例談初中信息技術(shù)教學(xué)中計(jì)算思維培養(yǎng)策略研究

吳明科

摘要：信息技術(shù)教學(xué)作為培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的重要途徑，應(yīng)當(dāng)順應(yīng)時(shí)代趨勢(shì)，改變技術(shù)化取向，注重培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算思維解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)，使學(xué)生能更好地適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)。基于此，本文章對(duì)初中信息技術(shù)教學(xué)中計(jì)算思維培養(yǎng)策略研究進(jìn)行探討，以供相關(guān)從業(yè)人員參考。

關(guān)鍵詞：初中信息技術(shù);計(jì)算思維;培養(yǎng)策略

中圖分類號(hào)：A 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：（2021）-24-354

引言

初中的信息技術(shù)課程要求學(xué)生要學(xué)會(huì)用計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)對(duì)各種現(xiàn)實(shí)問(wèn)題進(jìn)行處理，并且要對(duì)現(xiàn)實(shí)中較為復(fù)雜抽象的信息進(jìn)行組織與整合，通過(guò)判斷與綜合分析，得出各種解決問(wèn)題的方案，這實(shí)際上就是要求初中教師要著力培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，并將其遷移到與之相關(guān)的其他問(wèn)題解決之中。

一、計(jì)算思維

計(jì)算思維是《新課程標(biāo)準(zhǔn)》中的新概念，反映了信息技術(shù)課程的價(jià)值取向。美國(guó)卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任周以真教授指出，計(jì)算思維是每個(gè)人的基本技能，并且給出了一個(gè)定義：計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解的、涵蓋了計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。計(jì)算思維不僅是學(xué)生準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)、理解信息技術(shù)相關(guān)事物與現(xiàn)象的基礎(chǔ)，還是學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思想方法解決問(wèn)題的一系列思維活動(dòng)，是學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)課程后形成的一種特有的思維。

二、初中信息技術(shù)教學(xué)中計(jì)算思維培養(yǎng)策略研究

（一）尋找最合適的教學(xué)時(shí)機(jī)，以此鍛煉學(xué)生的教學(xué)思維

如今是信息技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代，這種信息技術(shù)的發(fā)展需要大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行支撐，龐大的數(shù)據(jù)需要計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析，而在初中階段的信息技術(shù)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，有利于提高學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理能力，也有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提升，讓學(xué)生在社會(huì)上有更好的發(fā)展空間。新課標(biāo)對(duì)學(xué)生的信息技術(shù)運(yùn)用能力提出了明確的要求，要求學(xué)生懂得利用電子表格進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與處理，也就是說(shuō)學(xué)生要學(xué)會(huì)用計(jì)算機(jī)的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，而且要對(duì)這些信息進(jìn)行表達(dá)。因此，在初中信息技術(shù)課堂上，教師應(yīng)該仔細(xì)觀察，要懂得發(fā)現(xiàn)合適的教學(xué)時(shí)機(jī)，靈活地利用這一時(shí)機(jī)，結(jié)合教學(xué)素材與學(xué)生的實(shí)際情況，綜合各個(gè)方面的因素，加強(qiáng)學(xué)生計(jì)算思維的鍛煉，以達(dá)到提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)能力的目的。

（二）聚焦算法思維，提升學(xué)生的計(jì)算思維和編程能力

計(jì)算思維的培養(yǎng)主要有可視化編程、機(jī)器人操控和算法設(shè)計(jì)三類途徑。可視化編程主要是使用模塊化編程軟件，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力;機(jī)器人操控主要是通過(guò)對(duì)機(jī)器人的動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)的控制，提高學(xué)生的計(jì)算思維能力;算法設(shè)計(jì)則是以流程圖方式進(jìn)行數(shù)學(xué)解題來(lái)培養(yǎng)計(jì)算思維能力。在具體的教學(xué)實(shí)踐中，我們認(rèn)為應(yīng)該把握好以下策略：一是堅(jiān)持問(wèn)題解決的教學(xué)策略，無(wú)論是可視化編程、算法設(shè)計(jì)，還是機(jī)器人操控，都要把現(xiàn)實(shí)中真實(shí)問(wèn)題的解決作為教學(xué)活動(dòng)開展的主線，通過(guò)對(duì)問(wèn)題的梳理、環(huán)境的設(shè)置、解決方案的確定和實(shí)踐操作，讓學(xué)生在復(fù)雜的問(wèn)題解決過(guò)程中習(xí)得知識(shí)、技能，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高階思維能力的培養(yǎng);二是堅(jiān)持可視化的教學(xué)策略，在計(jì)算思維的培養(yǎng)中，簡(jiǎn)化描述問(wèn)題、抽象提取主干、建模解決問(wèn)題都離不開思維的可視化。

