計算思維在初中信息技術編程課程中的實踐探索

徐　忠

計算思維在初中信息技術編程課程中的實踐探索

徐忠

（江蘇省常州市金壇區華羅庚實驗學校,江蘇常州213000）

隨著社會經濟不斷地發展，我國越發重視學生的計算思維。在新時代的背景下，我國信息技術得到了進一步的發展，信息技術編程成為重要的教學內容。計算思維在初中信息技術編程課程中起到了關鍵的作用，提高學生信息技術素養，成為教學目標。文章將主要針對計算思維在初中信息技術編程課程中的實踐應用進行深入分析，以此激發學生對其的興趣。

計算思維；初中生；信息技術編程；實踐

初中信息技術編程課程的實用性比較強，不同的編程軟件有著不同的版本，學生在學習課堂知識的同時，還需了解自己家電腦的系統。初中信息技術編程課程中包括了大量的圖片與文字庫，學生在學習軟件時，可以直接觀看，對其產生興趣。

一、初中信息技術教學技術現狀

（一）教學理念落后

在傳統信息技術課堂上，教師大多都是采用“灌輸式”教育，為學生傳授相關知識，以“獨立模塊”為主，將學習活動劃分為不同板塊，這種教學模式過于死板。全班同學都是一個任務一個軟件，同樣的操作，會阻礙學生發展，不利于培養學生的獨立思考能力。在課堂結束后，對信息技術的學習也就結束了，學生缺少課后練習，對于這一方面的意識較薄弱，教學效果比較低。

（二）教學水平低下

部分教師在初中信息技術課堂上，依然在采用傳統的教學模式，學生學習過于被動，課堂內容枯燥，學生很難對其產生興趣，會在課堂上走神、瞌睡，這種教學方式完全不符合學生的身心發展特點，不利于提高課堂教學效果。教師為了趕進度，會忽略學生的實際學習情況，不重視學生之間的差異，統一對學生進行管理。這種單一的教學模式，會阻礙學生發展，基礎好的學生得不到提升，基礎差的學生跟不上學習進度。當前，信息技術教師仍在采用落后的教學手段，跟不上現代化社會的變化趨勢，未能熟練應用先進的教學手段，導致教學水平低下。

二、計算思維在信息技術編程課程中的重要性

在新時代的背景下，我國計算機技術得到了進一步的發展，被廣泛地應用于各個領域，改變了人們的生活方式。隨著現代社會對信息技術人才需求量的增加，軟件開發在不斷更新。在開展編程教學時，教師應當積極培養學生的編程思維，讓學生對計算機技術有全面的了解，培養學生的計算機思維，幫助其掌握編程規則。

三、計算思維在初中計算技術編程課程的應用

（一）建構模型培養簡約思維

開展信息技術編程課程的主要目的提高學生編程技能，在實際教學中，通過模型的方式為學生直觀展示，將自然語言轉化為計算機處理語言，整個過程比較抽象，教師在課堂上需要積極引入計算思維，導入真實的生活情境，幫助學生更好地理解其內容。初中階段的學生思維能力還未發育成熟，之前沒有接觸過編程知識，教師需要結合學生的認知特點，基于學生的生活情境設置相應的教學任務，明確任務目標。比如，在課堂開始前，教師為學生展示賽車的圖片，觀看賽車比賽，讓學生討論一下賽車的特點，結合編程運動對象的特點，建立思維基礎；研究智能車在行駛中會遇到的各種問題，讓學生感受到學習編程的重要性，正確認識編程軟件程序與社會問題之間的關系；趁機引入智能汽車的設計，為學生提供解決問題的動力，營造良好的學習氛圍；細化計算機的知識點，明確知識重點與難點，通過計算思維解決問題。在整個過程中，教師一定要尊重學生的個性化發展，規范引導，理順解決問題的思路，順利完成每一步的操作。

（二）以程序圖為基礎輔助學生學習

在學習程序軟件時，通過程序流程圖，讓學生直觀地了解其運作過程，構建學習程序，加深對其的認識。教師要根據實際教學情況，從以下幾個方面開展革新：第一，針對抽象的問題，在解決問題的過程中培養學生的空間想象能力，在大腦中構建相應的模型。第二，借助流程圖形成思維能力，構建流程圖，培養學生的思維能力。在學習排版問題時，引入流程圖，對其進行動態分解，在分解過程中建立流程圖，加深理解，輔助學生完成課堂任務，提高其規劃能力。

（三）借助信息技術編程，培養創新思維

在信息時代下，初中信息技術編程課程在不斷發生變化，編程軟件版本比較多，其功能指令在持續增加。教師通過板塊進行教學，培養學生的計算思維，引入真實的計算機案例，跟上時代的發展趨勢，更新軟件版本，引導學生掌握指令的運用策略，加強對編程軟件的應用，從抽象的知識轉變為具體應用。對比新舊版本，運用程序語言給學生提供充足的時間，研究版本之間的異同，通過不同的指令創造不同的東西，以此提高學生的技能運用水平。

