立足信息素養(yǎng)，發(fā)展高中生計算思維

高愛華 （江蘇啟東市呂四中學(xué)）

在高中信息技術(shù)課程中，信息意識、計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任等是信息素養(yǎng)的重要內(nèi)容，而計算思維又是信息技術(shù)學(xué)科素養(yǎng)的基礎(chǔ)。教師要關(guān)注高中生計算思維的形成，著力圍繞信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)實(shí)際，讓學(xué)生的計算思維得到強(qiáng)化和發(fā)展。

一、明晰計算思維內(nèi)涵，充分發(fā)揮信息技術(shù)學(xué)科優(yōu)勢

計算思維是構(gòu)成學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容，但何為計算思維？周以真教授提出：“計算思維是運(yùn)用計算機(jī)科學(xué)相關(guān)知識、概念進(jìn)行問題求解，系統(tǒng)設(shè)計，涵蓋計算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動”。厘清計算思維的內(nèi)涵，對培養(yǎng)高中生信息素養(yǎng)意義重大。在計算機(jī)科學(xué)里，一些算法、建模、遞歸、迭代、嵌入等概念，是計算機(jī)知識與問題求解的直接關(guān)聯(lián)，是構(gòu)成計算思維的基礎(chǔ)。抽象是計算思維的關(guān)鍵，一種是將現(xiàn)實(shí)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)，以必要特征或?qū)傩赃M(jìn)行提取；另一種是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實(shí)，突出計算思維的符號化表現(xiàn)。在計算機(jī)領(lǐng)域，計算思維是一種科學(xué)思維，是構(gòu)建現(xiàn)實(shí)與計算的媒介思路，具有邏輯性、抽象性。在高中信息技術(shù)教學(xué)中，教師要把握計算思維的本質(zhì)，積極延伸信息活動，讓學(xué)生從中學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法，以計算機(jī)的方式來界定問題、抽象特征、建立模型、設(shè)計程序，進(jìn)而解決問題。在信息技術(shù)學(xué)科中，算法、程序設(shè)計是重要內(nèi)容，也是培養(yǎng)學(xué)生計算思維的載體。很多時候，信息計算學(xué)科，被邊緣化，認(rèn)為是副科，忽視其在學(xué)生計算思維養(yǎng)成中的重要性。事實(shí)上，教師要正確、客觀地審視信息技術(shù)學(xué)科，要依托學(xué)科知識，引領(lǐng)學(xué)生參與信息技術(shù)實(shí)踐體驗中，特別是加強(qiáng)學(xué)生動手體驗，增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，將計算思維融入學(xué)科實(shí)踐活動中，讓每個學(xué)生都獲得計算思維的歷練與養(yǎng)成。

二、變革學(xué)科教法，促進(jìn)學(xué)生計算思維的習(xí)得

呂賜街教授提出：“計算思維的四大要素是分解、模式識別、抽象和算法”。在信息技術(shù)課程教學(xué)中，教師要充分利用程序設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，引領(lǐng)學(xué)生去分析、建模、設(shè)計算法，解決問題。在教法創(chuàng)新上，一是要強(qiáng)調(diào)情境法。以創(chuàng)設(shè)問題情境，引領(lǐng)學(xué)生從解決問題中激活計算思維。如在學(xué)習(xí)遞歸算法時，我們設(shè)置“猜禮物”情境，讓起始人準(zhǔn)備一個禮物，然后開始傳遞，傳遞人只能詢問旁邊的人，每個人只能被問一次。如果某學(xué)生知道結(jié)果，就告訴原來告訴他的同學(xué)。以此類推，直到最終得出結(jié)果。活動展現(xiàn)了遞歸的奧妙，讓學(xué)生從中明白遞歸的思維模式。二是引入案例法。在程序設(shè)計方面，教師要讓學(xué)生參與、體驗程序，認(rèn)識程序基本命令，編程方法，代碼的功能等，感知程序設(shè)計的魅力。三是展開任務(wù)驅(qū)動法。在學(xué)習(xí)程序算法時，如遞歸，面對復(fù)雜的問題，如何分解成小問題，讓學(xué)生從中找到關(guān)鍵信息，把握數(shù)據(jù)抽象分析，確定算法描述，理解程序流程及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等知識。如某任務(wù)中，輸入100 位學(xué)生的身高信息，計算出最高值、最矮值。對該任務(wù)進(jìn)行分析，可以歸納如下情況：一是在輸入身高數(shù)值時是隨機(jī)的；二是輸?shù)降?00 次后，不能再輸入；三是對輸入的數(shù)值進(jìn)行大小比較，利用循環(huán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重復(fù)比較；四是輸出最大值、最小值。由此，引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識程序設(shè)計問題的解決過程，從中強(qiáng)化計算思維的養(yǎng)成。

三、強(qiáng)調(diào)交流與評價，增進(jìn)學(xué)生計算思維的內(nèi)化

計算思維是借計算來處理和解決現(xiàn)實(shí)問題，計算思維的培養(yǎng)，很多教師狹隘地認(rèn)為是對某些程序代碼的講解，展示程序設(shè)計流程。事實(shí)上，計算思維更多的是體現(xiàn)在算法思想的交流中，教師要著力構(gòu)建互動討論學(xué)習(xí)空間，讓學(xué)生在思想碰撞中促進(jìn)思維的遷移。在信息技術(shù)課程評價上，教師要注重學(xué)生思維的啟發(fā)與激勵，通過學(xué)生自評、他評，關(guān)注學(xué)生計算思維的激活，引領(lǐng)學(xué)生面對同一問題，探索不同的求解算法和路徑，拓展學(xué)生的求解思維視野。對學(xué)生的實(shí)踐成果，教師要給予肯定，要關(guān)注學(xué)生思維聚合點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的問題分解能力、抽象能力、轉(zhuǎn)化能力、算法思維能力、評估和概括能力等，促進(jìn)學(xué)生計算思維的內(nèi)化與提升。

總之，信息技術(shù)教學(xué)中對學(xué)生計算思維的養(yǎng)成，教師要轉(zhuǎn)變觀念，激活學(xué)生自主實(shí)踐意識，全面提升學(xué)生的信息素養(yǎng)。