計算思維在初中信息技術學科中實踐分析

龔素蘭

【摘 要】 信息技術的出現加快了人類文明的發展，并顯著改善了人們的生活質量，信息技術也因此成為當前教育工作的重要組成部分。隨著初高中信息技術課程版本的改革，計算思維的培養越來越受到重視，成為信息技術課程領域的重要內容之一。基于此，本文將對計算思維在初中信息技術學科的實踐進行分析。

【關鍵詞】 計算思維? 初中信息技術? 學科實踐

前言：初中生的思維發展過程正由形象思維轉為抽象邏輯思維，所以，對于學生的教育引導工作，教育工作者需要抓住學生的思維培育的關鍵期，計算思維是一種鍛煉學生思維能力形成的方法，在運用計算思維進行信息技術講解的過程中，學生的認知和動腦能力都會有所提升，激發其創新精神，進一步培養其信息素養。因此，利于計算思維方法進行信息技術授課，對教師和學生而言都具有良好教學作用。

一、關于計算思維的探析

（一）概念

計算思維主要起源于美國，其主要含義為，當人們遇到問題時，則可以運用計算機進行問題的解答，因為計算機系統中有較為系統的問題設計方案，這有助于人們節省計算時間，并且結合計算機解題，也可以拓展人們的解題思路，讓人們的思維得到較好的鍛煉。在其概念中，筆者得知，教育工作者在授課時也可以有效的運用計算思維授課，這樣不僅能鍛煉學生的思維能力，也有利于學生多方面能力的培育，如閱讀能力，寫作能力，數學計算能力等，結合計算機教學，學生的成長才會豐富精彩。也正因為如此，計算思維在信息技術中得到廣泛的運用，人們也開始將其融入到各科教學活動中。但如何運用計算思維讓信息技術教學質量顯著提升？這個問題仍然需要教育工作者們積極的探究。早在2013年時，就有相關專業人士指出，計算思維的分類和排序，分別是算法思維、評估、分解、抽象與概括。以下則是對這五種分類的探析，以便于教師可以將其運用到課堂教學中。

（二）算法思維

根據信息技術大綱可以得知，計算機在解決問題的過程中具有較為明確具體的程序和步驟，每一個程序和步驟都有具體的分解，而且完善計算的時間與人類相比也較為迅速，在有限的時間內計算機可以計算出大量的問題，所以，算法思維結合信息技術對學生解題具有明確的促進作用。研究顯示，在計算思維中，算法思維屬于其核心概念，算法思維早在二戰時就已被運用到計算機解題中，在計算機中有大量的解題方法，而且當學生結合算法思維解題時，也會形成算法思想，以便于運用到日后的解題工作中。比如，人們通常會將狼、羊、菜 過河等詞語作為算法思維，如果狼想要過河吃羊，則需要帶一件物品才可以過河，如果羊想要過河吃菜，也需要帶一件物品，但是由于狼、羊、菜三者存在特殊聯系，要想完成目標，三者則不可以同時存在，那么該如何完成目標？信息技術教師則可以提出相關的問題引導條件，引發學生獨特的思考，這樣學生的思維則會得到較好的鍛煉。

（三）評估

對于學生思考方法的判斷，教師通過以觀察和測驗為主，了解學生的解題思路，但是如果采用計算思維的方法，教師對學生思維判斷的范圍則會拓寬，在計算思維中教師則是對學生解題思路進行全方位的評估，首先，在解題前，教師會根據學生平時的解題方式結合問題，對所要解決的題目進行策劃，并確定評估方式，以此探究最為合適的評估渠道。其次，在遇到復雜的問題時，對學生的思考方式進行評估，計算思維雖然在不斷的嘗試，但與傳統評估方式相比，效果更為明顯。

（四）分解

所謂計算思維中分解就是在遇到問題時，教師運用計算思維可以將一個問題分解為幾個問題，這樣在解題時難度則會降低。在分解問題時，教師通常會遵循 MECE 原則，這樣既可以讓問題不脫離原本的問題，也可以讓每個問題都具有一定的獨立性。比如：在解決abs 函數相關問題的過程中，計算結果應該確定數的絕對值，這既需要保障解題的全面性，也要把問題模塊化，所以，對問題進行分解更為有效。而教師在引導學生運用計算思維分解題型時，則可以聯系生活，如，做家務，可以為一個大問題，提問學生做家務主要包括什么，這時學生則會回答洗衣服、做飯、拖地等，將其問題進行分解 ，而如果將這些問題交給機器人，機器人是如何完成家務？這也就和其內部呈現分解有著一定的聯系。

