信息技術課程中培養中學生計算思維策略的探究

胡佳高

摘要：計算思維是當前計算機界和教育界較為關注的一個重要的概念，在中學信息技術課程實施過程中如何有效地培養學生的計算思維，是值得我們關注的問題。本文對計算思維的概念和特點進行介紹，并提出亟待對當前中學生的計算思維培養情況進行分析，并研究提出有效的解決對策。

關鍵詞：計算思維;信息技術課程;教學方法

計算思維是指以計算機科學為基礎的概念思維，是分析解決問題、設計模擬系統以及解讀人類行為的思維體系，這種思維直接影響了計算機的運用。計算思維與邏輯思維、形象思維等思維方法可以歸屬為思維方法的不同種類，其較為廣泛地被計算機從業人員、計算機科學家所運用。但是，目前，中學由于升學率的影響以及該課程非主課，所以，在教師的教學理念中，主要是側重操作，認為教會他們操作，會流程即可，中學還不用學習太深入的計算機專業知識，由此可見，他們往往忽視了思維訓練和培養的現象，不利于教學效果的改善。

一、計算思維概念和特點

計算思維是人類思維方式的組成部分之一，在人類發展過程中，共形成了三種基本思維方式，分別是實證思維、邏輯思維和計算思維。在三者當中的計算思維雖然一直存在但從未以獨立的概念被提出，直到 2006 年周以真教授明確提出，計算思維才得到關注并逐漸被重視起來。周以真教授將計算思維表述為：計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題解決、系統設計與人類行為理解的過程[1]。結合國際教育協會和計算機科學教師協會對計算思維的可操作性定義，計算思維是人的思維，是人類求解問題的一條途徑，是一種描述當我們思考如何利用計算機來解決問題時所采用的過程和方法。學者們對于計算思維的定義雖然沒有統一，對計算思維的主要元素意見比較一致，主要包括抽象、概況、算法、分解、調試等。

二、信息技術教學中計算思維培養的具體策略

計算思維給人的感覺似乎很抽象，但其實與人們的工作生活息息相關。現實生活中有很多復雜的問題，如果利用計算思維的方法，可以對工作分一個主次，把復雜的工作劃分為一個個更具體的工作，然后著重去關注那些主要的問題，就可以避免雜亂無章的做事狀態。在信息技術教學中，算法和程序設計能培養學生的計算思維。學生通過主動探究式的嘗試，發現問題，分析問題，將問題及解決方法通過信息技術手段解決。

1、情景式教學法，培養計算思維

情境創設作為一節課的開始，其重要性顯而易見。好的情境創設不僅僅是引出課題，更重要的是解決本節課學習的需求，讓教學內容與現實生活接軌——只有貼近學生的生活實際，教學才會有生命力。

2、游戲化教學法

游戲化教學是指教師將游戲思維和游戲機制融入課堂教學，其目的是讓學生在輕松、益智的環境中，更加大膽地嘗試，多向發散思維，發揮想象力。學生在游戲當中，會不自覺地運用計算思維，從而達到計算思維的培養。

3、項目學習教學法

基于項目的學習是新建構主義指導的，強調學生對實際問題的自主探究、合作學習和創新能力培養的一種研究性學習模式。例如，在《認識信息資源管理》一節中，教材設計學生使用的學習方法即項目學習教學法。學生在項目研究過程中會發現當人們遇到問題，可以采用的方法有很多，這些方法各有利弊，但通過網絡、計算機來解決一些問題總是會變得快捷、高效。通過網絡、計算機來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、實現資源共享并解決安全問題，學生進行這些思考并嘗試解決這些問題的過程實際上就是在培養計算思維。

4、利用翻轉課堂慕課等信息技術新教學法

在《編制計算機程序解決問題》中，采用翻轉課堂的教學模式，在課前通過微視頻和導學案的方式，讓學生了解計算機與程序，VB程序的編制環境以及基本元素，拋出實際問題要求學生通過分析，設想如何利用程序來解決這個問題。

5、教師需要注意課前、課中和課后的把握

首先，課前要科學設計教學內容。計算思維具有豐富的內涵，它囊括了分解思維、算法思維、抽象思維、概括思維和評估思維等內容，教師在初中信息技術課堂教學中，必須基于確定的計算思維內容進行切入，結合教學要求與學生的實際情況，科學地設計教學內容，才能有效地培養學生的計算思維能力。教案設計要求適當把握，選擇與組織教學單元的學習內容。教學內容的組織要基于學習者的認知基礎，符合計算思維發展規律。根據課程標準，按照項目、活動、問題的邏輯設計由簡單到復雜、由單一到綜合、由封閉到開放的教學內容，如“數據處理”模塊設計了“管理我的零用錢”“生活中的大數據”等四個學習項目。從學習計算、圖表等基礎知識到根據業務需求進行數據分析和處理，讓學生系統化解決問題的能力得到發展，使計算思維的培養真正落實到課程。最后，課后要對課堂學生的學習有所反饋，根據他們的作業，下次課做評價。一般來說，教師可以在課前、課中、課后不同階段靈活地開展教學活動，引導學生逐漸形成計算思維能力。

6、學生成績評定改革

學生成績的評定，要一改傳統的期末考試一次定的方式，通過每一個課設定的學習任務完成情況評定成績，采取評估的方式，對布置學生的計算機學習任務評估。對任務的評估，教師可采用訪談式評估，圍繞三個問題展開討論：一是動機，起初做這個任務的動機是什么？二是創建過程，任務的設計計算流程是什么？在任務完成的過程中遇到了什么問題？你如何解決這些問題？三是反思，這個任務你希望改進和完善的是什么？如何改進？這種評估強調思維能力的培養，將評價落腳點定位在項目任務成果上。

總而言之，計算思維的培養能夠理清學生的思維認知，對學生今后的計算機學習與運用具有極為重要的意義。但是，目前小學信息技術教學中仍普遍一些問題，亟待教師在教學中進行相應地教學改革。

參考文獻：

[1] 賴曉云. 多媒體教學軟件信息設計與加工策略研究———基于梅耶多媒體教學設計原理 [J]. 電化教育研究，2015，（1）：77-82.