精度·密度·深度

吳松慧

【摘 要】計算思維屬于初中信息技術教學中的一個關鍵課題，是教育改革的發展方向之一。計算思維是當前計算機界廣泛關注的概念，更是計算機教育研究的重要課題。計算思維，理論思維與實驗思維并列三大科學思維，學習計算思維并掌握計算思維方法對于中學信息技術教育的改革，提高教學質量及培養高信息素養的創新型人才都具有重要作用。隨著現代信息技術的不斷發展，計算思維在技術創新中的應用逐漸受到重視。在初中信息技術課堂教學中培養學生的計算思維，有助于他們對其他科目知識的學習達到交叉、延伸的目的。基于此，本文通過對初中信息技術編程課程實踐作一探究，以飧讀者。

【關鍵詞】計算思維;信息技術;課堂教學

計算思維是當前計算機界廣泛關注的概念，更是計算機教育研究的重要課題。根據美國卡內基梅隆大學計算機科學系周以真教授對“計算思維”的定義，可知計算思維是思維過程參與制定問題，并給出它的解決方案，在一臺電腦上以人或機器的方式就可有效地開展。在信息課程教學中，編程內容是學生思維訓練的重要載體，而編程的過程則也是有效運用計算思維的過程。在初中信息技術課堂教學中培養學生的計算思維，有助于他們對其他科目知識的學習達到交叉、延伸的目的。基于此，在初中信息技術編程課程實踐中，教師應針對學生主體特征，實現對計算思維架構。

一、創新指導方法，提升學生的思維精度

新課標改革中重點提出了要提升學生的創新水平，因此，學校應當把培養學生的創新能力和思維品質作為教學的重要目標。在初中信息技術編程教學中，要想實現對學生計算思維的培養，單純依靠抽象、枯燥的講解通常難以達到預期效果，因此，教師應合理結合現代信息技術發展背景，在課程設計中引入更加直觀、生動的教學情境，吸引學生在情境參與中理順、提煉抽象的計算機知識，理解其背后的計算邏輯，進而實現思維品質的發展。

例如在“網絡基礎知識”的教學設計中，教師將計算機、通信設備進行角色化設計，并利用網線將不同的角色聯系起來;在角色扮演中學生需要根據教師的指導，先連成學校網絡，再連成城市網絡，最后拓展到世界網絡。初中信息技術教學中提升學生思維品質的思考自基礎教育改革和初中新課程實施以來，許多教師不斷探索初中信息技術課新的教法，努力運用新課程理念指導教學實踐。要促進學生核心素養的高效發展，教師就要把握表達特色，借課堂設問聚焦思維精度，創設廣闊空間，借課堂設問提升思維高度。于是，在這樣的教學設計中，教師通過引導學生角色扮演，將抽象的網絡知識具體化，生動、形象地展示了計算機網絡的構成，網絡的分類以及網絡的運行過程;學生通過浸入情境，從自身角色出發，審視不同類型的計算機網絡，并在教師的指導、講解中強化體驗，進而實現感性體會與理性思考的有效融合，并在從具體到抽象，再從抽象到具體的思維變化中層層推進，完成計算機網絡概念的理解，提升了思維能力，為更好地適應數字技術環境奠定了基礎。

二、優化知識結構，深化學生的思維密度

計算思維是進行學生信息技術學習的一種思維方式。在初中信息技術教學中，教師可以通過創意設計以及啟迪計算思想等方式，培育學生的計算思維的密度。在初中編程教學設計中，教師應根據知識內容，精心設計知識結構，引導學生進行探索與思考，并在解決問題的過程中提高計算思維。因此，在初中信息技術課程設計中，教師應根據編程模塊，引導學生進行自主探索，并在作品設計中，總結歸納思想方法，從而實現計算思維的有效運用，提升計算思維水平。

例如在“用VB編寫程序”的教學設計中，教師應結合學生的情感認知發展特點，對教學內容進行調整與優化，即根據先易后難的原則，幫助學生翻越學習障礙，掌握VB在編寫程序中的語言結構，并根據不同語言結構設計任務，其中順序結構語言比較簡單，貼近初中生的常規思維邏輯，更容易被學生接受，因此，教師可以將其作為編程教學的起點，并結合語言設計引導學生體會順序中的邏輯關系;接下來，講解分支結構，即利用“if...”以及“if...else”語句進行編寫，引導學生對程序編寫做出判斷;最后講解循環結構，即根據“for...next”與“do...loop”的循環結構確保程序反復執行任務，在講解中教師可以配合“數的累加或累乘”啟發學生深入思考，并設計循環結構中的流程圖，根據具體題目設計程序中的參數，計算循環過程，提升學生的計算思維能力。在教學課堂教學中合理運用新穎、先進的網絡環境及多媒體信息技術，可以在知識的抽象性和學生思維的形象性之間架起一座橋梁，優化課堂結構。

三、建構運算模型，發展學生的思維深度

優化學生的認知結構，使之形成系統的學科理解，培養運用模型解決復雜問題的能力，發展高階思維，從而使學習向深度發展。問題在計算思維發展中占據關鍵位置，結合實際問題引導學生思維拓展，并根據計算機思維邏輯，設計模型，進而形成解決方案，這是學生計算思維發展的必經過程。在初中信息技術編程課程教學中，教師應結合問題，引導學生完成建模，進而發展建模思維，并結合模型抽象信息知識，形成切實可行的解決方案。

例如在“制作簡單的flash動畫”的過程中，教師結合現實生活中常見的動畫片段，向學生提出問題，要求學生通過小組合作完成“移動的小球”的作品設計。在合作探究中，教師引導學生進行建模，即分析問題，判斷現有的知識儲備中，是否有適用于“移動的小球”這一問題的模型，如果有則調用模型，如果沒有則自主設計模型。顯然之前學過的flash軟件應用適用于項目的實施;在設計中，教師根據不同小組的探討情況總結不同的設計步驟，并對比模型設計的優勢，最后抽象出最合理的解決方案。因此，在現代信息技術課程教學中，編程教學中增加人機交互方式與人機交互作品的創作。這樣的教學設計利用項目驅動，引導學生的思維經過從感性到理性的過渡，并在動畫設計的實踐操作中深入計算，有效鍛煉了計算思維能力。在即將到來的中學信息技術的課堂教學中，教師教學的重心可以從“說清是什么”向“理清是什么”逐步轉化。這個轉化過程的終點將不斷接近計算機科學底層原理，深度完整經歷整個問題解決的過程。

綜上所述，在初中信息技術編程課程學習中，教師應重視學生計算思維的引導，通過教學方法的創新，不斷挖掘教學資源，以計算思維為中心構建豐富多彩的課堂，從不同角度切入，全方位地利用課堂內外資源，培養學生的計算思維，引導學生深入理解計算機的運行，利用問題驅動學生的探索與思考，進而培養學生的理性思維，提升學生的計算思維能力，逐步提高信息技術素養。

【參考文獻】

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