（三）分析問(wèn)題，繪制流程圖，培養(yǎng)算法思維

計(jì)算思維的本質(zhì)是抽象和符號(hào)化，模擬抽簽并分析抽簽過(guò)程，實(shí)質(zhì)上就是利用流程圖的可視化的教學(xué)策略，對(duì)學(xué)生進(jìn)行算法思維的訓(xùn)練和培養(yǎng)。在訓(xùn)練的過(guò)程中用流程圖描述程序算法，實(shí)際上是把具體的問(wèn)題抽象成符號(hào)，為下一步設(shè)計(jì)程序腳本做了鋪墊。當(dāng)學(xué)生抽象思維水平還不夠的時(shí)候，可以借助具體、直觀的經(jīng)驗(yàn)來(lái)支持，流程圖可以將抽象的內(nèi)容直觀化。因?yàn)橹庇^形象的事物更易于學(xué)生理解，又能引起學(xué)生濃厚的興趣，還能啟發(fā)其想象和創(chuàng)新。可視化的流程圖的教學(xué)模式有利于學(xué)生的思維培養(yǎng)，有利于學(xué)生主動(dòng)地進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)，更有利于表達(dá)個(gè)體的思維過(guò)程，促進(jìn)其思維能力的發(fā)展，幫助學(xué)生鍛煉類推的能力，從而提高解決問(wèn)題的效率。

（四）創(chuàng)設(shè)“錯(cuò)誤”情境，培育計(jì)算思維

反向思考課堂中的“錯(cuò)”有著獨(dú)特的價(jià)值和意義，“錯(cuò)”不但調(diào)動(dòng)學(xué)生探究的興趣，而且無(wú)形中激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行探索，發(fā)展成長(zhǎng)型思維。在《移動(dòng)的坦克游戲》中，老師提供了一個(gè)有問(wèn)題的半成品程序給學(xué)生，學(xué)生在添加了根據(jù)鍵盤方向控制坦克移動(dòng)的代碼后，驚訝地發(fā)現(xiàn)坦克在一直往某個(gè)方向移動(dòng)后會(huì)消失不見了，不見的原因是因?yàn)闆]有設(shè)置邊界，但學(xué)生在此之前沒有學(xué)習(xí)過(guò)邊界這一概念，并沒有形成這樣的意識(shí)。老師以自己化身坦克，在機(jī)房中間位置一直朝后（除了墻無(wú)其他遮擋）走，走到墻的位置后無(wú)法前行，此時(shí)學(xué)生通過(guò)觀察已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題所在，有學(xué)生說(shuō)：“我懂了，程序沒有設(shè)墻。”由此，對(duì)于控制移動(dòng)的程序中設(shè)置邊界的思維自然而然就“種”在了學(xué)生的腦海中。

結(jié)束語(yǔ)

總之，信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)中“計(jì)算思維”對(duì)我們一線教學(xué)人員提出了新的考驗(yàn)，作為一名初中信息技術(shù)教師，該如何在日常教學(xué)中讓學(xué)科核心素養(yǎng)之“計(jì)算思維”的培養(yǎng)落到實(shí)處，使他們具有終身學(xué)習(xí)、適應(yīng)社會(huì)和可持續(xù)發(fā)展的能力，還需要我們不斷學(xué)習(xí)，深入理解“計(jì)算思維”的本質(zhì)，鉆研教材，思考計(jì)算思維在解決問(wèn)題中的應(yīng)用，才能更好地將思維的培養(yǎng)貫穿到每一節(jié)課的教學(xué)活動(dòng)中去，這是一個(gè)艱難的探索過(guò)程，值得每一位教師不懈的探索努力。

參考文獻(xiàn)

[1]張黎明.在初中信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維[J].新課程教學(xué)（電子版），2020（21）：88.

[2]吳德琴.在初中信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的策略[J].安徽教育科研，2020（05）：38-39.

[3]許素欽.初中信息技術(shù)課程教學(xué)中計(jì)算思維培養(yǎng)的策略探討[J].當(dāng)代教研論叢，2020（02）：7-8.