淺談“計算思維”在信息技術教學中的應用

賴瑞虹

中圖分類號：G623.58 ? ? 文獻標識碼：B ? ?文章編號：1672-1578（2020）23-0181-01

計算思維是信息技術課程的一種內在價值。它以獨特的思維方式引導學生理解信息社會，提高學生信息技術運用的批判與自我調節能力。“計算思維”的提出，引發了國內外學者對信息技術課程的重構與改革的思考。

那么，作為信息技術教師，在教學上應該如何與時俱進，重新審視自己的教學，培養學生的計算思維呢？

1.抽象模型，讓計算思維直觀化

格式塔心理學研究表明創設真實的問題情景，有助于實現學生思維能力的遷移。在教學中，從基于真實情景的問題出發，抽象出計算機能夠識別的模型，并轉化為計算模型，最后通過計算機程序自動化執行來幫助我們解決問題。而在此過程滲透的計算思維是利用啟發式推理來尋求解答;是在對未知情況的規劃、學習和調度;是搜索、搜索、再搜索，然后利用海量的數據來加快計算，在時間和空間之間，在處理能力和存儲容量之間達到教學上所要達到的目標。

如：在教學《瀏覽器的使用》一課，如何讓學生理解“瀏覽器”、“搜索引擎”、“關鍵字”，如何更好的把學生帶入學習中去？在教學中，我創設了“象征性長跑——跑向北京”這一情景讓孩子討論：身處泉州的我們怎么跑向北京？那么，什么是象征性長跑？從泉州跑向北京有哪些路線？往哪條路線跑會更快？跑的過程中會遇到什么問題？

……

真實情景的創設，讓學生腦洞大開，問題一拋出，大家迫不及待的想沖向北京 ，因此學生的學習興趣立即被激起，有的學生很興奮地回答：利用網絡跑向北京……怎樣使用瀏覽器這一知識點就順理成章被引出來，在使用中學生理解了瀏覽器好比宇宙飛船;隨即，學生學習輸入關鍵詞，并發現用不同的關鍵詞語搜索之后得到的結果不一樣，此時，什么是關鍵字？老師已不需要再多作講解了;當然，從搜索到的結果學生還發現有的信息靠前，有的靠后，而排在越前面的信息也跟關鍵字更為貼近……可見抽象模型，引導學生學習，就此讓計算思維直觀化了。

2.問題分解，讓計算思維實質化

問題分解是指把一個看似復雜的問題拆分成幾個小問題，并在每個小問題中設定目標和相應的解決方案。比如：要制作出一個漢堡包，我們可以采取問題分解的辦法，將漢堡包先分成幾個部分：最上層的圓面包、生菜、芝士、西紅柿、火腿等佐料;而最下層再放圓面包。

在信息技術教學中，如電子報刊的制作、網站的制作、電子相冊的制作，包括一些電腦作品的制作，都可以稱為信息技術教學中的“漢堡包”。如果要制作一張電子報刊，就需要先設計報紙的版式，然后需要知道電子報刊的要素：封面、封底、目錄頁、報頭、正文頁等，從各個要素去設計與制作，最終完成電子報刊的制作。為了讓這龐雜的計算思維實質化，在教學中就可以先教會學生自上而下分解任務，然后再在自下而上的基礎上完成任務，而這種自上而下分解任務的方法也因此讓計算思維的實質體現了出來。看似繁雜的過程在老師巧妙的教學方法——“問題分解”法中迎刃而解了，孩子們學得輕松，學得快樂，無形中也讓孩子們了解了什么是計算思維。

3.流程處理，讓計算思維清晰化

以問題解決的角度為切入點，將一個問題清晰、抽象地描述出來，并將解決方案表示為一個信息處理的流程，這也是計算思維的體現。而流程建設正是解決問題的過程。例如：我們要畫一個人臉，如果我們把流程一步步地涂鴉出來那就是：先畫一個圓圈→加上兩個耳朵→再加上頭發→再畫上一張臉！通過這一流程建設，問題的解決就輕而易舉了。

在信息技術畫圖軟件教學中，流程建設的滲透也是計算思維的體現。在教學《荷塘美景》一課時，要學生完成一副完整的作品，學生會產生畏難情緒。但在教學中鼓勵學生先觀察荷花的構成，教師再適時滲透什么是閉合曲線，什么是單弧曲線，并讓孩子們知道可以用這兩種線條來繪制荷花，同時借助流程圖：先用閉合曲線畫一朵含苞欲放的荷花，即單擊→松開→單擊→松開→單擊→拖動調整→松→合成圖像活動，此流程圖的呈現，不僅讓教學流程圖直觀明了，更幫助了孩子們直觀有序，去繁為簡，直接找到問題的切入點去畫好荷花，學生們的計算思維在畫畫中得到了潛移默化的培養。

4.模擬構造，讓計算思維簡單化

計算思維應用還體現在對中國漢字的信息處理，它蘊含了構造原理。我們慣用的鍵盤按鍵顯示的是英文字母，對于西方人來說從鍵盤輸入，再到電腦顯示，輸入英文字母，顯示的也是英文字母。可你發現沒，我們需要先選擇中文輸入法，才能從電腦上顯示漢字。而漢字字種繁多、字形復雜，信息處理與字母數字類信息的處理方法又存在著很大的差異。因為這其中，計算機要先對漢字進行編碼，再通過漢字輸出設備解碼，最終輸出設備將處理后的漢字信息直觀地顯示或打印出來。漢字在電腦中存儲是用編碼的形式，不同的漢字，無論筆畫多少，結構如何，都可以轉換為一串串只有0、1組成的數字串。

在教學《漢字在電腦中原來是這樣表示的》一課中，我先呈現學校門口LED節日標語，再引出漢字的點陣，讓學生明白漢字在電腦中就是縮小的點陣圖。然后借助畫圖軟件中的放大鏡，讓學生清楚的看到了點陣模型，明白了所謂的點陣：只有0和1兩種數字，用1表示有筆畫的方塊，用0表示沒有筆畫的方塊。然后學生根據課堂實例：補充“春”字點陣圖。經過點陣圖的繪制，學生輕而易舉地發現了計算機的奧秘。

5.恢復思想，讓計算思維可靠化

計算思維是基于預防、保護及通過冗余、容錯、糾錯的方式，并從最壞情況進行系統恢復的一種思維方法。數據存儲在電腦中遇得突發故障，如何被保護？在計算機中通常采用奇偶校驗的方法，來保護計算機中的數據。一旦系統發生錯誤，計算機就會自動恢復原始數據，而這一切你是不知情的。

這種恢復思想，在我們保存文檔、保存圖畫、保存數據等過程中，應引起重視。在電腦操作中，用了很久的word文檔，寫了很多字，突然在電腦操作過程中斷電了。這時候你最擔心的是剛才輸入的文檔沒有保存。甚至你會懊惱：要是先保存就好了。Wor軟件有自動保存文檔的功能，避免電腦突然崩潰或突然死機而造成文檔丟失，從而降低文檔的丟失率。因此在教學中，提醒學生養成良好的文件保存習慣，是很重要的，它讓計算思維顯得更為可靠。

綜上所述，在信息技術課堂教學中培養學生的計算思維能力，讓每個學生都能夠“像計算機科學家一樣思考”，離不開日常教學的點滴積累及師生的不斷探索與實踐！