淺談高中信息技術教學中如何培養學生計算思維

婁曉剛

信息技術的不斷發展，為學生對外界事物的認識提供了更多的途徑，在傳統信息技術課堂教學過程中，教師注重對學生動手實踐能力的培養，而忽視了他們思維的發展。在科技高速發展的今天，我們已經迎來了信息化時代，在國家發展中對信息化人才的需求量將與日俱增。在課程改革以后高中信息技術教學面臨著巨大的改革，因此我們在充分分析當前高中信息技術教學過程中所面臨的困境的基礎之上，提出提升教學有效性的策略，以此來提高學生學習信息技術知識的興趣并提升課堂教學的實效性，從而培養學生的計算思維。

在高中課堂教學的過程中，我們的教學目的是要通過學生對于知識的學習和對技能的掌握來促進學生的全面發展，為此在教育部所頒發的《國家中長期教育發展規劃改革綱要》中曾明確提出在高中階段我們要對學生進行文化基礎的提升和社會實踐能力的發展。在黨的十九大報告中曾明確指出，我們的教育其主要目的是為國家發展而服務，要將學生培養成為符合社會發展需要的人才，為社會主義的發展提供建設者和接班人。在當前社會發展的過程中，各種信息技術終端設備已經使我們的生活發生了巨大的改變。21世紀對于新型人才已經提出了更高的要求，在學校的教育中，我們要讓學生做到全面發展，而信息技術教學是在當前社會高速發展過程中提高學生信息核心素養的一門重要課程。在日常教學開展的過程中，應該充分把握學生學習的主動性，讓每一名學生都能夠在課堂上學有所獲，通過對于技能的提升來培養學生學習的興趣，從而拓寬信息技術教學的路徑，也為信息技術教學的改革實現完美的逆轉。

一、計算思維概述

計算思維源自于20世紀50年代，由麻省理工學院西摩·帕爾特教授提出，即解決問題的思考方法，并非具體化學科知識，計算思維能加深人們關于計算本質計算及求解問題的印象。如今，越來越多學者意識到計算思維的重要意義，并引起高中信息技術教師的關注。在現實生活中，高中信息技術學科，教師普遍認為編程即計算思維，實則不然。計算思維屬于概念化思考方式，而編程屬于一種行為。雖然在編程過程中少不了計算思維的支持，但計算思維不等同于編程，計算思維是信息時代學生解決問題的基本適應能力。在信息化背景下，社會關于人才的需求愈加嚴格，在教學高中信息技術學科時，要求教師培養學生計算思維，促使學生應用計算思維解決學習問題。

二、高中信息技術培養學生計算思維面臨的困難

1. 學生參與意識不強

在高中信息技術教學的過程中，學生的參與意識不強，使得課程教學的實效性無法保障，因為學生總認為信息技術不是考試科目。所以，他們在課堂學習的過程中總是抱著一種僥幸心理，而且在聽教師講課的內容時總是走馬觀花，在自己實踐的過程中就存在著較大的問題，進而影響了學生在學習過程中的參與熱情，導致他們的學習有效性無法保障。

2. 教師教學熱情不高

由于信息技術課程在教學過程中不能夠通過考試來檢驗學生的成績，所以教師在教學的過程中教學熱情并不高，有些教師索性將信息技術課程改為學生的自習課，讓學生學習考試科目。

3. 學校硬件無法滿足當前教學需要

高中信息技術教學開展過程中，是需要學校以強大的硬件資源來保障教學時效性的。有些學校機房建設非常落后，且網絡配備不能夠滿足當前學生學習的需要，在部分學校的教學過程中，電腦的操作系統已經遠遠落后于當前時代的發展，有些學校是以windows XP系統開展教學，但是在社會發展的過程中，windows11已經快要面世，這樣的教學具有一定的延后性，也不能夠滿足當前社會發展的需要。

