探究信息技術教學中學生計算思維培養的策略

徐晟

摘 要：信息技術是高中課程教學的必修學科，可以通過鍛煉學生創建文檔的熟練度和操作計算機程序的規范度，培養和拓展學生的計算思維，有效地幫助學生提高解決問題的速率。計算思維是學生分析和解決問題所借助的基礎手段之一，培養學生系統性規整問題要點的能力，養成善于利用信息化數據解析問題的良好習慣，能夠最大限度地發揮信息技術教學的顯著優勢。文章簡要探究信息技術教學中學生計算思維培養的策略。

關鍵詞：信息技術教學;高中生;計算思維;培養策略

中圖分類號：G63? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-9132（2021）36-0103-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2021.36.051

隨著新課改的不斷深化，培養學生計算思維變得越來越重要，教師要通過信息技術教學循序漸進地向學生灌輸計算思維，深入貫徹新課改提出的全新要求，實現學生核心素養的提升。計算思維是高中信息技術課程所獨有的思維體系，具有一定的教育意義和利用價值，教師應想方設法地引導學生初步建立起基本的計算思維，讓學生靈活地將其應用在各個學科的問題解答中，逐漸完善學生的思維體系，確保學生解題方法的多元化和高效性，推動信息技術教學課程質量和水平的提高。

一、計算思維的基本含義

一方面，計算思維是一個科學化的問題求索過程，旨在通過運用不同形式的問題研究方式將每個亟待解決的難題簡化為易于理解的問題，能夠清楚地明確問題的考查點和其中涵蓋的理論，讓學生熟悉問題的具體解答流程和步驟，詳細地梳理出解析問題的思路。計算思維是一種將多種解答手段融會貫通的遞歸思維，不是單純地注重問題的解答過程，而是逐步引導學生探索問題的突破口，仔細思考問題中所隱含的思維導向，能夠充分地考慮問題的各種解決途徑，主動探尋出合宜的解答方法，確保問題能夠得到合理的解決。另一方面，計算思維能夠引導學生從多角度分析問題，使其學會預測和評估問題解答的可能性，從最復雜的情況中還原和重溫問題，深入體會和感受問題的整個構思和創建的過程，進一步掌握和鞏固問題解答方法。計算思維能夠提高學生全面匯總大量數據的能力，鍛煉學生綜合分析信息數據的水平，并且能夠對數據進行快速運算和驗算，讓學生在反復的數據處理中，增強對數字的敏感性，建立多維度思考問題的能力，實現學生解題效率的提高。計算思維不同于其他思維模式，其講究學生運用解題方法的靈活度和準確性，能夠從問題的根源找尋解決之道，適度地擴大問題的知識涵蓋范圍，創設出科學化、合理化的問題處理措施。

二、培養學生計算思維的意義所在

（一）消除學生對計算機科學的刻板印象

信息技術課程教學不是如同程序員一樣對計算機進行操作和編程，而是要求學生從基礎概念中剝離出其中所涵蓋的計算思維，能夠將其有效地運用在實際生活和課程學習中，徹底改變學生原有的思維方式，消除學生對計算機科學的刻板印象，使學生端正學習態度，逐漸重視信息技術教學課程[1]。教師應經常性地將生活中的案例引述在課堂中，讓學生明確信息技術課程與日常生活在思維理論上的互通性和一致性，清楚地認識到計算思維的具體表現形式，便于學生對計算機科學進行重新定義，認真地參與到課程中的每個任務互動和技術分享中，讓學生在潛移默化中獲得計算思維的培養和鍛煉，學會理智和全面地解析問題。教師應利用信息技術課程教學打開學生計算思維的多個層面，從抽象化的計算機科學觀念中提煉出屬于自身獨有的解題手段。

（二）促使學生明確計算思維的實施主體

計算思維的培養和實施主體是學生，而非冰冷的計算機。教師應不斷強調學生在課堂中的主導性，讓學生意識到計算機只是人類計算的輔助物，并不是解決問題的主要參與者，促使學生明確計算思維的實施主體。計算機的計算程序建立在人類編寫計算程序的基礎上，是人類利用自身的創造力和計算思維的勞動成果，教師應適度地鼓勵學生從信息技術教學中發掘新型的解題思路，能夠有效地規避當前策略的弊端和漏洞，逐步改善和健全計算機科學的基本理論[2]。計算思維是使學生快速適應現代化信息社會和大數據時代的有效思維模式，學生利用計算思維能夠進一步思考和辨析復雜的信息化社會環境，從大量的信息數據中高效地挖掘出有益的知識理論，實現學生知識儲備范圍的擴大和問題解析能力的提升。

（三）幫助學生創造出多種科學解題策略

計算思維是建立在計算機科學理論的基礎之上，為學生增添多樣化的解題思維，并幫助學生創造出多種科學化思想。這些科學化思想不是已經存在的歷史產物，而是學生在教師的指導下，依據計算思維的概念，重新創新出的用以求解問題的計算思想，讓學生徹底擺脫傳統思維框架的束縛，實現思想境界的升華[3]。教師應對學生自身創造的解題方法進行合理的評價，認真審視和估量該種方式所依據的計算機科學理論，耐心地為學生指出其中存在的思想缺陷，并通過共同的討論和研究，進一步完善學生創新出的科學解題方式，增強學生的自信心。