（五）抽象

在解決問題的過程中，人們經常會采用抽象思維的方式解題，這樣則可以將一些較為細節問題隱藏，去除不重要的問題條件，以此問題的核心更為明顯，這樣才能確定問題主要考察的方面。比如，水果有什么？橘子、香蕉、哈密瓜，將這些信息排除，則可以發現，這些水果的本質依舊是水果，從中可以得知，抽象實際上就是一個現象轉換的過程，有普遍的現象轉換為本質，這樣人們在解決問題的過程中則可以探究其變化規律，在解題時也會更加輕松。

（六）概括

對于完成的問題，則可以對其進行概括，這樣既可以做好歸納，也能從中衍生出新的問題，并發現更為豐富的知識，這些新的知識將以原有的問題作為基礎不斷的拓展。因此，在運用計算思維解題時，要能做好更為相關問題的處理工作，這樣則可以讓解題效率增長。比如，關于百錢買百雞的問題，其中解題條件為公雞、 母雞及小雞，在確定解題條件后，對結果做出一個判斷，再次進行驗證，反復得出結果，并做出準確的概括，這樣解題方式則會更加突出，并對學生日后的學習產生影響。

二、關于計算思維在信息技術教學實踐的深入探析

（一）游戲計算思維設計

初中生的興趣愛好雖然與小學生存在一定的差異，但不可否認，初中生依舊喜愛游戲，在游戲中可以感受快樂，對未知的游戲產生較強的探究欲望。因此，在運用計算思維展開信息技術授課時，教師則可以借助游戲的方式，讓學生在游戲中鍛煉自己的計算思維能力。教師在設計游戲計算思維教學方案的過程中，應注重游戲方式和機制的設計，讓學生可以遵守游戲規則，有針對性的完成游戲目標，游戲計算思維的訓練，能讓學生愉快的學習信息技術知識，并在游戲化的學習過程中，對信息技術產生充足的學習動機，并對所要學習的知識有正確的認知，教師運用游戲的方法對學生的計算思維加以引導，則會幫助學生形成正確的價值觀念，讓學生逐漸形成良好的信息技術素養，這對于學生日后的思維鍛煉有著良好的效果。舉個簡單的教學案例，如在 《動畫設計與制作》這一節課中，其中主要包括的動畫類型有動畫補間動畫、形狀補間動畫、引導層動畫、遮罩動畫等。教師在組織學生學習這些動畫類型時，不僅需要讓學生了解其運用的過程和方法，而且也需要讓學生對動畫游戲進行分解、抽象并進行描述概括，利用計算思維方式培養學生解決問題的能力，這樣學生才會感知動畫中每個人物形成的原因，學生也會對動畫效果為之驚奇，從而操作興趣也會被激發，這時教師則可以讓學生操作計算機在游戲中做一些相關的動作，如移動、跳躍、挪動。

（二）可視化計算思維設計

伴隨計算機廣泛運用在人們生活和工作中，大數據也隨之形成，人們可以將所掌握的數據輸入到計算機中，計算機根據人們提供的數據對大量的信息進行整理歸納，以此形成大數據，運用計算機形成的數據，不僅歸類明確，而且數據信息量也較大，與傳統的數據歸納相比，方法較為簡單，并且效果良好，而正因為計算機具有如此功能，人們運用計算機的這些功能開始轉換計算思維，將其數據轉化為可視化的計算思維。為了讓數據顯示更為清晰，有利于人們的觀察，人們開始借助計算機繪制圖形，將數據融入到其中。而教師在授課時，則可以運用數據和圖形的結合，讓學生學習電子表格的操作方法，這樣學生則可以對數據做好統計和處理，也可以運用圖形表達數據，如我國不同城市空氣優良指數，學生可以結合函數知識，繪制圖表。對于初中生而言，大量的數據會影響其計算思維，所以，教師應給予一定的繪制條件，讓其根據條件進行圖表制作，如每個城市空氣具體的指數，不同時段的指數，這樣學生則可以掌握關鍵詞，然后進行建模，學生會根據已有條件對問題進行處理，將其簡單化，繪制電子表格時，將關鍵信息輸入其中，以X軸、Y軸為代表，輸入相關的指數信息。這樣所完成的圖表清晰具體，一目了然，教師也可以提出相應的問題，讓學生結合問題繼續制作圖表，根據不同城市指數變化，分析每個城市的污染程度，這樣學生的思維既可以得到鍛煉，計算思維的可視化也會產生效果。

結束語：總之，作為一名信息技術教師，在運用計算思維講課的過程中，教師注重學生的主體性，給與學生充足的鍛煉思維的空間和時間，讓學生可以自主思考信息技術的教學問題。在日常生活中，教師要帶領學生一起學習信息技術知識，運用計算思維深入發掘更為豐富的信息技術知識，這樣教師和學生的教與學的能力才會逐漸提升。對于教學方法，教師也應積極改進，為學生提供優質的教學條件，這樣才有助于讓計算思維在信息技術中產生良好的效果，學生和教師的信息素養也會隨之形成。

參考文獻

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