在初中信息技術教學中培養學生計算思維的策略

胡超俊

摘要：在初中信息技術教學中落實學生計算思維的培養，我們需要深度挖掘信息技術課程中的計算思維內涵，設定計算培養目標，研究教學策略，設計有利于計算思維培養的學習活動，從教學內容和教學方法上突出“問題分解—模式識別—抽象提取—算法設計（解決問題）”的過程。掌握了計算思維的學生，他的高階思維能力明顯提升，在解決生活真實問題和開放問題時，會分析問題，明確需求，分解任務，設計方案，解決問題，從而促進信息技術的有效應用，真正提升學生的信息素養。

關鍵詞：初中信息技術;計算思維;研究

初中信息技術是一門以培養學生的信息素養為總目標的必修課程。信息技術學科核心素養包括計算思維數字化學習與創新信息社會責任等方面。初中信息技術教師開始在課堂教學過程中關注學生計算思維的培養，從教學的實際效果來看，學生的操作技能學習得很好，而高階思維比較缺失。在信息時代，信息技術成為每個人必備的一項技能。以往，在應試教育環境下，信息技術學科在教學中不受重視，這嚴重阻礙了學生信息能力的發展。隨著新課程改革的深入，信息技術學科在教學中的地位不斷提升，但初中信息技術教學中仍然存在不少問題。學科核心素養的提出為信息技術學科教學指明了方向——信息意識、計算思維、數字化實踐能力和信息社會責任。我們要以此為目標探尋初中信息技術的教學方法。以下是筆者的一些個人研究所得，還望能帶來一定的借鑒意義。

一、 挖掘初中信息技術課程綱要中蘊含計算思維的課程內容

初中階段學生要掌握的計算思維，屬于問題求解中的計算思維，就是要在信息技術課程學習過程中，運用學到的計算機科學基礎概念去解決問題，并把相同類型問題的解決方案歸納起來，以后遇到類似問題時，可以去尋求相應解決方案或在原有方案基礎上修改設計新方案，有限的步驟里一步步地去解決問題，并且不斷優化解決方案。

計算思維可以讓學生以一個多元化的視角，用信息技術學科的思維方式去理解信息世界。計算思維隱藏于初中信息技術課程之中，去充分挖掘出各個模塊內容中蘊含的計算思維，是有效實施計算思維教育的關鍵和前提。初中信息技術課程包括“信息技術基礎”“算法與程序設計”“人工智能初步”“機器人技術”“物聯網技術”五個模塊。從綱要指出的課程內容來看，除“信息技術基礎”模塊，其他四個模塊都有在“問題分析”“問題求解”“結構與設計”“優化設計”“算法與程序”等有涉及計算思維內涵的顯性體現。在綱要的指引下，教師在這四個模塊中都可以有的放矢地去培養學生的計算思維。

以第一模塊“信息技術基礎”模塊為例，它是信息技術的基礎，它的內容里也蘊藏了計算思維的內容，只是沒有聚焦于它，這就需要教師去挖掘出隱匿計算思維的課程內容。舉例來說，第三章《統計與分析數據》，教學過程中，如果教師只是讓學生機械地去做一張課程表，那么這任務僅僅是達到學習簡單操作技能的層面;如果你選定一段文字，讓學生讀懂文字，然后將文字翻譯成表格，將重復出現的相似內容提煉成關鍵字生成表頭，最后制成幾行幾列的表格。那么學生通過梳理文字整理成表格的這個過程就已經達到過程方法的層面;更高階的，如果學生能根據項目活動主題，自主規劃設計表格，收集整理活動數據，并且在這過程中會根據實際情況靈活機動，調整表格，從而更有效地收集數據，最后對數據進行分析，得出最終結論。要完成這個過程，學生必須先進行需求分析，再去概括抽象出關鍵信息，規劃方案并一步步去實施，同時不斷進行自我評估，并根據結果進一步完善過程。這樣的活動設計是明顯具有計算思維特征的。

二、 設定基于初中信息技術課程綱要的計算思維培養目標

在初中信息技術教學中，要明確計算思維的培養目標，就必須厘清課程綱要與計算思維培養目標之間的對應關系，建立起與課程模塊相對應的計算思維培養目標，也就是把抽象的培養目標細化成具有可操作性的具體要點，并且理清具體要點之間的相互關系。

三、 初中信息技術教學中培養計算思維的教學策略

在信息社會中，計算思維能力的培養已經成為信息技術教育的新趨勢。初中生的計算思維教育不能只停留在信息技術工具的使用層面，而應該注重信息技術與生活學習的情境相結合，引導學生去接觸一些計算機科學概念，將培養方式由形象化、具體化逐步轉向抽象化、概念化。

（一） 基于計算思維內涵分解的單個教學片斷實踐

計算思維包括了算法思維、評估、分解、抽象、概括等多種思維方式，多種思維方式不容易在一節課呈現出來，教師在設計教學活動時，可以只針對某一方面的思維方式，進行教學設計，從而達到單獨培養的目標。

例如：在計算機硬件組成教學中，教師可以拆開一臺舊電腦，實物展示計算機內部的各個組成部分，理解每個部分都是由若干小組件構成，其中小組件還可以進一步拆解。這種方法相比利用教材上的圖片，更直觀地讓學生理解計算機的組成和內部結構。此活動的目的是培養學生利用分解思維來認識問題分析問題解決問題的能力。

例如：算法教學中，對于算法的概念，教師可以設計一個“猜數字”的游戲活動。老師選定1到50之間的一個數字，讓學生來猜測數字。學生可以問問題，且每人只能問一個問題，老師只答是或不是。設計這個游戲的目的，是讓學生理解解決問題是有具體的步驟和方法，并且方法不唯一，我們可以通過總結歸納，體會方法的共通處，比較差異，理解算法到底是什么，培養算法思維。

（二） 基于計算思維培養的完整教學活動實踐

在初中信息技術教學中落實學生計算思維的培養，我們需要深度挖掘信息技術課程中的計算思維內涵，設定計算培養目標，研究教學策略，設計有利于計算思維培養的學習活動，從教學內容和教學方法上突出“問題分解—模式識別—抽象提取—算法設計（解決問題）”的過程。掌握了計算思維的學生，他的高階思維能力明顯提升，在解決生活真實問題和開放問題時，會分析問題，明確需求，分解任務，設計方案，解決問題，從而促進信息技術的有效應用，真正提升學生的信息素養。

參考文獻

[1]C9高校聯盟.九校聯盟（C9）計算機基礎教學發展戰略聯合聲明.

[2]陳國良，董榮勝.計算思維的表述體系[J].中國大學教學，2013（12）：24-28.