計算思維培養下的初中信息技術課堂教學

安徽省宣城市寧國市第一初級中學 李文浩

信息時代使信息技術的教學地位日益提升，計算思維更是在信息時代發揮著重要作用，并逐漸成為信息技術課程重要的教學內容。培養計算思維有助于提高學生的思維能力和計算機運用能力，同時在一定程度上也能發展學生的創新思維，培養創新能力，以適應社會對綜合型人才的需要。而學生在具備計算思維的條件下才能滲透信息技術的課程。因此，在初中信息技術的課堂教學過程中，教師應該結合課程內容培養學生的計算思維能力，從而為學生的未來發展提供無限的可能。

一、培養學生計算思維的重要性

計算思維是指運用計算機科學的基礎概念進行分析問題、解決問題、設計程序等的思維方式，所以培養學生的計算思維對初中信息技術課程的學習較為重要。初中教師應該在信息技術的課堂教學中重視學生計算思維的培養，使學生熟悉計算機的基本技術，引導學生積極運用所學的信息知識解決問題，從而有效提高信息技術的課程質量。其次，在初中信息技術的課堂上加強計算思維的培養，能夠幫助學生掌握有關信息技術的基本技能，同時使學生能夠利用所學知識解決信息技術的相關問題。在信息技術快速發展的時代背景下，重視學生計算思維的培養和實際運用，對信息技術的課程發展有重要意義，不但能有效開發學生的潛能，為學生的未來創造機遇，而且有利于提升學生的計算機操作能力，幫助學生有效掌握計算機基本工作原理和基礎知識，為信息技術的深入學習與研究提供保障。

二、初中信息技術課堂教學中計算思維培養的策略探究

（一）重視學生算法思維的培養

算法思維是計算思維的重要內容，在進行初中信息技術的授課時，教師可以有機結合游戲和教學，充分調動學生學習的積極主動性，使學生在日常的游戲教學中培養一定的算法思維，從而幫助學生深入理解初中信息技術的知識。

以“分治算法”的教學為例，分治算法是信息學競賽中常用的幾種算法之一，教師可以在授課的過程中融合猜數字的游戲，引導學生積極參與游戲，有助于學生理解分治算法的原理。游戲的規則是：教師利用一個自編的程序產生一個1 至100 的隨機整數，給學生七次機會猜出這個隨機整數，每次學生輸入一個整數后，程序會根據產生的隨機整數和學生輸入的整數的大小關系給出提示信息，指示學生輸入的數比隨機整數大還是小，在七次機會之內猜出正確的數即為贏，用完七次機會而不能猜出正確的隨機整數即為輸。通過幾輪游戲比賽后，有學生就發現了取勝的秘籍在于：每次輸入的數應是數據范圍的中間值。教師通過和學生一起玩猜數字游戲，并引導學生找到游戲的竅門，很快就能和學生一起總結并提煉出分治算法解題的一般要義：將一個難以直接解決的大問題，分割成一些規模較小的相同問題，以便各個擊破，分而治之。猜數字游戲不僅可以幫助學生理解分治算法的一些基本概念，掌握該算法解題的一般步驟，同時也在實踐教學應用中培養了學生的算法思維。

（二）重視程序設計內容的教學

在初中信息技術的課堂上，大多數教師過于注重學生計算機基礎知識的學習，而忽視了計算機實踐技能的培養，從而限制了培養學生計算思維能力這一教學目標的發展。隨著科學技術的高速發展，信息技術逐漸滲透人們日常生活的方方面面，使人們的生活向智能化以及數據化等趨勢發展。因此，在初中信息技術的教學中，教師應該重視程序設計內容的教學，注重計算思維的培養，同時使學生的計算機實踐技能和思維能力得到有效的訓練和提升，并且適當進行編程語言的教學，為計算機的深入學習和研究奠定基礎，從而為學生今后的發展創造機會。

以“分支結構程序設計”的教學內容為例，教師在講授完if 語句和switch 語句這兩種分支結構的語句后，拋給學生一個問題：如果90—100 分對應A 等，70—89 分對應B 等，60—69 分對應C 等，0—59 分對應D 等，那么如何設計一個程序，根據輸入的學生成績，給出相應的等級呢？學生在小組討論和自主探究后會給出一種if 語句的解決方案。在檢驗程序的可靠性后，教師拋出第二個問題給學生：如果用switch 語句來實現以上功能，可以嗎？如何實現？學生在實踐操作后會發現：由于switch 語句要求“在switch（表達式）中，表達式的取值只能是整型、字符型或枚舉型”，此例中用switch 語句改寫非常丑笨冗長。在學生準備放棄用switch 語句來實現該功能時，教師拋出第三個問題：可不可以用數學的方法將得分的范圍壓縮成較小的范圍？師生討論后給出第三種實現的方法。將得分的表達式整除以10 就可以將代碼大大地壓縮優化，通過這個課例學生在編寫程序的過程中感受到了程序語言的魅力，并驚嘆于數學的精致之美。

