探討高中信息技術課程教學中計算思維的培養策略

鄭小瑞

摘 要：針對信息技術教學中存在的問題進行研究，并采取創設教學情境、巧借任務驅動、注重實驗引導等措施，最后以遞歸算法教學為例，通過實例探究闡述學生計算思維的培養方法，使學生能夠更好地掌握和運用信息技術解決問題。

關鍵詞：信息技術;計算思維;培養措施

在素質教育背景下，信息技術教學中不僅要傳授學生理論知識，還應重視計算思維能力的培養，積極采取有效措施，以計算機思維為切入點，使學生在計算機方面的創新能力、應用能力得到顯著提升。但是，當前信息技術教學中存在些許問題，需要采取科學、有效的措施進行完善，以此提高教學實效性。

一、高中信息技術教學中計算思維的培養策略

（一）創設教學情境，降低知識難度

在信息技術教學中，針對理解難度較大的概念，在明確探究目標的前提下，教師可通過創設教學情境的方式，降低知識理解難度。以約瑟夫算法為例，教師可在班級內隨機選出6名學生，手拉手站在教室前面，此時教師說：“如若從第一名學生開始數，第三位學生出列，最后出列的是哪一位？”此時學生便紛紛開始猜測，某某是最先出來的，然后是某某出來，最后又是誰出列。在此過程中，全班學生均參與到互動思考之中，此時教師提示學生可用鏈表知識對上述算法進行描述，幾名學生很快便寫出了代碼，對于一些基礎良好、興趣濃烈的學生，教師還可引導其用數組的方式描述問題，由全體學生進行檢驗。由此可見，創設教學情境可使學生主動參與到學習之中，在降低知識理解難度的同時又能夠增強學生記憶。

（二）巧借任務驅動，培養計算思維

大部分信息技術教師都有此體會，教給學生一門知識或技能較為容易，但教會他們某種思維難度較大，對此可采用任務驅動教學模式。在傳授教學理論的同時，培養學生獨立分析、思考和解決問題的能力。在此種教學模式實施過程中，任務設計十分關鍵，教師應根據本章節的教學要點，最大限度地創設真實的學習情境，最好引入工程技術中的真實案例，使學生能夠被迅速帶入教學情境之中。例如，在學習循環語句時，教師如若單純講解語法的實現過程與重要性等，勢必會枯燥乏味，學生很難提起興趣，還會越聽越糊涂，產生厭學、抵觸心理。此時，教師可通過設計一個實用小程序的方式，在成績輸入時應用循環語句，拉近學生與知識的距離，深刻感受到學習的意義與價值，從而激發自在的學習動力，更好地掌握這一知識。

二、信息技術教學中培養計算思維的教學案例

以“算法與程序設計”一課中“遞歸算法”為例，對信息技術教學中學生的計算思維進行培養。

（一）引入例題

教師給出學生題目，一群猴子在樹上摘桃，每天都吃當前桃子總數的一半多一個，到了第10天只剩一個桃，請問猴子一共摘了多少桃？教師在班級內隨機選出十位學生，讓其分別計算其中一天桃子數量，負責計算第十天桃子數量的學生答案為1個，隨后將答案交給前一位同學，由第九位同學對桃子數量進行計算，公式為（A+1）×2，A為前位學生的答案，然后將所得結果傳給第8位學生，以此類推。由于每天桃子數量均為第二天數量加1的二倍，與遞歸條件相符合，因此可采用遞歸來計算，計算流程如下：

1.將天數day作為變量，如若day的數值為10，則剩下一個桃子，即return（digui（day+1）+1）×2，直至day的數值為10時結束。

2.構建輸出函數digui，代表猴子每天吃剩的桃子數量。

3.返回主菜單。

利用上述程序進行計算時，共計遞歸9次，但輸出了10個數值，循環次數為10，因此算法時間復雜度為0（n）。

（二）啟發引導

在教學過程中，教師根據計算思維特征，對學生進行啟發，引導其利用計算思維遞歸方式，使上述問題得到有效解決。學生在教師的引導下，采用遞歸逆向思維，由后向前推導。此時，教師還可將上述問題進行引申，即求任意天數桃子的數量與剩下桃子的數量，即one day（）。首先，應確定任意一天的范圍所在，對天數變量進行定義，將要求的一天輸入其中，即if（day≥1&&day≤10），在此范圍內的任何一天都有剩余的桃子;其次，初始信息n的數值為10，count的數值為1，也就是在第10天只剩1個桃子;利用簡單while語句即可實現，循環條件可設置為n！=day，通過公式進行計算，count=（count+1）×2，循環執行，直至n的數值為day，便可得出此時剩余桃子的數量，即count;在上述天數中，猴子所吃掉桃子數量的計算公式為：C=A-B，其中，A代表的是前天剩余桃子數量，B代表的是今日所剩桃子數量，A的數值為B數值加1的二倍，即可得出當天猴子所食桃子的數量與剩余個數;反之，if（day<1&&day>10）時，所輸出天數便無剩余桃子，返回主頁面。在該程序中，需要對n-day+1次進行對比，因此算法時間復雜度為0（n）。

綜上所述，在信息技術教學中，計算思維屬于學科基礎的存在，培養學生的計算思維不但是教學目標之一，而且是課程創新的新思路。對此，教師應積極創設教學情境、巧借任務驅動、注重實驗引導，有效彌補以往教學中存在的不足，使教學效率得到顯著提升，學生的計算機素養與思維得到高效養成。

參考文獻：

周挺.高中信息技術算法模塊計算思維的培養策略[J].好家長，2019（16）：62-64.