計算思維在初中信息技術教學中的實踐探討

彭 炎

（江蘇省常州市新北區實驗中學，江蘇常州 213000）

引 言

初中信息技術是培養學生獲取信息、利用信息、處理信息的重要基礎課程，在信息時代發展環境下，信息技術不僅是學生適應社會發展的必備修養和能力，更是學生解決和挑戰各種難題的綜合能力。為了使學生可以更好地理解、應用和開發信息數字世界，教師在課堂教學中要重視對學生科學思維的培養，讓學生在計算思維發展和形成的過程中，綜合運用多種數字工具和信息技術、資源解決問題，促使學生從探尋問題的解決方法中，實現創新思維和信息素養的全面發展。

一、理解信息本質特征，感受科技知識原理

計算思維是運用計算機科學概念解決問題的過程，在實際教學中，教師將各個知識點分散構成多種數據資源，促使學生在信息數據收集、分類、存儲的基礎上進行問題求解。計算思維在初中信息技術課程中的應用，實際是一種以工程思維與數學思維互補融合形成的解決問題的工具。學生在應用計算思維解決問題的過程中，有多種基本方法，如可以建立邏輯視圖的抽象工具，形象化表述和思考問題；也可以將問題分解為多個步驟，簡化解題過程。所以，在信息技術課程教學中，教師要引導學生探究知識概念的本質特征，使學生可以運用邏輯思維和計算機語言，形象化描述出解決問題的思路。初中信息技術是涵蓋電子技術、通信、計算機語言的時代前沿的技術學科，在實際教學中，教師要引導學生以科學的態度去探索信息技術。為了加深學生的理解，教師可以通過生動形象的學習情境將學生的思維引入知識概念中，促使學生在把握信息技術本質的基礎上，在實踐、探究、求證的過程中，可以靈活運用計算機思維中抽象、程序、分解等解決問題的方法。

例如，在教學《有效獲取信息》一課時，教師可以通過信息數字的故事情境，幫助學生理解信息社會本質特征和文化價值，進而幫助其逐漸形成運用數字工具解決問題的思維習慣。當學生充分掌握信息技術中蘊涵的知識和原理后，教師就可以將相關知識進行概念化和抽象化處理，如可以在學生掌握獲取信息過程以及信息加工存儲方法的基礎上，讓學生體驗信息技術的人性化和大眾化的發展趨勢。之后教師可以向學生提出問題：“同學們，周日我們要去郊游了，但不知那里有多遠，天氣情況怎樣？”通過生活情境指導學生分析信息獲取的一般過程，讓學生從生活角度感受科技發展的歷程。為了使學生更深入地理解和感受科技知識原理，教師要在具體教學實踐中，引導學生挖掘其中的人文價值，提高其對信息技術的敏銳性，使其潛意識地樂于適應信息時代的發展變化，并在獲取信息的“時間范圍”“地域范圍”“內容范圍”的比較中，有效拓展和更新信息科技知識，使自身的計算思維和理解能力得到發展和提升。

二、應用可視思維工具，發展數字理解能力

計算機對人們的思維習慣、思維方式、思維能力產生了深刻的影響，運用計算機能夠促進學生的思維發展，是提高學生讀寫算等普適技能的有效途徑。計算思維并非學生怎樣進行計算機編程的過程，而是一種思維和概念，可以幫助學生高效快速地解決實際問題。當計算思維真正融入學習中時，其就會成為解決問題的有效工具。因此，教師要培養學生對知識結構的重新組合能力，使學生在解決問題過程中可以有效把握信息技術知識概念之間的邏輯性，從而進一步促進學生對知識技能的理解。思維導圖又稱心智圖，是一種可視化思維工具，可以提高學生的思維品質，幫助學生清晰地梳理各個信息技術概念之間的聯系，并進一步建立完整的知識結構[1]。教師在指導學生解決問題的過程中，要遵循最近發展區原則，向學生提供具有挑戰性又適合學生進一步發展的概念問題，縮小學生思維中基礎知識和深奧知識之間的距離，這樣不僅有助于學生思維智慧的開發，更有助于學生對基礎概念知識的鞏固理解，進而有效促進知識之間的遷移。

例如，在教學關于網絡各知識點難題的過程中，教師可以指導學生運用計算機上的Smartdraw 和Mindmapper 等軟件繪制思維導圖。在繪制圖形前，教師要組織學生對網絡重點知識概念進行討論和描述，讓學生可以進一步鞏固網絡基礎知識，加深對網絡知識難點的掌握程度。在通過討論交流確定題目知識點后，教師引導學生在頭腦中建立起與網絡知識點抽象概念的聯系，并以“計算機網絡”為中心向外發散思維，發現信息技術環境下“網絡”概念知識的相同點和邏輯關系。接著教師應通過繪制各個知識概念的分支節點，幫助學生梳理“因特網”“信息安全”“網絡協議”等網絡知識概念，使其構建起系統的可視化知識結構。運用思維導圖建構信息技術的基本知識結構，可以使學生的頭腦中清晰地梳理信息技術概念之間的脈絡關系。當學生能夠明確各個知識概念之間的邏輯關系后，教師可以組織學生選取“收發郵件”“搜索引擎”等某一個知識節點進行實踐體驗，進一步深化對信息技術知識的學習，促使學生在互助協作的學習過程中，達到新的發展區，實現計算思維和信息技術內容的有效融合。

三、樹立信息建模思想，明確問題解決過程

計算思維是利用抽象、分解、簡化、程序、算法、邏輯思維高效解決問題的思維形式。在實際解決問題過程中，學生的思考是被動和機械性的，即使在反復的操練體驗過程中，也無法把握問題知識的解決規律。因此，教師可以通過建模思想，引導學不斷地探尋問題的內在聯系，并通過構建和調用已有模型，切實提高對問題的解決效率。在實際解決問題的過程中，教師要啟發學生分析信息技術問題產生的原因，促使學生在思考解決問題方法途徑的實踐中，發現最優的解決途徑，并將其簡化成解決問題的有效模型。而在解決分析問題時，學生要通過觀察、對比、分類、整理來確定問題的規律特征，并運用信息技術知識和思維方式，構建問題的解決思想和方法。

例如，在學習關于WPS 文字、表格、演示軟件界面知識過程中，學生可以快速調用相似的問題模型，找出辦公軟件中相同的選項卡等多項功能。所以，無論是在數據統計還是文字處理的過程中，學生都可以從實踐體驗中抽象出一般規律，并建立模型，這樣再次遇到相似問題時，其就會自覺執行模型中的步驟，簡化問題的解決過程。同樣在Flash 動畫軟件學習時，學生可以通過深入的分析探索，確定腳本與動畫序列的關系，提高學習質量。

結 語

綜上所述，計算思維與日常生活具有緊密聯系，教師在信息技術課程教學中，應注重對學生科學概念的培養，使學生可以深入地感受和理解數字世界的文化價值，并綜合利用數字工具和信息技術對問題進行處理。同時，教師要鼓勵學生積極實踐、體驗和探究，指導學生以科學的態度去探索數字信息技術，幫助學生更好地理解計算機世界的本質特征和內涵，進一步使其在計算思維的聯想擴展中，不斷優化問題解決方案，有效實現信息素養和計算思維的發展提升。