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

課題：本文是江蘇省教育科學“十三五”規劃2020年度普教立項課題“基于計算思維的高中生設計與智造項目化實踐研究”（課題批準文號：D/2020/02/283） 的階段性成果。

任?。?979.08-），男，江蘇無錫，本科，中學高級教師，研究方向：高中信息技術教學、計算思維。

摘要：隨著社會的高速發展，我國教育事業實現了全面的改革，在現代化教育理念下，更加注重學生核心素養的培養。高中是學生學習和成長的關鍵時期，這一階段的學生各方面能力和認知正不斷形成，具有極強的可塑性。教師作為學科教學者，應遵循與時俱進的原則，創新教育理念，將核心素養融入教學之中，以此促進學生全面發展。在高中信息技術課程教學中，教師應打破傳統教學思維束縛，不斷創新教學方式，關注學生學科關鍵能力和核心素質的培養，尤其要注重學生計算思維能力的形成。計算思維的培養是高中信息技術教學中的重中之重，也是學生是否具備信息素養的重要前提。鑒于此，本文著重分析高中信息技術教學中學生計算思維培養存在的主要問題，并結合實際問題提出有效對策。

關鍵詞：高中；信息技術教學；計算思維；問題；對策

在當前社會環境下，人們生活水平不斷提高，各類高新技術被廣泛應用于日常生活和工作中，極大地改變了人們的生活方式和工作模式，為人們帶來了諸多便利。其中，信息技術被廣泛應用，涵蓋了生活中的方方面面。在這一背景下，社會各領域對綜合型人才有著更高的要求。綜合型人才必須具備信息素養、掌握各類信息技術，并且具有計算思維。

高中信息技術課程是培養學生計算思維的主渠道。為了讓學生更全面地了解并探索信息技術，提高對計算機科學的認知，廣大教育工作者應將培養學生計算思維作為主要的教學目標，深化教學內容，讓學生更為清晰透徹地理解信息技術，掌握計算機科學，促進學生核心素養的綜合發展。但就目前來看，在高中信息技術教學中還存在一些不足，如教師未能深入理解計算思維、教學方式未能更新、學生自身計算思維能力薄弱等。這些不足之處嚴重影響了信息技術課程的教學質量，阻礙了學生計算思維的發展。因此，對于教師來說，應該對教學內容、教學方式進行全面分析，了解教學中存在的問題，并結合自身教育經驗、學生學習需求等多方面提出行之有效的解決對策。

一、計算思維概述

所謂計算思維，是指學習者在面對問題時，能夠運用專業的信息技術知識、計算模式以及邏輯等對問題進行深入思考、分析，從而更好地解決實際問題。計算思維是一種抽象的概念，具有極高的理論價值。在高中信息技術教學中，不僅要求學生具備一定信息素養以及計算機科學基礎，還要求教師自身信息素養過硬且具有與時俱進的教學意識。通過各類教學方式的應用、教學內容的拓展以及知識的延伸，循序漸進地在教學之中滲透計算思維，將抽象的計算思維變得更加具象化，使學生對計算思維有更直觀的了解和認知，從而實現培養目標。高中生正處于身心發展的關鍵時期，培養學生的聚散思維具有極大的價值。不僅能提高學生的創新能力，還能幫助學生在遇到問題時，借助信息技術進行分析，降低問題難度，解決實際問題。計算思維涉及范圍較廣，不僅要求學生掌握高中信息技術課程的專業知識，還要求學生具備學科知識整合能力，能夠應用多學科知識分析問題并解決問題。因此，在高中信息技術教學中，教師要做好對學生計算思維的培養，挖掘教材中的計算思維，并潛移默化地滲透到教學中，促進學生計算思維的形成，實現信息技術課程的改革。

二、高中信息技術教學中學生計算思維培養存在的問題

（一）缺乏對計算思維的深入理解

在高中信息技術教學中，教師是課堂教學活動的設計者和實施者，學生所開展的一切教學活動都源于教師的引導。因此，在整個教學過程中，教師的信息素養以及是否具備計算思維尤為重要。目前雖然計算思維已有很長歷史，但部分高中信息技術教師缺乏對計算思維的深入理解。受應試教育影響，大多數學校更加關注學生在文化科目上的成績，而忽略了信息技術學科的重要性。學校的信息技術課時數量少，教師在開展教學活動時，過于形式化以及隨意，沒能將計算思維很好地融入教學之中，忽略了對學生核心素養的培養。在這一背景下，大部分教師很少深入研究計算思維和《信息技術課標》，對計算思維的理解往往只停留在表面。在教學中，教師沒有將計算思維與學生認知以及信息技術教學目標相結合，阻礙了學生計算思維的發展。

