淺析培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的策略

姜旭

【摘? ? 要】計(jì)算思維是高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)之一，目前教師最主要的任務(wù)是深入理解計(jì)算思維的概念和本質(zhì)，挖掘信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容中所蘊(yùn)含的計(jì)算思維，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)出能夠有效培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的課堂活動(dòng)。本文將幫助教師對(duì)其深入理解，在此基礎(chǔ)上從宏觀和微觀兩個(gè)角度探究在高中信息技術(shù)必修模塊中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的策略。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng)? 計(jì)算思維? 策略

中圖分類號(hào)：G4? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2020.01.088

一、問題的提出

計(jì)算思維培養(yǎng)是當(dāng)前國(guó)際教育領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，是信息技術(shù)教育的重要課題。越來(lái)越多的教育專家和一線教師致力于探索各種各樣的方式方法來(lái)有效地促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)。信息技術(shù)課程是培養(yǎng)計(jì)算思維的重要載體，目前信息技術(shù)課程在培養(yǎng)計(jì)算思維方面存在著以下現(xiàn)象：第一，計(jì)算思維是新概念，探究和實(shí)踐才剛剛起步。第二，《算法與程序設(shè)計(jì)》是高中信息技術(shù)的選修模塊，并不是所有學(xué)生都會(huì)選，F(xiàn)lash更不是學(xué)生的必學(xué)內(nèi)容，將計(jì)算思維的培養(yǎng)致力于此，顯然不能滿足全體學(xué)生的需求。第三，其對(duì)于硬件要求比較高，也無(wú)法保證每個(gè)地區(qū)的每個(gè)學(xué)生都能參與。

因此如何讓一線教師快速、準(zhǔn)確的把握計(jì)算思維的概念，并通過(guò)高中信息技術(shù)必修課程來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維是目前高中信息技術(shù)教育亟待解決的問題。

二、基于高中信息技術(shù)必修模塊培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的策略探究

能在信息技術(shù)必修模塊中使用有效教學(xué)策略和方法來(lái)培養(yǎng)計(jì)算思維，對(duì)于全體學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)更有意義和價(jià)值。從宏觀的角度，我們可以運(yùn)用游戲化教學(xué)法、項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)法和混合式學(xué)習(xí)教學(xué)法這些能夠有效提升計(jì)算思維的教學(xué)策略，結(jié)合適合的教學(xué)內(nèi)容來(lái)進(jìn)行培養(yǎng)。從微觀的角度，我們可以針對(duì)計(jì)算思維的某一方面，精心設(shè)計(jì)課堂活動(dòng)來(lái)進(jìn)行培養(yǎng)。

（一）利用宏觀的教學(xué)策略來(lái)培養(yǎng)計(jì)算思維

1.游戲化教學(xué)法。在信息技術(shù)必修模塊中，有很多學(xué)習(xí)內(nèi)容都可以運(yùn)用游戲化教學(xué)法開展，例如，在《表格信息的加工與表達(dá)》中，教師可以將對(duì)數(shù)據(jù)的各種處理，從簡(jiǎn)到難設(shè)置成游戲關(guān)卡，每過(guò)一關(guān)賦予不同的積分和獎(jiǎng)勵(lì)，最后以積分最多為勝利，學(xué)生既完成了學(xué)習(xí)任務(wù)，也獲得了教學(xué)評(píng)價(jià)。

2.基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)法。在信息技術(shù)必修模塊中很多內(nèi)容如果采用項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)法，學(xué)生能夠?qū)W到的不僅僅是課本知識(shí)，更是解決問題的能力。第五章《信息資源管理》第一節(jié)《認(rèn)識(shí)信息資源管理》中，教材設(shè)計(jì)學(xué)生學(xué)習(xí)這一節(jié)用的就是項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)法，學(xué)生可以依據(jù)實(shí)際條件和興趣愛好，從多個(gè)活動(dòng)項(xiàng)目中選擇一個(gè)項(xiàng)目，對(duì)當(dāng)前常見的信息資源管理進(jìn)行調(diào)查研究。學(xué)生在項(xiàng)目研究過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)人們遇到問題，可以采用的方法有很多，這些方法各有利弊，但通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)來(lái)解決一些問題總是會(huì)變的快捷、高效。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)來(lái)解決問題的方法也有很多，怎樣能更加提高效率、提高資源利用率、實(shí)現(xiàn)資源共享并解決安全問題，學(xué)生進(jìn)行這些思考并嘗試解決這些問題的過(guò)程實(shí)際上就是在培養(yǎng)計(jì)算思維。

