初中生計算思維能力的調查分析報告*

王麗娟

(蚌埠慕遠學校 安徽蚌埠 233000)

一、開展調查的背景

隨著2017年版高中信息技術課標的頒布，計算思維的培養越來越受到關注，培養學生計算思維能力已成為信息技術教學的重要目標。

二、調查方案設計

要了解學生是否具有計算思維，可以采取調查的方式，而計算思維作為一種思維方式，無法直接進行量化考查，它對人的行為會產生影響。設計問題時，可根據學生是否會使用計算機解決以及會選擇怎樣的方式解決，分析學生對計算思維概念是否了解，以及是否具有計算思維能力；再根據信息技術教師和學生教與學的方式，分析影響學生計算思維培養的因素。

本次調查從基本情況、計算思維、教師教法、學生學法等四個方面，設計試題20道，采用網絡問卷調查的方式，調查的時間為2020年2月，調查對象為蚌埠市經濟開發區、龍子湖區、禹會區三個縣區學校的七年級和八年級學生。

三、學生計算思維能力情況分析

本次調查共收回調查問卷1257份，均為有效問卷。以下為具體情況分析。

(一)學生的計算思維能力

了解學生的計算思維能力，首先看學生有沒有認識到計算思維的重要性，其次看學生對概念是否了解，最后通過問題的回答判斷學生是否具有計算思維能力。

1.學生對計算思維概念的了解情況分析

設計問題，分別從以下幾點來了解學生的計算思維能力情況。

第1題：你認為下列哪一個最重要？(單選)

表1 你認為哪一個最重要？

由表1中的數據可見，大多數初中生知道，思維與能力比知識更重要，并且部分學生還能提出知識反復用才會變成能力的觀點。

第2題:你對計算思維的了解程度。(單選)

圖1 學生對計算思維的了解程度

從圖1可以看出，近21%的學生只是聽說過計算思維，近9%的學生完全不了解計算思維，多數學生只是對計算思維有個基本了解，說明教師對計算思維介紹很少，學生并不能很好地了解什么是計算思維。

第3題：你認為計算思維應該是什么？(多選)

圖2 學生對計算思維的認識情況

從圖2可以看出，學生對計算思維的概念了解還不是很清楚，只有53%左右的學生知道計算思維是利用計算機解決現實問題的思維途徑。

2.學生是否具有計算思維能力分析

編程的學習有助于提高學生的計算思維能力。通過現階段初中生學習什么信息技術知識，他們喜歡什么，以及會不會用計算機解決生活中的問題等，能判斷學生是否具有計算思維能力。

第1題：學生感興趣的信息技術學習內容有哪些？(多選)

表2 學生感興趣的信息技術學習內容

由表2可以判斷，只有很少的學生對程序設計感興趣，說明學生這方面接觸少，都認為程序比較難，很多學生不愿主動去接觸難的編程軟件。

第2題：如果要為學校100個優秀團員發獎狀，拿到空白的獎狀你會怎么做？(單選)

圖3 準備獎狀的途徑

由圖3可見，學生的計算思維能力與他的信息素養有關，學生的計算機知識越豐富，選擇用計算機解決問題的方法就越簡單。

第3題：如果你需要破解計算機密碼，你會采用什么方式？(單選)

圖4 破解密碼的方法

由圖4可以看出，第一個選項是算法中的窮舉法，只有少數同學選擇了此項，說明學生對算法不太了解，使用計算機編程解決問題的能力較弱。

結論：現在學生的知識面較廣，思維開闊，但他們的分析能力與解決問題的能力相對較弱；雖然知道計算思維很重要，但實際僅對計算思維有字面上的了解，真正使用計算機或計算機編程解決問題時，能力還比較弱。那么，是什么導致了這種情況？

(二)影響計算思維培養因素分析

根據2017年版高中課標，培養學生的計算思維，必須在信息技術學科教學活動中完成。現在的信息技術課，教師如何教、學生如何學？這些教學活動會不會影響計算思維的培養？

1.教師教學方式的分析

教師對計算思維的理解與認識，會直接落實在教學的實施過程中。教師的教學方式，一定程度上決定了學生的思維方式。

第1題：信息技術課上，老師通常要講授和演示的時間是多少？(單選)