（二）教學方式單一

教師的教學方式在一定程度上決定著課堂教學內容的講解范圍以及教學質量。在高中信息技術教學中，教師應遵循以人為本的教育理念，將學生置于主體地位，結合學生的學習需求、認知特點以及信息技術課程教學目標進行綜合分析，并創新教學方式，以此促進學生主動學習，并在學習探索過程中形成計算思維。但在實踐中，仍有部分教師受傳統教育觀念影響，在教學內容上過于注重信息技術課程的理論知識講解，忽略了此課程的實踐操作技能的培養，產生了“重理論，輕實踐”的現象。另外，在教學方式上，部分教師往往采取傳統的照本宣科的教學方式，圍繞教材內容進行講解，沒有結合現實生活將知識點進行延伸和拓展，也沒有關注學生在課堂中的學習狀態。這一情況導致學生長期處于被動學習的地位中，很難突出自身的主觀能動力。長此以往，不僅會降低學生學習興趣，還不利于培養學生的計算思維能力。

（三）學生自身計算思維薄弱

除教師因素外，學生因素也是影響計算思維能力形成的重要原因之一。相較于初中信息技術課程，高中信息技術課程的知識覆蓋面廣、內容更深。它不僅要求學生掌握計算機的基本知識原理，還要提高他們的動手實踐能力，使他們能夠形成計算思維，并在日常生活中運用計算思維來思考問題和解決實際問題。但在實踐中，由于每個學生本身存在一定的差異，無論是學習能力、認知思維還是學習需求，都各有不同。很大一部分學生對信息技術的理解往往來源于平時的“網上沖浪”以及網絡游戲，缺乏對計算機科學深層次分析的能力。在這種情況下，學生的計算思維能力必然會受到影響。

（四）教學評價不完善

教學評價是信息技術教學中必不可少的環節，它能幫助教師掌握學生的學習狀態和學習情況，也能幫助學生認識到自身的不足之處，以便有針對性地進行學習。因此，科學合理的教學評價對計算思維的培養至關重要。但在實際情況是將信息技術學科僅作為普通的學業水平考試科目，它不是高考必考科目。因此，一些學校和教師為了應付學業水平考試，只將信息技術課程當作“考前培訓課”來教授，只針對考點進行粗略的講解以及題海訓練，讓學生通過考試。這與《信息技術課標》中設定的教學目標相違背，無法真正促進學生計算思維的培養。以考試為目的的教學會讓教師更關注學生的考試成績，而忽視了學生在學習過程中的狀態和想法。在這樣的情況下，教學評價就失去了原本的價值，無法真正促進學生計算思維的培養。

三、高中信息技術教學中學生計算思維培養的對策

（一）轉變教學觀念，深入理解計算思維

經上述分析了解到，教師自身對計算思維的理解深度在一定程度上決定了高中信息課程教學的質量。為進一步提高高中信息技術課程質量，促進學生計算思維能力的綜合發展，教師應以身作則，努力提高自身對計算思維的理解，主動學習新的教育理念，豐富教學方式，為學生計算思維能力的培養打下堅實基礎。

具體來說，教師應全面遵循《信息技術課標》內容指導，真正地將新的教育理念應用到實際教學中。同時，教師還必須形成主動學習、自覺學習的意識。由于信息技術課程與我們的日常生活密切相關，關乎時代的發展，所以，在日常教學和生活中，教師應保持清醒的學科專業意識，努力做好專業知識的整合，以適應時代的發展以及技術的進步。

另外，學校應重視高中信息技術課程，了解計算思維對學生未來成長和發展的幫助，將信息技術課程納入重點課程考核目標范圍，提高廣大教育工作者對該學科的重視。學校還應主動開展培訓工作，可采取線上加線下的雙線培訓模式，全面提高每一位信息技術教師的專業能力和信息素養，使他們全面透徹地了解計算思維以及培養學生計算思維的重要性，并將計算思維的培養滲透到教學的各個環節中。為了鼓勵教師主動學習，提高教師的學習積極性，學校主管部門可適當引入獎懲激勵機制，對表現較好、樂于學習的教師進行獎勵，切實提高教師積極性，促進教師專業素養的提升。

