淺談中職信息技術教學中學生計算思維的培養

費曉燕

[摘? ?要]計算思維是信息技術學科四大核心素養之一。在中職信息技術教學中，教師應注重培養學生的問題分解能力、模式識別能力、抽象泛化能力、算法歸納能力，從而培養學生的計算思維。

[關鍵詞]計算思維;中職;信息技術;教學

[中圖分類號]? ? G71? ? ? ?[文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2021）27-0095-02

“計算思維”屬于計算機科學范疇，涵蓋問題求解、系統設計、人類行為理解等計算機科學的一系列思維活動，就是通過約簡、嵌入、轉化和仿真等方法，把一個看似非常困難的問題，重新闡釋成一個我們知道怎樣解決的問題。計算思維包括抽象思維、分解思維、算法思維、評估思維和概括思維等五個核心要素。計算機科學在本質上源自工程思維，因為人們建造的是能夠與實際世界互動的系統，基本計算設備的限制迫使計算機學家必須計算性地思考，而不能只是數學性地思考。構建虛擬世界的自由使我們能夠設計超越物理世界的各種系統。不加入計算思維的刻板技能，意味著機械的重復。因此，人們從計算機的“思維模式”中得到啟發，總結概括出“計算思維”理論，用于問題的求解。當前，中等職業學校普遍開設信息技術課程，我們在中職信息技術課程教學中應注重培養學生的計算思維，讓學生在學習中遇到需要解決的問題時，學會使用“計算思維”思考與練習，養成運用“計算思維”求解的能力與習慣。

多年來，在中職學校，信息技術課程被很多學生簡單地認定為“副課”，學生不注重信息技術課程與其他基礎學科及專業課程之間的滲透與融合，對信息技術課程的學習不重視;而且，受制于初中的學習基礎，中職學生的信息技術基礎能力參差不齊。

隨著對計算思維的研究的深入，人們發現需要加強對學生計算思維能力的培養，對接學生所學專業需求、對接學生職業崗位需求，提高學生對信息技術課程重要性的認識，增強學生學習信息技術課程的動力。根據對計算思維能力的細化與解析，我們把中職學生的計算思維能力解析為問題分解能力、模式識別能力、抽象泛化能力、算法歸納能力，充分發揮信息技術課程對高素質技術技能型人才培養的基礎性作用。

一、培養學生的問題分解能力

教師要引導學生將較復雜的問題分解為較小、較簡單的問題。在訓練學生問題分解能力時，教師給學生展示較大型復雜問題的場景，看似無頭緒、難度大，但教師可對學生的問題分解過程進行引導。首先，讓學生靜心思考，如何將這個復雜的問題分解為眾多邏輯清晰的小問題;其次，討論、分解出可行的方案，教師加以糾正與完善;第三，讓學生付諸行動。在學生實踐的過程中，教師逐步引導，適時加以指導與點評，直至學生學會分解問題的方法。對于中職學生來說，如果教師不作問題分解的提示與引導，他們對于這種較復雜的任務本來就缺乏耐心、缺少探索精神，感到困惑、無趣、無從下手，容易產生直接放棄的念頭。因此，在信息技術課程教學中，我們要主動培養中職學生的問題分解能力。從沒那么復雜的問題開始訓練，然后布置更難的任務，在訓練過程中還可輔以思維導圖，真正教會學生如何用計算思維解決較大、較復雜的問題，掌握相應的方法與途徑，讓學生在將來工作中遇到類似的復雜問題時知道如何著手分解問題。

