高中信息技術課程中計算思維的發(fā)展策略分析

代瑤

（沈陽市第一四六中學，遼寧沈陽 110121）

隨著時代的不斷發(fā)展，信息技術走入家家戶戶，很多現代化的發(fā)展和推進都需要依靠信息技術的創(chuàng)新。在高中信息技術的教學中，學生開始對信息技術有了較為深入的理解，認識到自身擁有一定的計算機操作能力可以為未來社會提供相對應的貢獻、價值。社會對于學生學習信息技術也給予了較大的支持，高中信息技術教師需要保證計算機教學的硬件完善，對學生的實際情況以及現在社會的需求分析，創(chuàng)新教學思維，從而使教學可以和學生之間有更好的貼合。許多實驗表明，高中生計算思維的提升，不僅有利于他們運用信息技術和知識，而且在學生面對困難和挫折的時候，對于問題的處理能力和心理狀態(tài)都得到顯著的提升。同時一些教學工作者應加強培養(yǎng)學生計算思維的意識，從而在實踐中讓其更加完善。

1 加強對信息技術計算思維教學的重視

通過訪問調查發(fā)現，現在的高中信息技術教學還得不到相對應的重視，根據學校、家長和學生反映的情況，許多學校認為信息技術課程的開發(fā)需要投入大量資金，學生應該聚焦在自己的學習任務中，豐富自身的知識，而不是浪費在信息技術的學習上。父母認為高中的目的是考一個好的大學，學習信息技術不能為高考學生提供便利，受學校和家長的影響，學生也嚴重忽視了信息技術課程，導致信息技術教師很難完成高效率和高質量的教育工作。學生在信息技術的學習當中，通常都是以一種比較輕松，沒有壓力的狀態(tài)進行。對于人物的學習也沒有時光承認我是上完課即可這樣的學生沒有學習的目的，沒有休息的方向，在學習過程當中很難去提高自身的計算思維。考慮到上述情況，信息技術教師需要從根本入手，向學校、家長、學生說明計算機技術教學是教學的一部分，更重要的是要有效改善信息技術的教學狀況，讓學生形成計算思維。

例如，在第一門計算機課程中，教師要求學生對一系列數字進行平均、合計和篩選。如果沒有相應的學習，學生光用自己的數學思維計算和解決，效率就很低。隨著時間的推移，許多學生開始使用自己的工程思維對這一系列數據進行詳細分類，并有計劃、有意圖地進行批量放置。但是，整個過程仍然非常困難，這個時候，教師可以教學生如何利用計算機有效地處理數據，試圖將數學思維和工程思維結合起來，給學生留下一個初步的印象。在通過計算機思維來解決問題后，教師可以讓學生跟自己之前使用的方法進行對比，通過對比的方式來更加清晰的認識到計算思維的作用。在此過程中，學生認識到了信息技術課堂的重要性，提升了信息技術在學生心中的位置。學生可以通過信息技術的實踐運用對信息技術產生興趣，從而愿意和教師一起進入到信息技術的世界中，對信息技術進行學習。教師也需要進一步的對學生進行引導，通過循序漸進的教學，讓學生可以對信息技術計算思維有更加清晰的了解和認識，喚醒學生對信息技術的學習興趣，使學生可以在信息技術的學習過程當中更主動的探索。

2 信息技術教學法的合理利用

在整個信息技術教學中，光靠知識的講解不能達到培養(yǎng)學生計算思維的目的，應該與相關知識在實踐中的應用相結合，以幫助學生在整個學習過程中實現計算思維的內部化。迄今為止，信息技術教學法的研究已持續(xù)了近十幾年，出現了越來越多的高層次教學方法，包括任務型教學方法、問題型教學方法、游戲型教學方法、故事型教學方法和微課教學方法等。其中“微課教學開發(fā)”的教學質量較為突出，受到國內外信息技術教師的青睞。課堂教學的目的是要學生掌握相應的知識點，并運用相關知識解決問題。教師需要認識到培養(yǎng)學生的計算思維，提高學生的知識儲備需要從教學方法入手，不同的教學內容采用不同的教學方法，使學生可以對信息技術知識有更加深刻的認識，形成靈活的思維。同時，計算思維不僅僅是知識的學習，更是解決問題的整個過程，教師需要將計算機思維悄然滲透到日常生活的運用中。教師要引導學生可以通過信息技術的知識進行更加生活化的應用，通過讓學生近距離地接觸信息化模式的使用，從而激發(fā)學生參與信息技術課程的興趣，在學習中提高自身的計算思維。

