高中信息技術教學中學生計算思維培養存在的問題及對策探究

蔣亞梅

（如東縣掘港高級中學，江蘇 南通 226400）

信息技術推動著當今社會的快速發展，相關人才更是國家發展的重要戰略。為了讓更多的學生接觸、了解、探索信息化技術，我國從小學開始便開設了信息技術相關課程。高中階段，學生對社會發展、信息技術等都有了一定的認知，此時是提升、深化學生信息技術素養的重要時期，在人才培養中更是有著不可替代的作用[1]。隨著教育改革的深化及核心素養的提出，信息技術教育也有了更加明確的目標，計算思維作為學科素養之一，也是學生學習、運用信息技術的基礎。然而，在實際的高中信息技術課堂中，對學生計算思維的關注及培養并不充分，導致學生雖然上過信息技術課，但是并不具備新時期高中學生所應具備的學科素養，因此，探究在教育新階段培養學生計算思維的方法與策略，具有十分重要的意義。

一、計算思維概述

計算思維作為四種核心素養中的一種，不僅要求高中生熟練掌握、運用各種基礎知識，更是需要學生針對不同問題，獨立應用計算思維分析和解決問題。將計算思維進一步分為算法、分解、抽象、概況及調試五個部分，這些則對教師及學生提出了較高的要求[2]。在高中信息技術教學中，培養學生的計算思維不但能夠提高學生的考試成績，而且可以提升學生解決實際問題的能力，強化其思維邏輯與思辨能力，促進學生形成獨立的思維，提高學生對信息的綜合運用及解答問題的能力。

二、培養學生計算思維的意義

（一）教學改革的需求

教育領域為順應時代的發展，各學科均積極進行改革，雖然說學生在生活中能夠隨時感受信息技術帶來的各種便利，但是并不能對相關知識有一個明確的認知。學校作為系統傳授學生信息技術知識的重要陣地，我國要想在未來國際社會信息技術發展競爭中占領先機，則需要利用好校園這塊陣地，為達到這一目的，教育部制定了相應的學科素養培養要求[3]。計算思維素養的提出，為高中信息技術教師的教學設計提出了明確的方向。通過這一素養的引導，信息技術學科更是不斷創新教學方法與模式，更好地促進學生對信息技術知識的學習，為國家戰略發展培養基礎人才。

（二）提高學生綜合素質

隨著社會的發展，對于人才的要求也越來越高，掌握一定的信息技術知識是學生未來發展中所必須具備的，而計算思維則能夠幫助學生更加系統地掌握相關知識，在學習中更快速地理解掌握書本內的知識，更加高效地完成相關任務。同時也可以讓學生進行自我思考，更加明確自己的學習目標，制訂出相應的方案，促使學生專業素養的逐步提升。計算思維的提升能夠讓學生在未來的學習生活中具有更強的思維認知及更高的綜合素質。

（三）促進教師教學觀念的轉變

對學生計算思維的培養為教師提出了更高的要求，需要教師不斷提升自己的專業素養。原有的信息技術教學方式已經不適合新的教學形勢的發展要求，教師應結合素質教育探索出更加有效的教學方法，不斷優化教學方案，從而達到提升學生計算思維、促進學生全面提升的目的。

三、存在的問題

（一）學校缺乏重視

受應試教育大環境的影響，學校始終以學生高考作為自身追求的目標，而信息技術并不是高考必考科目，因此，學校就會將其納入“副科”行列。在日常教學課程設計中，學校為了增加學生學習其他高考科目的時間，就會將信息技術課程的課時安排得很少，有時甚至直接取消這一課程[4]。學校的這種態度更是會直接影響到教師及學生的認知，直接導致教師在教學過程中不認真備課、不仔細設計教學方案，認為教學只是走走形式。學生也會有同樣的想法，認為學好學壞都無所謂，不會影響自己的高考成績，因此在課堂上，學生更多的是在娛樂，只有少部分學生被興趣支撐著認真學習。而這些現象的產生都是因為學校、教師及學生本人對于信息技術學科沒有正確的認知，導致教學活動無法正常開展，更無從說培養學生的計算思維了。