三、培養學生計算思維的有效對策

（一）創設具體的故事情境，增強學生的代入感

具體的故事情境能夠有效地吸引學生的專注力，增強學生的代入感，讓學生在情境的牽引下，按部就班地展開信息技術課程的學習，熟練地掌握各種應用軟件的操作流程，清楚各個任務的操作順序和步驟差異，便于學生順利地解答新的問題。教師可以將圖片、短片等多種工具巧妙地引用在課程教學中，適當地創設一些有趣的故事情境，激發學生的探究熱情和學習主動性，讓學生在問題的引導下自主地探索每一步的具體操作細節，并在探索的過程中勇于發現并提出問題，逐漸增強自身對知識的渴求欲望和對問題刨根問底的決心。例如，在開展高中教科版必修一“數據的計算”的教學中，教師首先向學生提出雞兔同籠的問題，并邀請數名學生分別扮演兩種角色，讓其他學生根據雞兔數量的增減變化直觀地計算出雞兔腳數的具體數值，并巧妙地利用預先編制好的數據求值函數，將數字完整地登記在電子表格中，根據教師的具體要求篩選出符合條件的數據，掌握將表格排序和篩選功能組合起來的技能，以達到更好的數據分析效果。表格的公式應用是計算機編程的必經程序，教師應想方設法幫助學生熟練地掌握基本函數的使用方法，便于其日后更好地學習高級函數應用。

（二）設置不同等級的導學問題，增強學生自主探究意識

信息技術課程所涉及的內容多是學生在學習前期未曾接觸的，對學生理解理論知識和解析問題增加了一定的難度，教師應根據學生的學習情況設置不同等級的導學問題，針對性地增強學生的自主探究意識，讓學生在導學問題的作用下，高效地完成分析、辯證、解答問題的整個流程，讓學生在反復的嘗試和試錯中形成嚴密的計算思維，善于從多方面思考和辨析問題。教師不應盲目地設置導學問題，而是要尊重不同學生學習水平的差異性，根據其能力差距分等級、分難易地創設問題，促使每位學生都能夠融入課堂答題環節中，避免因教師的教學疏忽而影響學生的思維培養。例如，在開展高中教科版必修一“數據編碼”的教學中，教師結合本次課程的教學目標和重難點，陸續地詢問學生計算機一般以何種方式儲存數據信息，以及計算機所具備的存儲功能通常只能用哪幾個數字符號表示等問題，并播放事前準備的視頻，讓學生帶著導學問題觀看視頻，初步認識二進制的具體內容，理解數據編碼的價值和意義。另外，教師不斷地鼓勵學生勇敢地提出自身對視頻中所涉及的數據編碼知識的困惑和不解，并及時將全班學生提出的問題進行匯總整理，要求學生以小組的方式展開初步的探究和挖掘。教師在學生自主探究的過程中，要充分發揮指導作用，適當對學生進行點撥和引導，讓學生順利地越過問題障礙，大大地縮短學生在探究過程中所浪費的時間。

（三）巧妙地利用各種應用軟件，培養學生利用現代教學工具的能力

伴隨著我國信息技術的迅速發展和電子設備的廣泛普及，各種應用軟件層出不窮，為人類獲取信息提供了多種渠道。教師在信息技術教學中要巧妙地利用各種應用軟件和平臺，讓學生隨時隨地都能夠接收到相關的科學知識，培養學生擅于利用現代化教學工具解答問題的能力。教師應經常性地分析教材的各個章節和板塊，對于學生難以理解的教學單元，通過播放講解視頻的方式，反復強調課程中的重點和難點，讓學生自覺地把握課程的知識側重點。教師不應以提高學生操作計算機的熟練程度為教學目標，而是要讓學生深入地發掘各種應用軟件所隱含的抽象化理論和自動化技術，防止學生思維素養的停滯和落后，一味地專注于軟件的實踐性，而忽略了其隱藏的本質性構建元素。例如，在開展高中教科版必修一“做出判斷的分支”的教學中，教師首先要求學生利用表格分別匯總出班級內男生和女生的基本信息，為課程后期的學習做準備。教師將測算身體健康指數的公式發布在學習互動平臺上，讓學生分析男女生測算公式的差別，思考怎樣對計算程序進行修改才能實現數據信息的一次性錄入，引出分支結構的思想。其次，教師要求學生觀看教學軟件中推送的學習視頻，讓學生自由地記憶分支結構中所需掌握的計算公式，清楚不同公式的類型特征，掌握分支結構語句的一般格式和使用方法。

四、結語

培養學生計算思維逐漸成為未來教學任務需要完成的新目標，教師應迅速適應這一改變，不斷改善和更新自身的教學策略，將計算思維有效地融入并滲透在信息技術教學中，增添具有社會性色彩的現代化元素，推動學生綜合能力素養的提升和拓展。

參考文獻：

[1]何波.議高中信息技術課程教學中學生計算思維的培養策略[J].中學課程輔導（教學研究），2018（33）：86.

[2]洪瑾.高中信息科技教學中學生計算思維的培養策略[J].新教育時代電子雜志（教師版），2018（19）：120.

[3]張春華.論高中信息技術教學中學生計算思維的培養[J].中國新通信，2019（9）：205.

[責任編輯 李愛莉]