例如，在一系列關于“信息獲取方法”的講解中，教師可以向學生介紹目前通用的搜索引擎，介紹相應的搜索技能，并對它們進行分類總結。同時，教師還可以為學生設置相應的任務教育，要求學生使用他們認為最合適的搜索引擎檢索和組織有關特定主題的信息。通過檢索不同類型的信息，體驗信息獲取的速度和質量的“甜頭”，激發(fā)學生學習的動力，培養(yǎng)學生解決問題的能力，在學習中實現自身計算思維的形成。在學生對信息的獲取有了一定的認識和了解以后，教師就可以組織學生開展一場信息收集的競賽。教師可以設置一些需要搜索的題目，然后學生需要依次對信息進行收集，并且以書簽的方式進行保留，最快收集的學生獲得勝利。教師可以對學生的比賽情況進行評價，針對學生在比賽中的知識運用，以及應變能力，自身計算思維的靈活發(fā)揮等，進行逐一地講述，從而使學生可以對自己的學習情況有更加深刻的認識。通過競技的方式調動學生的參與積極性，學生在實踐中可以運用自己所學知識，同時逐漸熟練運用信息收集的方法，得出自己的經驗和方式。

3 將信息技術的教學內容和生活結合在一起

知識的應用始終是教育的主要討論事項，是學生真正接受整個教學的重要方向。信息技術課堂計算思維能力的培養(yǎng)，在很大程度上依賴于對知識的生活化再現。隨著信息技術在學生生活中開始廣泛使用，學生將重新評估信息技術在整個學習過程中所占的地位。許多學生利用計算機在生活中搜索相應的學習教材，通過信息技術搜索知識內容與學生的生活相集成，從而自然形成相應的計算思維。教師需要在教學中有目的性地將信息技術的教學內容和生活結合在一起，從而引導學生運用自己所學知識對生活中的問題進行解決，明確信息技術的運用方式。另外，學生目前學習負擔很重，整個校園的生活很無聊，嚴重影響學生的學習狀態(tài)。教師可以考慮創(chuàng)新和優(yōu)化教學模式，以改善校園學習和生活的緊張氣氛。生活化的信息技術教學不僅可以讓學生能夠更快地適應教學的內容，同時也可以讓學生在學習信息技術的過程里，結合自己的生活經歷和生活經驗，對信息技術有更加牢固地掌握。最后，需要注意營造學生居住的家庭環(huán)境，積極與家長溝通實現家校互助的教育模式，并相應地整合計算思維。

例如，教師在開展關于網絡安全問題教學的時候，很多學生對病毒、木馬、黑客等相關的信息安全的了解不夠，遇到實際問題時，常常束手無策。因此，課堂教學可以通過實踐解決實際問題，加深學生對信息安全的理解。教師可以向學生解釋黑客向計算機注入病毒的幾種方法，并引導學生通過那些帶有病毒的計算機，小組合作查殺病毒。在整個過程中，教師沒有強調概念，而是讓學生獨立發(fā)現問題并進行解決。這樣，實踐不僅加深了印象，也培養(yǎng)了解決實踐問題的能力，使信息技術課堂充滿樂趣和活力，大大提高了教學效率。學生通過自己進行病毒的尋找和清理，可以對病毒的危害有更加深刻的認識，提高學生的責任感，促進學生在之后信息技術學習中可以遵守上網的規(guī)則，共同營造健康、綠色的網絡環(huán)境。

4 注意學生計算思維的分層教學

培養(yǎng)計算思維能力無疑是高中信息技術教育的難點，如果想要學生形成對應的計算思維，不僅要好好學習基礎知識，還需要對學生的思維能力和思維質量提出更高的要求。教師在訓練學生的計算思維時可以采取分層教學的思想，使教學內容和方法更容易被接受。分層教學可以以兩個方面為目標，將教學內容相應地重疊。如果是困難問題或復雜問題，可以先分層設計問題，將大問題從淺問題分割為深問題，然后逐步執(zhí)行教學過程。這樣可以降低學生的學習難度，讓學生可以對問題從多個角度進行認知，一步一步解決問題。另一方面，教師可以對學生進行有效分層。學生之間具有差異性，學生生活在不同的環(huán)境，自身的能力上并不統一，因此，在學習中很容易出現學習效果的差異。教師將不同水平和能力的學生結合起來，為他們安排不同的學習任務，這符合學生的認知水平和知識水平，適合學生能力的教學內容更容易被學生吸收。

例如，教師在講解約瑟夫算法的時候，可以根據學生的實際需求，采用分層教學的形式來進行。教師可以請6 名學生牽手站在最前面，說：“從最初的學生開始數，數到第三位，學生就離開隊伍，誰最后離開隊伍？”這時，學生們開始在心里思考，誰第一個出來，然后是誰出來，最后是誰出去。在這個過程中，一部分學生參與，下一個學生也在心里計算，讓所有學生都參與。接下來，教師督促學生用鏈表知識進行表示，幾個學生很快就寫了代碼并得到了準確的答案。而基礎較弱的學生在學習中則遇到困難，沒有找到過解決辦法。此時，教師可以讓提出算法的學生與其他學生共享，促進不同層次學生之間的有效交流，進而刺激學生的思維，對培養(yǎng)計算思維能力產生良好的推廣效果。學生可以以小組為單位進行交流，將自己遇到的問題和解決的方法進行分享，對比自己和他人的思維方式，對自身的不足進行完善。