（二）教師專業化程度不高

學校對信息技術課程的忽略導致師資力量匱乏，在許多高中學校，甚至沒有專門的信息技術教師，而是由其他學科教師代領，而這些教師往往沒有專業的知識，對信息技術的內容掌握得十分匱乏，導致無法達到培養學生計算思維的要求和目標。同時，一些教師對于信息技術學科及其核心素養沒有明確的認知，沒有上進的動力和實質的追求，導致教學重點出現偏差。

（三）學生缺乏信息意識

高中時期，學生方方面面感受到信息技術的重要性，并且經過初中階段的學習，對信息技術擁有一定的認知。高中時期一些學生已經具備操作各種軟件、熟練使用計算機的能力，具有較高的學科素養；但也存在著個別學生對于信息技術一竅不通的現象，這樣兩極分化的情況是十分普遍的，導致教師無法有效實施教學計劃和開展教學進度。

（四）缺乏實踐性

信息技術實踐性比較強，但是在實際教學中受到各種外在因素的影響，學生獲取知識的途徑僅僅依靠書本，所獲取的知識也只能是理論方面，導致學生對知識的掌握僅僅處于表面，缺少通過理論知識解決實際問題的機會，直接導致學生無法深刻理解相關信息技術知識，無法理解信息技術課程開設的意義，不利于學生信息技術素養的提升。

四、教學策略

（一）提高認識，轉變觀念

要想在高中信息技術課堂培養學生的計算思維，首先要改變學校、教師、家長及學生對信息技術學科的傳統認知。學校及教師應當認識到在當今社會發展中，信息技術所占據的重要地位，轉變教師與學生對信息技術“副科”身份的認識，讓學生認識到自己所學知識對社會發展的積極作用，增加學生學習知識的動力，為培養學生的計算思維打下基礎[5]。學校要增加其課程開設數量，加強機房等設施的利用率，同時引進專業的技術人才，為培養學生信息技術素養提供堅實的保障。教師要逐步提升自己的專業素養，改變傳統的教學思維與模式，通過網絡視頻、教師交流等渠道獲取最新的教學理念，并將其與實際課堂進行深度融合。教師要在課堂中引導學生不要以“副科”的眼光看待信息技術，充分認識到信息技術對人類發展的促進作用，進一步激發學生的學習熱情。

如在“信息系統與社會”的章節內容教學中，教師就應在課前做好充足的準備，明確本節教學的目標，即讓學生明確“信息技術的發展歷程”，思考“信息技術與人類的聯系”等。在講解信息技術的發展情況時，以自動駕駛汽車、智能機器人等在現實生活中的應用為例，讓學生獨立思考、大膽想象，暢想信息技術在未來生活中會為人們帶來哪些改變，增強學生對信息技術的學習興趣，從而愛上信息技術的學習。

（二）創新教學方法

傳統的教學方法雖然能夠讓高中生了解基本的信息技術知識，但是能讓高中生做到熟練掌握和深入應用，卻是很難實現的。因此，教師要逐步改變傳統的教學方法，積極學習各種新型前沿知識，并將其與信息技術課堂進行有機融合，提高信息技術課堂的教學效率，促進對學生計算思維能力的培養[6]。

培養學生計算思維不僅僅需要科學的教學方法，還需要對教學內容進行嚴格設計與分析。在實際的教學中，積極采用新的教學理念，提升信息技術教師的學科素養，不斷優化與革新教學模式，以課本內容為依托，但又不僅僅局限于書本，積極發揮教師在信息技術課堂的引導作用，讓學生能夠自覺地思考問題、發現問題、探究并最后解決問題。這就需要教師根據教學的內容合理地選擇教學方法，促進學生計算思維的提升。教師在教學中以明確的計算思維進行講解，在一遍遍的接觸中，學生也會逐步形成相應計算思維。