3.混合式學(xué)習(xí)教學(xué)法。在信息技術(shù)必修模塊中《編制計(jì)算機(jī)程序解決問題》這一環(huán)節(jié)當(dāng)中，采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，在課前通過(guò)微視頻和導(dǎo)學(xué)案的方式，讓學(xué)生了解計(jì)算機(jī)與程序，VB程序的編制環(huán)境以及基本元素，拋出實(shí)際問題要求學(xué)生通過(guò)分析。解決該問題可以有多種算法，學(xué)生在課上利用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)該算法，并且分析哪種算法才是最佳算法。這一系列過(guò)程使得理論和技術(shù)類的知識(shí)都由學(xué)生課下完成，課上主要進(jìn)行計(jì)算思維的培養(yǎng)，讓計(jì)算思維的培養(yǎng)變的集中且高效。

（二）從微觀的角度培養(yǎng)計(jì)算思維

所謂微觀的角度，就是針對(duì)計(jì)算思維某個(gè)方面思維的培養(yǎng)。計(jì)算思維包括算法思維、抽象、建模、約簡(jiǎn)、分解、概括等多種思維方式，在教學(xué)中可以針對(duì)某個(gè)方面，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)課堂活動(dòng)。例如：

1.在涉及算法的教學(xué)內(nèi)容中，通過(guò)設(shè)計(jì)游戲或者解決實(shí)際問題，讓學(xué)生體驗(yàn)游戲和解決問題時(shí)如何設(shè)計(jì)算法，不同的算法有什么特點(diǎn)，什么樣的算法是最優(yōu)方案，從而培養(yǎng)學(xué)生的算法思維。

2.在剖析和建立數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，因數(shù)據(jù)庫(kù)要應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)世界，現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)之間的關(guān)系往往比較復(fù)雜。學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)必修模塊，太復(fù)雜的數(shù)據(jù)關(guān)系學(xué)生肯定吃不消，就需要使用一些抽象和約簡(jiǎn)的手段來(lái)處理數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的復(fù)雜性。

3.將一個(gè)大問題分解成一個(gè)個(gè)的子問題來(lái)解決，是我們解決問題時(shí)常常使用的方法，這也是計(jì)算思維的一種思維方式。例如我們把多媒體信息的加工與表達(dá)中素材的加工與處理分解成對(duì)文本、圖像、聲音，視頻的加工與處理，對(duì)每一種素材的加工處理方法進(jìn)行詳解，才能確保學(xué)生制作出高質(zhì)量的多媒體作品。

4.在信息技術(shù)必修模塊的知識(shí)類內(nèi)容教學(xué)中，教師要善于引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，以及它們之間的異同，從而讓學(xué)生根據(jù)這些聯(lián)系和異同概括出新知識(shí)的關(guān)鍵點(diǎn)，這也是在計(jì)算思維培養(yǎng)的一個(gè)方面。

三、結(jié)束語(yǔ)

關(guān)于計(jì)算思維的培養(yǎng)，其重要性教師們都已明確，本文幫助教師們剖析計(jì)算思維的概念和本質(zhì)，提出了一些能夠用于課堂教學(xué)的培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的策略和方法。目前能夠借鑒參考的教學(xué)實(shí)踐案例還比較少，教師需要不斷地實(shí)踐來(lái)修訂自己的教學(xué)設(shè)計(jì)，以期真正的通過(guò)課堂活動(dòng)來(lái)有效培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。另外，一種思維方式是否進(jìn)步，評(píng)價(jià)的方法和標(biāo)準(zhǔn)都比較難確定，在教學(xué)中如何評(píng)價(jià)學(xué)生的計(jì)算思維得到有效培養(yǎng)，也是接下來(lái)教師們需要重點(diǎn)研究的。

參考文獻(xiàn)

[1]謝忠新，曹楊璐.中小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)的策略與方法[J].中國(guó)電化教育，2015（11）：116-120.

[2]張立國(guó)，王國(guó)華.計(jì)算思維：信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的核心議題[J].電化教育研究，2018，39（05）：115-121.