基于計算思維培養的高中信息技術教學設計探究

劉阿尾

摘 要普通高中信息技術的核心素質包括信息意識、計算思維、數字學習與創新、信息社會責任。本文以廣東教育版《循環嵌套》課程為例，從教學目標、任務設計、教學資源等方面探討了計算思維在教學設計中的滲透，以提高學生的核心素質和解決問題的能力。

關鍵詞高中信息技術;核心素養;計算思維

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2020）08-0137-01

如何激發學習興趣，提高學生的課堂參與度，促進學生的學習和探索，是教師在開發教學資源時需要考慮和解決的問題。教學資源的形式可以多種多樣，如流程圖、程序代碼、自主學習任務列表、視頻動畫等。對于高中信息技術學科，教學資源可以更加豐富。

一、撰寫教學目標時滲透計算思維

在教學設計時，筆者將《循環嵌套》的教學目標確定為：（1）了解循環嵌套的概念和基本思想;（2）掌握“For-Next”循環結構的打印輸出圖形;（3）能運用循環的嵌套解決生活中的實際問題。

循環嵌套的基本格式可以歸納為八個字：從內向外，不能交叉。根據循環嵌套的原理和計算思維處理問題的本質，可以將問題分解為三個子目標：（1）如何確定內外循環及其循環變量名，做到不能重復，也要避免交叉;（2）如何確定循環語句，能夠準確執行;（3）如何優化程序設計結構，以便提高解決問題的效率。通過以上三個子目標的解決引導學生建構正確的數學模型，確定循環結構。

通過這種方式，復雜算法和思路在解決問題的過程中被分解成若干子問題和子目標，教學理念也可以適用于其他經典算法教學。在學習目標實現的過程中，學生逐步提高計算思維。

二、任務設置時涉及計算思維的培養

（一）新課引入環節的任務設置

向學生展示課前設計調試的九九乘法表程序的運行結果，激發學生的求知欲，激發學生對本課的興趣。

（1）通過任務復習循環結構。

任務：利用FOR循環語句，輸出一行圖形（五顆星號）。*****

（2）提出問題

上面的代碼完成了在一行內輸入5個星號，如果要得到三行同樣的圖形，即如圖1所示的圖形，應該怎么寫程序呢？

給學生五分鐘時間自由討論和上機實驗如何實現輸出上面的字符圖形。

（二）“主題任務”的設置

在循環嵌套例題的教學中，任務貫穿于整個教學過程，能夠深入地解釋問題，加深學生的印象。筆者稱之為“主題任務”。在本節中，筆者設置了以下任務：

探究1：嘗試更改程序，輸出5行6列的圖形。

探究2：輸出直角三角形圖形，觀察該圖形的特點，其規律是第一行輸出1個圖形，第二行輸出2個圖形，第j行輸出j個圖形。由剛才的嵌套循環例子可知，外循環控制的是輸出的行數，內循環控制輸出列數，因此只需在圖形1程序的基礎上把Fori=1To5的終值5改為j即可，學生自己上機驗證修改后的程序是否能得到直角三角形圖形（圖2）。

探究3：輸出直角三角形數字矩陣。這個圖中的形狀和圖2中的一樣，只是每個位置字符不同。圖形的程序代碼如下：

探究4：終極挑戰

（1）效果演示

把課前調試好的課本上的程序運行結果再次演示給學生看，讓學生仔細觀察結果頁面。

（2）程序界面設計

由學生參考演示界面自行完成。

（3）程序代碼填寫

三、準備教學資源時考慮計算思維的培養

在循環嵌套式教學設計中，筆者編寫了自主學習任務列表，并在課前分發，使學生有足夠的時間思考上述任務，為學生計算思維的培養和應用提供了載體。教學資源的開發和利用在很大程度上影響著課堂的效果。

計算思維的培養是提高高中生解決問題思維能力的基本要求。因此，在課程教學中，教師必須重視計算思維的培養。

參考文獻：

[1]李俊杰.高中信息技術課程教學中計算思維培養的策略探析[J].中國信息技術教育，2014（24）