（二）注重學生自主學習，發展學生計算思維

學生是否能在教學活動中自主學習、自主探究，是其形成計算思維以及發展計算思維的關鍵所在。高中生各方面能力和認知正不斷形成，大多數的認知來源于生活中的實踐。因此，在信息技術課程中，教師應注重學生的自主學習，創設高質量的教學活動，引導學生主動參與到課堂學習活動中，提高學生的專注度，使學生在解決問題的過程中形成計算思維。具體來說，教師應結合學生學習需求與教學內容特點，創新教學方式，為學生營造自主學習的環境，讓學生在自主學習的過程中主動思考，發展思維。

以教科版教材為例，在學習高一信息技術課程《認識數據》這一單元時，可結合任務教學法來施教。這一單元中的“數據編碼”，是幫助學生了解文本數據編碼方式以及熟練掌握二進制與數制的轉換。其中，教學重難點是二進制與數制的轉換。在了解教學重難點、明確教學目標后，教師可先借助視頻讓學生觀看，觀看完畢后分析出視頻中所出現的數據的形式，并解決“在計算機存儲中，通常用哪兩個數字符號表示”的問題。在這一環節后，教師又可聯系教材內容，讓學生結合教材內容自主探究，明確掌握本小節的重點內容。當學生探究完畢后，教師可讓學生闡述“二進制的概念”，并通過計算機將二進制數、十進制數和十六進制數互轉。設計這種任務教學的方式對學生計算思維能力的培養有著極大的幫助，可以讓學生在主動學習的過程中了解問題、探究問題并解決問題。

（三）運用分層教學，促進學生共同進步

由于每位學生的學習能力、學習需求等各方面都有所不同，因此具有極強的差異性。為了更好地保證教學效果，提高學生的學習能力，促進每一位學生計算思維的形成，教師應該開展分層教學。教師應當充分了解每位學生的學習特點和實際情況，對班級學生進行相應的層次分級，并為每個層級的學生設計相應的教學任務以及課程教學內容，讓學生在個人認知領域內吸收專業知識。通過這樣的方式，能夠提高學生的學習興趣，增強學生的學習信心，促進學生計算思維的形成。一般來說，教師可以根據“學生對計算機的了解程度”進行分組，例如，對于一部分對計算機的日常使用頻率較低、基本操作有一定困難、對計算思維的理解較淺的學生，可以將他們分為不同的層級，并為他們設計相應的問題。

在教科版高一信息技術課程《計算機系統的組成》的教學中，教師可以針對這一節內容對學生進行相應分層，并設置問題。對于第一級學生，主要讓他們了解計算機系統的組成部分，并描述其工作原理。對于第二級學生，可以通過實踐的方式探究計算機系統的硬件組成，以此提高學生的認知。對于第三級學生，教師可以讓他們在了解完計算機硬件和軟件后，使用計算機的某一程序，并分析程序在運行過程中，計算機各組成部分是如何配合的。通過設計這樣的層次性問題，能夠提高每個層級學生的學習興趣，幫助他們克服因學習水平差異而產生的學習困難，最終促進學生計算思維的形成。

（四）優化教學評價，培養學生計算思維

在信息技術教學中，教師應將結果性評價轉變為過程性評價，關注學生在課堂中的表現情況，了解學生對知識點的掌握程度，并結合學生各方面能力進行綜合評價，以保證教學評價的完整性和全面性，從而培養學生的信息素養。具體來說，在教學評價中，教師可以采取“師生評價”或“生生互評”的方式，引導學生根據學習內容自主評價。例如，評價不同小組學生在課堂中的表現情況，然后由教師進行相互點評，了解學生回答問題的次數、完成任務的積極性、在探究過程中的自主性，最終進行綜合評價，確保教學評價的合理性。通過這種方式，可以全面提高信息技術評價質量，對學生計算思維的培養有著極大的促進作用。

四、結束語

綜上所述，高中信息技術課程宗旨在于培養學生核心素養、提高學生計算思維。在實際教學中，教師應以身作則，轉變教育觀念，創新教學方式。例如，開展任務教學、運用分層教學，以此提高學生在課堂中的學習積極性，促進學生計算思維的形成。與此同時，教師還需要構建完整的教學評價體系，注重過程性評價，全方位了解學生在學習中的整體狀態和學習情況，明晰學生在學習中的問題并鼓勵學生自主解決，最終，促進學生計算思維的形成與發展。

作者單位：任健 江蘇省無錫市輔仁高級中學

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