5 通過任務引導學生形成計算思維能力

在培養(yǎng)計算思維能力的過程中，教師可能會設計特定的學習任務，使任務的推進效果得到完全地發(fā)揮，促進學生積極分析和探索特定的問題。很多學生在學習中沒有明確的目標，導致學習的動力不夠強烈，自身的思維沒有受到引導，計算思維的提升比較緩慢。而計算思維能力的訓練過程最好基于特定的問題，可以反映這種思維模式的實用性，在特定問題的幫助下，更深入地理解這種思維方式，最后有效地學習應對的思維方法。在設計學習課題時，教師應把握規(guī)模，做題難度中等，做題參與度強。這樣，可以結合學生現有的知識水平來訓練計算思維，在現有的基礎上改善學生的思維質量。同時，根據學生的能力來進行分層教學，讓基礎較好的學生可以對一些更具有突破性的題目進行學習。基礎較弱的學生可以對自身的基礎上進行逐步提升，提高學生的計算思維。教師也應該對學生的學習情況有一個更加清晰的了解，及時對學生的任務導向進行調整，使學生能夠在符合自身的任務導向當中得到更加準確和快速的提升。

例如，在解釋循環(huán)語句時，教師只是一味說明語法的實現方法和重要性，就會導致學生覺得非常無聊。此時，教師可以設計有關運動會成績的計算成績程序之類的非常實用的小程序，在輸入結果的過程中使用循環(huán)語句。如果學生認為實用且有價值，他們當然會想學習和掌握知識點。而教師也可以繼續(xù)對小程序的內容進行豐富，通過多元化的教學滿足不同學生的需求。這種方法不僅非常靈活，而且在促進教育方面起著明顯的作用。一旦學生充分了解并掌握了這個小程序，教師就可以設計另一個學習任務，參考上一個例子使用循環(huán)語句的方法，并鼓勵學生編寫解決問題的小程序。這樣，學生就能徹底掌握這種計算思維，這種有趣的教學方法在學生中更受歡迎。

6 在實驗程序調試中培養(yǎng)學生計算思維能力

隨著課程的深入，學生逐漸在信息技術課堂上接觸到程序編寫和調試問題，這是對學生更高的要求，也是對學生計算思維能力的深化培養(yǎng)。學生需要在學習后，通過自己學習到的知識進行實踐，并且發(fā)現自身存在的問題，繼續(xù)投入到學習中，針對性地完善自身，然后再進入到實踐中。很多教師在教學中都沒有很好地發(fā)揮學生的主觀能動性，導致學生在學習中實際效果是比較弱的，教師更加傾向于向學生單方面講述知識，學生的思維比較呆板，沒有獨自面對問題的能力。對此，教師要利用好實驗程序調試，教師為了更好地利用這門課的環(huán)節(jié)，可以和學生一起探討具體的程序調試方法，在和學生一起探索問題的過程中逐漸實現對問題的解答。如果是不太難的程序，教師可以首先讓學生以合作交流的形式探討調試方式，為學生獨立思考提供空間，讓學生可以通過自己的努力找到解決問題的方法。在學生遇到較大障礙時，教師可以進行相應的指導，引導學生對問題進行分析，間接培養(yǎng)學生的思考能力。

例如，教師可以以Python 程序設計的基本步驟為線索，通過解決各個階段的問題，引導學生形成階段性的梯度，從而構成一個任務鏈。這樣，學生在“做中學”“在學中做”的過程中加深對知識的了解，適當地為學生提供可擴展性的內容，充分挖掘他們的潛力，有余力的學生有更大的發(fā)展空間。這個學習任務對大部分普通學生來說不容易。教師首先要留出學生自主思考的空間，讓學生首先充分了解問題，在學生遇到較大障礙時教師要相應地給予點撥。這樣既可以強調學生的自主學習、合作學習，又可以在學習時使其具有規(guī)律性，在編程中獲得適度的創(chuàng)新體驗。雖然在高中信息技術課程中很少涉及實驗程序編制的問題，但這與這部分內容難度大、學生一般難以掌握相關。教師在教這部分時，可以適當選擇有代表性的知識點進行講解。將知識點納入學習任務，試圖讓學生完成，這可以使學生具有編程和調試程序的能力，這也是計算思維能力的直觀表現。

7 結語

高中信息技術教學的主要目標就是豐富學生的基礎知識，培養(yǎng)學生的計算思維，使學生更好地運用自己所學的知識，創(chuàng)造出價值。在計算思維的培養(yǎng)中，教師可以運用多元化的教學，調動學生學習的積極性，使學生愿意主動參與到信息化的學習中，打造高效的學習課堂。教師可以將教學內容生活化，從而引發(fā)學生的共鳴，讓學生代入其中，通過自己學習到的知識進行解釋現象和解決問題。在信息技術的教學里，教師要根據學生的實際需求展開分層教學，以任務為驅動，調動學生的思維，并在實踐中讓學生對困難進行攻克，提高學生的計算思維能力。