基本概念，信息是對客觀世界的抽象描述，在數據管理領域，一般將其認為是關于現實世界事物所存在的不同方式或是其運動狀態的組合形式;而數據則是儲存在某一種媒體上能夠識別的物理符號。這兩個概念對于學生來講相對抽象，老師可以換一種表述方式幫助學生理解。我們都知道在考試過程中題干會有很多重要的內容，那么在同學們讀題的過程中，能夠利用到的有效文字，我們便可以將其視為有效信息，而題中所給的關系式和數字，就稱之為數據。在這一過程中，有效地培養了學生“讀”的能力。那么，在信息技術的領域我們要知道數據是能夠反映信息的，而信息要依靠數據進行表達。那么，我們為什么能夠利用網絡搜索到很多年前的數據呢？通過這個問題，老師要讓學生自己思考，在思考的過程中培養學生的計算思維。之前已經介紹過計算思維不單單只要求孩子們具備基本的算數能力，更要求學生獨立思考，建立兩者的聯系。所以通過思考教師引出數據庫的概念并告知學生數據管理系統的應用方式。

（三）豐富教學情境，提升計算思維

任何課程的教學如果教學情境過于枯燥，學生在課堂中很難配合老師完成教學目標，在授課過程中，教師可以豐富教學情境，從而提升同學們的相關思想。其實計算思維在課程的每一個階段都有參與，只是由于在課上關注的重點不一樣，教師們往往會忽略這種想法，但是在課上教師如果刻意地提升學生這方面的能力，往往會讓授課內容變得突兀。這時老師可以通過有趣的課堂情境將這些思維在課堂中滲透，同學們也會在不知不覺中進步，在情景介紹的過程中，不同的學生會有不同的切入點，在這些不同的切入點當中利于同學們發散思維的形成，正是這種最初的發散性思維，能夠促進孩子們計算思維的養成。例如，在不同的軟件應用當中老師可以采用不同的教學案例。在課上老師可以借由現在不論男生還是女生都會先將自己的照片進行調整之后再公布到社交媒體中，向學生提出問題：在電腦上如何完成圖片的修改呢？這時老師就可以介紹PS這個軟件的基本用法。面對新奇的軟件同學們會十分好奇，自然就會產生許多千奇百怪的想法，老師讓同學們將菜單欄拉下，小組討論這個軟件能將圖片進行怎樣的處理？在這種具體情境的教學環境中，教師不斷引導學生自我思考，通過大腦的運轉同學們能主動地思考如何用計算思維解決問題。

（四）根據具體情況鍛煉計算思維

當然，這種思考模式的鍛煉離不開具體的實際操作，在信息技術課堂上，教師應多向學生滲透在實際情況中如何運用自己的思維能力。例如在介紹算法的時候，教師就可以將信息技術與同學們的數學結合在一起，我們知道算法初步主要是介紹如何利用電腦中的程序執行相應的命令，在課上老師可以先介紹這個程序的創建方式，在不同的條件當中不同的符號順序和英文單詞表示了不同的算法，我們可以根據書中的例子進行具體的解釋，在相關操作系統當中，簡單的算法都存在固定的輸入模式，但是如果同學們想要創建一個屬于自己的獨特算法，那就要運用到編程的相關手段，在高中階段的選修課《算法與程序設計》上有對這方面做要求，老師可以對這方面的內容進行介紹，同學們能夠實際操作的就是建立自己的思維導圖。例如，對計算機這門課程進行簡單的總結，同學們由思維導圖的形式將本學期老師介紹的內容做出整理。這時同學們首先會思考，這學期教師主要講解了書上的那些內容，其中有一些部分是需要重點掌握的，在這當中的一些知識對后續的內容還存在一定的鋪墊作用。同學們在腦海中對這學期的內容進行回顧，產生出一個大致的方向，接著同學們利用電腦對這些內容做出總結，首先要列出本學期的大綱，接著通過不同顏色的字體強調出不同單元的重點內容，將其中的聯系用不同的符號進行標記，鍛煉同學們的總結能力。在實際的操作過程中教師可以讓學生對著課本中列舉的例子在電腦上輸入，最終得出結論。計算機最突出的特點便是能夠快速精準地計算出復雜的數據，在課上老師可以教會學生如何在電腦上輸入不同的符號推算出很多數據的加權平均數和方差，在實踐中感受到電腦的方便之處，在平時也能夠為大家減輕一些負擔。在實際教學中同學們能夠更加深刻地體會到信息技術的方便之處，通過自己的動手操作同學們的計算思維也能夠在一定程度上得到培養，學生們在此過程中能夠意識到理論和實際結合的重要性，從而打破常規突破自我。

四、 結語

如今已經全面進入到信息時代，教師在教育過程中應該積極了解最新的信息并向學生們傳達，高中階段是一個人能力和思維形成的關鍵時期，這一階段的教學也顯得尤為重要，信息技術作為同學們與現代社會接軌的一項實用工具，在授課過程中更應該注重其方式方法，在課上通過滲透計算思維，讓同學們形成發現問題并自己解決問題的意識，從而感知計算思維在生活中的運用，最終提升自己的綜合能力。

參考文獻：

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作者簡介：

陳婕，福建省漳平市，福建省漳平第一中學。