表3 信息技術課上，老師通常要講授和演示的時間

表3數據說明，教師可能更多側重學生技能的掌握，多用講練模式開展教學活動，學生長期處于被動學習狀態，很難訓練計算思維。

第2題：你覺得你的信息技術教師是否關注你學會了沒有?(單選)

平時的課堂教學中，教師也較關注學生的學習效果(見圖5)，但教師不僅要關注學生學會了沒有，還要關注“學生為什么要學會”“學生學會后可以做什么”。

圖5 教師課堂對學生的關注情況

2.學生的學習方式分析

在信息技術課堂上，學生的學習方式決定了學生能否獲得真實的體驗、能否經歷解決問題的過程，這些經歷是提升學生計算思維的關鍵因素。

第1題：在信息技術課上，你主要做些什么？(單選)

表4 信息技術課上的活動

由表4可以看出，學生能夠認真聽講。但認真聽教師講，學習的只是知識；上機練習教師指定的內容，只是技能訓練。這都很難鍛煉學生的思維能力。

第2題：在信息技術課堂上，你最希望采用何種方式開展課堂教學？(單選)

表5 最希望的課堂模式

由表5可知，最受學生歡迎的課堂教學模式是“講練模式”，可實際上這種模式是不利于培養學生思維的，由此可見學生的計算思維意識與能力都有所欠缺。

結論：現在的信息技術課堂上，教師習慣于知識與技能目標的教學，多以講授法開展教學活動，學生習慣于“拿來主義”的學習方式。由此可見，僅關注教師教的課堂很難培養學生的計算思維能力。

四、在教學中培養學生計算思維的建議

知道了計算思維的重要作用與影響計算思維培養的因素，我們應該如何培養學生的計算思維？針對以上問卷調查呈現的問題，應該從以下四個方面去改進。

(一)重視規劃設計，啟發學生思維

有效的規劃，不僅可以為學習提供基礎和依據，還可以梳理用計算機解決問題的思路。傳統教學過多地注重知識、強調操作，學生知其然卻不能知其所以然，而計算思維的培養是從力圖幫助學生梳理思路，找到解決問題的方法入手的。因此，教師在教學過程中，必須要引導學生樹立規劃意識。

(二)開展項目學習，創新教學方法

2017年版課標強調：教師要用基于現實的問題引領學生交流、合作，探索解決途徑，實現創新學習。項目學習為信息技術教學提供了一種新的思路，為學生的創新性學習提供了一種新的形式。開展項目式學習，可以將相關知識進行合理切片，融入相應的項目中，讓學生在項目學習后，能掌握這些知識，并能運用這些知識解決簡單問題，這更有利于提升學生的計算思維。

(三)設計學生活動，優化教學模式

課堂教學中教師要圍繞生活實際，設計多種學生活動，讓學生想、聽、看、感受，從而產生活動需求，提升思維能力。學生思考用計算機解決問題的過程，實際上就是計算思維應用于生活的過程。

(四)利用教學平臺，轉變學習方式

初中信息技術教學平臺提供了教學資源。在設計課堂教學活動時，教師可以利用平臺中的“任務模板”整合資源、呈現活動，引導學生在“學案”的引領下，通過活動體驗發現問題，通過問題驅動激發興趣，從而使學生在獲得一定的學習線索后，能主動、自覺地進行探索學習，尋找解決問題的辦法，在問題求解的過程中完成知識學習，發展計算思維。

結語

本次問卷調查是在課題研究和當前背景下開展的一次關于計算思維能力調查的有益嘗試，根據問卷調查結果，信息技術教師要循序漸進地開展計算思維教育，針對學生的水平和接受能力，以問題啟發為主，激發學生主動學習的欲望，通過多樣化的教學手段和有效的教學設計，探索思維層面引導與內容層面提煉的教學策略，幫助學生提升計算思維能力，從而為解決學習和生活中的各種問題奠定良好的基礎，使學生受益終生。