（四）采用任務拓展教學方式提高學生的思維能力

任務拓展教學也被稱為任務驅動法，在任務驅動下能夠提高學生的學習積極性，為學生學習信息技術提供動力，讓學生主動參與軟件學習中。在信息技術課堂上，教師應當給予學生正確的指導，幫助學生完成學習任務，發現學生在思維上存在的不足，加大培養力度，彌補不足。教師可以通過任務拓展逐步加深學習難度，在設置任務時，以教學內容為基礎，結合學生的認知規律，考慮學生是否能夠通過努力完成。在呈現任務的過程中，讓學生之間自主探討，完善計算思維。

（五）建模思想的實際應用

在實踐應用中，學生在學習的過程中會遇到各種問題，這種問題僅靠重復的操作訓練方式很難解決。比如，在學習電子表格復制這一內容時，雖然之前教師有帶領學生進行相關技能的操作訓練，但是在實際訓練中，場景發生變化時學生會不知所措，不知道該怎樣使用復制工具解決問題。應用建模思想能夠幫助學生了解內在聯系，運用現有的模型解決學習中遇到的問題，達到提高學生問題解決能力的目的。教師在實際教學中，一定要特別注意計算思維訓練與信息技術作品制作的結合，在課堂上體現出計算思維的核心。例如，在學習同類軟件時，Word、Excel等辦公軟件的菜單中都會有保存、打開等功能，學生建立模型，在后期學習中遇到類似的軟件就能直接操作，解決學習中的問題。教師在信息技術課程項目教學的過程中，帶領學生從項目規劃到實施，完善知識結構，能夠確保項目順利進行，通過項目活動建立實施過程的模型，達到最終的教學目的。

四、培養計算思維采用的教學策略

（一）用項目式教學法培養學生的計算思維

項目開發訓練是編程學習的一項重要環節，在信息技術編程課程上帶領學生實踐，從中得到編程啟發，掌握編程技巧，可以提高學生的編程水平。教師在教學的過程中需要特別注意在項目式教學環境中對學生的培養，提高對計算思維的重視程度，明確教學目標，推動編程學習順利開展。例如，在課堂開始前，教師可以為學生準備一個現實編程項目，以小組為單位對項目進行開發研究，給學生布置相關的任務，讓學生在項目編程的過程中對其加以思考，小組合作共同克服困難，解決問題，能夠達到提高學生計算思維能力的目的。教師采用項目式教學方法需要為學生提供相應的環境，幫助學生適應編程氣氛，加入課堂活動中，運用課堂上學習到的知識解決問題，完成知識遷移，培養學生的計算思維，為后續的學習奠定良好的基礎。

（二）運用模式識別培養學生的計算思維

教師在為學生講解有關編程的知識時，一般都是按照教材內容對學生進行編程講授，編程具有一定的抽象性，會涉及語法功能圖。初中階段的學生學習能力有限，很難正確理解教師講解的內容，在學習編程時逐漸對其失去興趣，對培養計算思維極其不利。針對這種情況，編程教師可以選擇運用模式識別，激發學生對其編程的興趣，培養其計算思維，掌握語法功能圖等知識，降低學習難度，幫助學生掌握課堂上抽象的編程知識。教師可為學生選擇一些具體的案例，尋找編程規律，對模塊進行識別，使學生對其產生好奇心，增加研究興趣。在學生形成編程思路以后，會積極地參與到編程實踐中，理解有關編程的知識。例如，在課堂上為學生提供已開發的游戲系統，為學生演示該系統的各個功能，經過演示，學生會對其有一個基本的了解，調動系統代碼，按照模塊逐一展示。教師在講解結構規律的同時理清功能項目的邏輯，讓學生學習使用方法，加強對其的訓練，從而提高學生的計算思維。

（三）整合教學內容

在課程實踐中，教師應對計算機程序課程內容進行優化，整合理論教學內容與實踐教學內容，分析課外案例，通過其進行課內教學指導，構建相應的特色課程教學體系。在前期教學中，教師應介紹基礎理論知識與計算思維，制定思維訓練方案，通過樹形分析方法引導學生解析相關的算法，加深學生對其的理解。教師可以在課堂開始前收集相關的資料，總結真實案例，解決學習中常見的問題，將計算機程序設計任務與教材內容整合在一起，豐富教學內容，對教學方式進行創新，重點培養學生的計算思維，幫助學生掌握計算思維方法，增加理論知識儲備，提高實際操作能力。