（三）信息技術的課堂教學多樣化

在初中信息技術的教學中，教師可以充分利用多樣化的教學方式進行課程設計，以培養和鍛煉學生的計算思維。課堂教學的多樣化能夠幫助學生深入了解計算機的系統和原理，同時使學生能夠熟悉計算機的基本操作，進而有助于培養學生的邏輯推理能力、程序設計能力、信息處理能力等，從而使學生的計算思維得到進一步的訓練。在教學活動的課程設計中，教師利用游戲化的課程教學引發學生對信息技術的學習興趣，使學生能夠積極主動地參與信息技術的教學課堂，既有效提高了課堂效果，也培養了學生的計算思維。

以“逐幀動畫”的課程講解為例，教師將手翻書的游戲引入教學內容，學生以小組為單位，親手翻動手翻書，并欣賞其中的動畫效果，激起學習動畫的興趣。之后，教師再指導學生閱讀資料，了解動畫的原理及幀、關鍵幀和幀頻等概念。在逐幀動畫的制作環節中，教師首先引導學生按學習資料上的步驟導入素材，并完成逐幀動畫的制作，然后利用某些學生的“發現”——動畫效果太快，提出新的問題：怎樣讓動畫效果慢下來，使動畫效果更接近現實？教師引導學生可以從時間軸上的幀數和幀頻兩個方面思考讓動畫效果慢下來的方法。通過動畫效果快慢的修改和計算能有效培養學生的計算思維。此外，教師要指出每個作品存在的缺陷并進行優化，使學生在改進過程中意識到自身存在的不足。

（四）充分利用學科資源

信息技術的普及有效解決了人們在整理、處理以及分析大量數據時的無措和迷茫，使信息更加便捷和迅速，極大地提高了人們的工作效率。在初中的課程學習中，信息技術的主要教學任務是培養學生數據的收集、整理、計算、分析與表達等能力，課程目標也要求學生熟練使用電子表格進行數據的統計和處理，并能夠對數據進行簡單的分析。同時，數學、科學等學科也與計算機緊密聯系。因此，在信息技術的教學中，教師應該充分開發和合理利用學生的學科資源，有效實現培養學生計算思維的課程目標，使學生的思維得以拓展，從而提升學生的綜合能力，為學生日后的發展夯實基礎。

以“合唱評分巧計算”的課程內容為例，教師可以將數學學科相關的函數知識和數理統計知識導入課程，使學生在限定時間內完成數據的統計和分析。學生利用計算機上的工具計算器或者數學公式很難在短時間內完成大量的數據計算。因此，教師可以引導學生使用Excel 表格，學生通過Excel 功能的摸索以及學生之間的交流，探討出數據處理和分析的計算方式。然后教師進行總結：在指定的單元格內輸入“=”，或者在編輯欄選擇“插入函數”的按鈕，可以調入函數，完成數據的計算。通過自動填充可以實現大量數據的處理，有效提高效率。此外，函數在Excel 表格中都是以英文呈現，如果英語的基礎知識薄弱，很難了解單詞所代表的函數意思。因此，學科資源的整合能有效培養學生的計算思維，對學生的綜合發展也有一定的促進作用。

（五）生活化教學

初中信息技術的課程教學不僅要求學生掌握計算機的基本知識和基礎技能，還需要有效培養學生的計算思維，從而提升學生的數據收集與整理能力、數據處理與分析能力等。在實際的教學中，教師應該有機結合課程內容與生活實際，提高信息技術知識的實用性，提升學生的計算思維，從而有效提高學生對實際問題的解決能力。

還是以“逐幀動畫”的課程內容為例，教師以手翻書動畫的游戲導入新課，激發了學生學習制作動畫的興趣。之后在制作逐幀動畫的教學環節，教師以本班學生參加校運會跳高項目的比賽照片為素材制作逐幀動畫，這樣的素材取自學生的實際生活，能極大地激發學生的創作興趣，提高課堂效率。在拓展環節，教師要求以生活中的素材為例制作逐幀動畫，有的學生以生活場景中的一組照片為素材，有的學生則嘗試手繪動畫角色的一組圖片，學生在制作逐幀動畫的過程中，會思考并計算動畫的時間和動畫幀數，以及圖片素材的高度和寬度如何匹配動畫的背景。在這些活動中，學生的計算思維得到了培養。

總而言之，計算思維對學生的發展起著關鍵作用。因此信息技術教師要在實際的教學中重視計算思維的培養，并且在教學過程中充分挖掘和利用教學資源，不斷改進課堂教學模式，以提高信息技術的課程質量，促進學生的綜合發展。