計算思維在高中信息技術教學中的設計方法

李澤文

【摘 ? ?要】計算思維指的是運用計算機科學的基礎概念，以計算機解決問題的方式去思考問題、求解問題、設計系統與理解人類行為的思維。在解決不同的問題時，運用計算思維可以將不同的問題抽象為一般問題，之后運用計算機和信息處理技術解決問題。在高中信息技術教學中，教師可以重視培養學生的計算思維，不斷提高學生的思想認識，通過設計任務驅動模式、協作學習模式、探究教學模式等，在這個過程中更好地調動學生思維，促進學生進行相關創造，更好地解答相關問題，進而有效培養學生的計算思維。

【關鍵詞】計算思維 ?高中信息技術 ?任務驅動 ?協作學習

中圖分類號：G4 ? ? 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2020.17.014

計算思維不能等同于程序設計思維，它和邏輯思維等思維一樣是一種必備的思維能力，具有三種典型的特征：一是和計算機程序設計和編程思維不一樣，不能簡單地照搬程序等機械操作，是需要不斷學習和鍛煉的、需要靈活運用的綜合思維;二是一種思維方式，是在學習科學文化知識、學習計算機理論知識和實際操作中逐漸形成的思維，能夠為一般生活和工作提供幫助;三是需要與數學思維、工程思維和邏輯思維等緊密地聯系起來，需要不斷地發展與完善。因此，在高中信息技術教學中，教師可以以課程的主要內容為基礎，指導學生學習理論知識和培養學生實操技能，不斷提高學生的思想意識，從而更好地培養學生的計算思維。

一、運用計算思維解決問題的一般流程

計算思維是一種運用計算機概念、像計算機一樣解決問題的思維，解決問題的一般流程包括：一是制定問題，并運用計算機和其他輔助工具探究問題;二是在符合邏輯的基礎上分析數據;三是結合模型、仿真和抽象思維再現數據;四是通過有序步驟的算法思想，探究解決方案和主要流程;五是分析可能的解決方式，尋找科學合理的解決方案，并結合資源和流程解決問題。

二、高中信息技術教學中培養學生計算思維的相關設計

（一）設計任務驅動模式，啟發學生計算思維

計算思維不是要求人類像計算機那樣思考，而是一種求解問題的途徑，是一種解決問題的思維方式，它主要利用啟發式的推理來尋求解答，在不確定的情況下進行規劃、學習和調度，利用海量數據加快運算，在時空之間權衡處理能力和存儲容量。因此，在高中信息技術教學中培養學生的計算思維，教師首先可以設計任務驅動模式，讓學生在不了解基礎知識的情況下進行思考和探究，讓學生通過規劃、學習與調度等，進而啟發計算思維[1]。

例如，教科版高中信息技術“文本信息加工”的課程教學中，教師可以根據文本內容與教學目標創設一些學習任務，通過導入圖文信息的方式啟發學生，讓學生在獨立思考、小組合作探究、動手操作中進行回推，從而逐漸找到問題的答案，完成相關任務，在此過程中啟發學生計算思維。比如教師可以創設以下幾項任務：常用的字處理軟件有哪些，分別有什么作用？其基本的特征可以總結為哪三點？試說明Word軟件中工具欄常用功能的含義。之后教師可以展示記事本、寫字板、Word、WPS、Dreamweaver、Frontpage等幾種軟件的圖標和主頁面，展示記事本和Word簡單操作的微視頻，展示Word軟件中的工具欄截圖。學生便可以結合這些圖文與影像信息，在思考與動手操作中解決問題和完成任務。

（二）設計協作學習模式，培養學生計算思維

教師還可以根據高中信息技術的課程內容，運用小組合作的方式進行教學，先運用生動的情境導入教學，之后再提出一些問題，讓學生以小組為單位思考和解答相關問題，小組內部互相協作，之后進行展示，教師根據各組代表的展示情況進行總結[2]。教師通過設計類似的協作學習模式，可以有效培養學生的計算思維。

例如，在教科版高中信息技術“音頻信息的加工”一課中，教師可以先利用多媒體工具播放各種音頻文件，比如有市場上的叫賣聲、英語聽力內容和廣播新聞內容等，之后提出問題：這些聲音是怎樣錄入和傳輸的呢？在學生試著回答后，確定“運用數字化音頻設備現場錄音”的主題，之后指導學生進行小組合作學習。教師可以指導各個小組選擇聲音源、選擇麥克風等硬件設備和錄音軟件、規劃需要錄制的內容，之后讓各個小組設置麥克風書信和調整輸入音量，并啟動錄音軟件開始錄音，最后結束錄音和保存音頻文件。通過設計這類協作學習的模式以及引導各個小組參與其中，可以有效培養學生的計算思維。

（三）設計探究教學模式，鞏固學生計算思維

為更好地鞏固學生的計算思維，教師可以設計探究教學模式，通過設定探究主題，讓學生運用所學知識，設計規劃、分配任務、開發制作和評估測試，最后進行課堂展示，在此過程中需要運用到計算思維，可以有效鞏固學生計算思維[3]。

例如，在教科版高中信息技術“信息集成一般過程”一課中，教師可以結合信息集成的概念，設計一項探究主題，在此過程中培養和鞏固學生的計算思維。所謂信息集成是指根據主題內容，把文本、聲音、圖像、動畫與視頻等素材，有計劃和有目的地組織起來，為主題服務。為此，教師可以設計“我的家鄉”主題任務，讓學生運用之前所學的文本輸入、圖像處理、簡單動畫制作、音頻與視頻加工等知識，運用Word、PPT、Flash、錄音機、PS和Pr等軟件，選題立意、設計規劃、開發制作、評估測試和課堂展示等。在此過程中，各個小組可以確定介紹家鄉的主題，設計講解自然風光、歷史文化和民風民俗的目標，規劃這些內容的主要結構，收集、加工圖文與影像素材，并運用以上軟件制作PPT文件、動畫和微視頻等，并在小組之間進行小范圍測試，收集學生反饋的數據，并根據評價進行修改和完善，最后分組展示在課堂上，由小組代表講解這些內容。教師可以根據各個小組代表的展示情況以及小組的交流探討情況等，進行科學的評價。

綜上所述，本文主要結合計算思維在高中信息技術教學中的設計方法的相關主題，通過探究運用計算思維解決問題的一般流程，在此基礎上探究高中信息技術教學中培養學生計算思維的相關設計。在具體的教學中，教師可以通過設計任務驅動模式、協作學習模式、探究教學模式等，更好地啟發、培養和鞏固學生的計算思維，提高高中信息技術的教學效果。

參考文獻

[1]姚海.高中信息技術課程教學中計算思維的培養方法[J].中小學電教：下，2016（1）：9-10.

[2]張馨月.計算思維在高中信息技術基礎教學中的應用研究[D].四川師范大學，2015.

[3]楊健.高中信息技術基礎教學中計算思維培養的案例研究[J].中小學信息技術教育，2016（007）：57-59.