（四）掌握基礎語法

在規定的課堂時間內，學生必須掌握基本語法知識，解決程序語言問題，在學習中融入計算思維，為創新思維的培養創造良好的條件。教師可選擇具有代表性的案例，挖掘其中的語法知識，從簡到深逐步增加學生學習難度。例如，在課堂上選擇使用過的案例，身體健康指數BIM、溫度轉換等，給學生提供實踐的機會，讓學生獨立完成編寫；對于稍微復雜的案例，可以采用修改錯誤的方式進行練習，鼓勵學生對解決方法進行創新，選擇不同的算法，增加體驗感，樹立學習自信，能夠培養學生的計算思維。教師不能僅靠講解記憶抽象的概念，需要搭配案例，讓學生體驗到其應用價值，通過案例進行理解，發揮學生的創新能力，解決實際遇到的問題。

（五）重視在線評測系統的應用

在線評測系統主要用于對程序源代碼的自動評判，能夠在線編譯服務器的源代碼，生成相應的可執行文件，與服務器數據庫的測試數據輸出文件進行對比，判斷學生提交的程序是否正確，評測耗費內存，記錄評測結果，返回給學生。除了源代碼評判外，還有用戶管理、題庫管理等功能。在線評測系統具有一定的嚴謹性，能夠實時查看排名情況，激發學生的實踐自主性，同學之間進行討論交流，完成符合編程課程的實踐特點，能夠提高教學質量。

（六）信息技術編程課程要樹立建模思想

經過實踐可以發現，學生在學習過程中會遇到各種問題，利用重復操作訓練很難解決這一問題。例如，在學習電子表格復制這一內容時，很多教師都會引導學生反復練習，在后續學習中，場景發生變化，學生就不知道該如何操作進行復制。在這種教學模式下，學生學習過于被動，無法掌握正確的操作方法。針對這一問題可以應用建模思想，幫助學生尋找問題之間的聯系，掌握其中的規律，引導學生運用建模思想解決學習中遇到的問題，以此提高學生的解題效率。在教學中，將計算機思維與信息技術作品制作結合在一起，體現計算機思維核心思想。例如，在學習Word、Excel等辦公軟件時，都會有保存、另存等功能，在后期學習時會遇到類似軟件，可以直接在腦海中建立計算機模型，解決學習過程中的難題。在設計信息技術項目時，帶領學生從項目設計到實施，發現其中存在的問題，對其進行完善，保證項目能夠順利完成，由學生親自參加，在腦海中建立項目活動實施模型。

（七）加強對技術文化內涵的理解

近幾年，信息技術逐漸興起，對學生有著一定的吸引力，教師想要幫助學生深入理解，掌握技術發展趨勢，就必須引導學生快速進入學習狀態。在開展初中信息技術課程時，計算思維教育不能僅停留在工具使用層面，應當加強對學生的引導，理解計算技術知識原理，鍛煉學生的信息技術技能，將其與現實生活情境結合在一起，在接觸計算機概念時使其變得更加具體化。例如，在學習關于“文件存儲”這一內容時，以故事的形式為學生講述，詳細介紹時代的發展以及科學技術的發展歷程對存儲方式產生的影響，了解在不同環境下存在的差異。教師采用創設情境的方式，以教學內容為基礎，選擇相應的存儲設備，貼近學生的生活，對提高學生的信息技術水平有著重要意義。

（八）積極采用數字技術

信息技術課程是將技術與應用結合為一體的學習方式，在實際學習中，應當將理論與實踐結合在一起，提高學生的技術運用能力，通過實踐掌握學習技術的方法。在信息技術課堂上，教師采用情境創設的方式，為學生設計相關的問題，讓學生在問題引導下走進學習情境，感受到學習信息技術的樂趣，可以提高學生的學習積極性，為學生成長打下基礎。例如，在學習“計算機網絡結構”這一內容時，教師可設計探究活動，在具體事例中挖掘信息技術的知識，通過加深學生對其的理解，保證探究活動可以順利開展。教師在為學生提供閱讀材料的同時，還需引導其劃出關鍵句，提煉文章要點，達到提高教學質量的目的。在資料中有描述路由器的特點、識別路由器的標識，與校園網進行連接。在完成探究活動以后，學生對所學的知識點進行綜合歸納，站在專業的角度加深理解，掌握理論知識，提高知識應用能力。教師在整個過程中，應當幫助學生體驗知識推導過程。

五、結語

根據上文可以得知，在初中信息技術編程教學中，教師應當將教學重點放在培養學生的思維能力上，完善教學方式。在課堂上加強實踐訓練，設置相關的問題，以流程圖的方式開展教學，拓展教學任務，激發學生的學習積極性，從實際出發，確保其符合學生的年齡特點，培養計算思維，在實踐中形成思維能力。

[1] 王榮良.計算思維教育中的學生能力分析[J].中國信息技術教育,2020(9):49-52.

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