二、培養學生的模式識別能力

教師要讓學生學會建立相似問題和經驗之間的聯系，以掌握一類問題的解決通法。模式識別，是要求學生分析相似對象或經驗，找出這類對象與問題的共同點，從而找到相似問題的統一解決方法，是瞬間將問題簡單化的思維，即將陌生的新問題變成熟悉解決對策的舊問題。如何教會學生識別問題的模式？以辦公軟件中最基本的Word、Excel、PowerPoint的教學為例，這三個應用程序都是微軟公司開發的辦公軟件Office套件之一。三者的功能與解決問題的側重點不一樣，但文字錄入、字體、字號、顏色設置、插入圖片、背景設置等基本操作都基本一樣，甚至工具欄中的按鈕標志、編輯菜單中的命令位置與表述也是一樣的。因此，教師在教學時，可精講Word應用程序的各項設置，讓學生精學精練，熟練掌握Word相關操作，也可以時常將Excel、PowerPoint中的同類設置提到前面來“類比講解”，這樣一來，作為后面要學的新知識的Excel、PowerPoint應用程序的基本設置自然就沒有難度了，有些學生還能完全自學。這樣的做法無形中教會了學生“模式識別”，讓他們在今后的學習中學會知識遷移。最可貴的是，對于一貫沒有多大學習興趣與信心的中職生來說，這有利于培養他們的自信心，為他們在今后的工作崗位上接受新知識、學習新技能提供了重要的方法借鑒。

三、培養學生的抽象泛化能力

教師要引導學生學會識別問題的主線和關鍵點，忽略不相關的細節。抽象是指對于在現實生活中存在或不存在的事物，通過人腦想象出三維或四維立體模型;泛化是指大腦將以上抽象模型清晰展現。在中職信息技術課程教學過程中，這兩項能力的培養則簡化為引導學生懂得篩選與事物相關的重要信息，從紛繁復雜的枝節中提煉出正確、精煉的核心主線，訓練學生第一時間抓住問題的關鍵，以最快的速度從無關細節中分離出核心信息。通過培養“抽象泛化”思維能力，學生能篩選有效的信息，識別自己需要的特定信息。隨著閱歷的增加，學生接受的信息也會越來越復雜：在學校接觸的是知識與試題;走上工作崗位后，會遇到職場中各種更復雜的問題。抽象泛化能力對于解決工作中的實際問題來說是一項非常寶貴的本領，其培養能讓學生終身受益。信息技術課程教學有利于培養學生的抽象泛化能力，教師要善于培養學生運用信息技術解決類似、相似問題的能力。

四、培養學生的算法歸納能力

教師要引導學生厘清解決問題的思路，學會設計解決問題的步驟。算法是一種“程序化”思想，是引導計算機系統完成某項任務的一系列指令或某項規則。歸納的基本思想是通過列舉少量的特殊情況，經過分析，最后找出事物的一般關系與規律。算法思維強調思路的條理化、邏輯化、程序化，即注重解決問題的規范性、條理性與邏輯性。在中職信息技術課程教學中，培養學生的算法歸納能力，旨在讓學生在歸納概括的過程中培養邏輯思維能力，從而進一步體會算法與現實世界的密切關系。培養算法歸納能力的過程如下：首先，細心觀察題目，理解題意;其次，開動腦筋，積極思考，發散思維，列舉出可能的歸納策略;第三，測試歸納出來的策略的正確性與可行性，經過反復檢查與驗證，最終得出結果。其中一個重要環節是證明歸納出的策略與方法的正確性與可行性。如果實在沒有辦法嚴格證明方法與策略的正確性，也要盡可能多地找出反例，提供其不成立的證據。對于這一系列的過程與思路，學生都要有序地記錄下來，供自己反復檢查。這樣的習慣堅持下來，有利于學生自然而然地養成算法思維，提高算法歸納能力。

五、結束語

在中職信息技術課程教學中培養學生的計算思維任重而道遠。教師要制定長期教學目標，重組教學內容，將繁雜的課程知識分解成一個個專題，落實到具體的課堂教學中;根據計算思維培養要求，不斷優化相關教學內容;不斷探索更優、更適合的評價方式，制定多維考核方案等。這樣，才能更好地培養學生的計算思維，幫助學生學好信息技術課程，甚至讓學生將計算思維運用到其他課程的學習中。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

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（責任編輯? ? 周侯辰）