如在“人工智能的運用”這一課的教學中，在正式授課之前，教師首先通過視頻、動畫及講解的方法，逐步引導學生進入專業知識的學習。如教師可以播放各種ET工業圖片，讓學生思考運用了哪種技術，而后通過視頻帶領學生了解人工智能在工業、農業、日常生活中的應用。其次，在程序編碼教學中，教師應當給予學生充足的練習時間，同時布置相應的課后作業，對學生進行分組，讓每一組學生運用之前所學的Python 語言設計出一個小程序，此時組內每一位學生則需要進行相應的數據代碼編寫，最后將小組所有成員所寫的程序進行總結、歸納及展示。通過這樣的教學方法，學生能夠及時鞏固之前所學的知識，對于構建信息知識體系有著積極的促進作用。

（三）豐富教學內容

高中信息技術知識具有碎片化這一特點，加之學生缺乏時間及機會，導致學生雖然已經在理論知識上掌握了解決方法，但是不能在實際操作中解決實際問題，學生本身也無法形成有效的解決問題的計算思維及其知識框架[7]。為了提高學生對信息技術知識的實際應用能力，教師在教學過程中應該增加諸多生活化內容。計算思維的培養作為一個長期的過程，需要教師在課堂上進行合理的教學設計，一方面，教學內容需要緊貼學生需求，并且將學生所熟悉的生活融入其中，以此促進學生對知識的掌握，激發學生的學習欲望。另一方面，教師要通過合理的教學設計，對學生的計算思維進行培養，使得學生在掌握諸多內容的同時，提升其自身的計算能力。

如在“計算機解決問題”這一內容的講解中，教師首先可以提出：“現在大家用QQ、微信等軟件時，都需要設置密碼，而密碼設置得太簡單會不安全，太復雜自己又會忘記，那么，我們應該如何設計出最為合適的密碼呢？”面對這一問題，學生會進行激烈的討論。隨后，教師便可以提出“如果運用自己所學的算法來設置密碼，是不是即使忘記也能夠通過程序推導出密碼呢？”通過這樣一個生活情景的創設，便可以引導出本章的教學主題。通過引入一些最新的信息技術的應用場景，積極構建出相關的教學內容，激發出學生的參與熱情，以培養高中生的創造力，提升其應用計算思維解決問題的能力。

（四）遵循規律，循序漸進

雖然高中時期學生已具備較強的認知能力，但是在面對計算思維這一抽象概念時，學生理解起來依舊存在困難。尤其是班級內學生信息技術素養存在較大差別，教師更要清楚地認識到這種差異的存在。因此，在實際的教學中，不能單純為了培養信息技術而培養，而是要從高中生學習信息技術的實際出發，根據學生已有的基礎，遵循學科發展規律，做到科學合理有序地培養。

如在“算法的控制結構”中，其中分支結構作為比較簡單的內容，學生理解起來比較輕松，此時教師就可以從最為簡單的部分開始。首先，教師設計出一個分支結構，帶領學生分析其所具有的內容與格式。在此基礎上，教師可以通過播放“機器人走正方形”的動畫，讓學生思考其所用的控制結構形式，待學生思考結束后展示其循環結構流程圖。通過這種由簡單到復雜的講解方法，幫助學生快速理解相關問題，在這一過程中，學生的計算思維也會得到培養。另外，教師可以借助互聯網將課堂上講解的內容及課后習題答案上傳至學習平臺，供學生自主學習，而且教師可以與學生進行交流，將課堂逐步擴大至課外，不斷強化學生的計算思維。

五、總結

計算思維作為學好信息技術的四大素養之一，對學生知識的學習及未來的發展都具有十分重要的意義。然而，受到應試教育及升學率這一大環境的影響，信息技術這一對人類社會發展具有十分重要意義的學科并未受到應有的重視。存在著學校缺乏重視、教師專業化程度不高、學生信息意識不足及缺乏實踐性等諸多問題，嚴重影響了信息技術教學的高效進行。面對當今高中信息技術教學中存在的問題，首先要轉變學校、教師及學生的思想認識，改變其對信息技術“副科”的固有認識，逐步改變教師的教學理念，提高教師的素質水平。在此基礎之上，教師要進一步優化課堂教學設計、豐富教學內容及遵循學科內在規律，循序漸進地推進信息技術學科的發展，以期在未來的教學中，提升學生的計算思維。