三、高中信息技術培養學生計算思維的策略

培養學生計算思維，是要通過對計算思維步驟的掌握來完成學生對于外界問題的認知，通過對問題本質規律的找尋來解決我們日常生活和學習工作中常見的問題。

1. 借助生活發展分解思維

在高中信息技術學習的過程中，要想形成某種特定的思維，就必須要通過潛移默化的影響來引導學生養成某種思維模式。計算思維中的分解思維是幫助學生化難為簡的重要思維模式，通過對學生計算思維中分解思維的培養，可以讓學生認清問題的本質，通過將問題拆解來完成任務。這就要求教師在課堂教學的過程中，幫助學生去找到問題的關鍵點，借助對問題的分步化解決來培養學生的計算思維。

例如：當前網絡已經走進千家萬戶，但是在使用家庭網絡的過程中，我們會遇到多個人共同使用同一個網絡的現象。在必修二信息系統中的通信這一單元學習的過程中，我們讓學生掌握了網絡數據傳輸的基本理念，那么要想讓家庭中的每一個成員都應用同一個網絡，就需要借助路由器來對網絡信號進行路由廣播，那么此時我們要解決的問題就是如何搭建好路由器與用戶之間的問題。在解決這個問題之前，我們就要通過對問題進行分解，來找出解決問題的最佳答案。首先是選擇一個適用于家庭的無線路由器;接下來要考慮到家庭中的每一個角落信號的衰減量，這樣才能夠合理安排路由器的位置;第三步要留有一定的寬帶余量，這樣可以防止增加信息設備后帶寬率無法滿足使用要求。在學生將以上問題進行分步完成以后，他們解決問題的思維將會得到逐步提升。

2. 發展多元思維，提升模式辨別思維

在信息技術課堂教學的過程中，我們必須要通過發展學生的多元化思維，讓他們能夠對生活中常見的事物及本質有最基本的辨別，這樣才能夠發展學生的辨別思維。信息技術教學的過程中，我們要提高學生對不同問題所處模式的辨別，這樣才能夠找出其中的相同點和不同點，借助歸類的思想對問題進行整合處理。

例如：在高中信息技術課堂教學的過程中，教師要想讓學生能夠明確信息社會責任，這一節的教學內容就可以借助模式辨別思維，對學生進行知識的教學。在進行“社會安全威脅和應對”教學時，我們可以讓學生通過對社會威脅的辨別來找出其相應的解決辦法。這樣就完成了我們這一節課的教學內容，而且借助對某些特定行為的辨析，可以讓學生來了解威脅當前信息安全的行為有哪些，并如何去防止這些行為對于個人信息安全造成隱患。

3. 依據個性發展抽象思維

課堂教學的過程中，作為教師要對學生的學習興趣進行正確分析，能夠了解當前學生的學習需要，這樣才能夠有針對性地開展教學。在高中階段開展信息技術教學時，教師要通過提供充足的資源來吸引學生的參與。在了解學生身心發展特點及他們現有的知識水平的基礎上開展教學活動，這就離不開教師與學生的有效溝通。由于學生生活環境的不同，他們的興趣也是不一樣的，因此在溝通的過程中，我們需要知道每一個學生的學習興趣，了解他們日常所接觸到的事物。這樣我們在設計教學活動的時候就能以學生的認知為基礎。

例如：面對相同的問題，不同的人可能會有不同的想法。為此我們必須要通過培養學生的抽象思維來發展他們的創新能力，這樣學生在理解問題時就有了更多的參考。在高中信息技術課堂教學的過程中，我們要依據學生的學習特點來為他們提供不同的學習內容。抽象實際上是要找出某種解決問題或者是運算的一個通用性的公式。例如，我們利用計算機的思維去求等差數列的和時，實際上是采用了項與項之間的相加而進行的求解，通過一步一步的循環計算，最終得到我們想要的結果，這實際上就是常規思維的運算;但是要想培養學生的通常計算能力，就必須要通過對規律的尋找來找出項數之間存在的某種關系。

4. 優化學習氛圍，了解算法流程

環境對學生的影響是悄無聲息的。若要信息技術教育在高中教育課程中得到應用，就必須要打造一個良好的環境，讓學生能夠在日常學習的過程中，充分感受到信息技術教育對當前學習和生活的影響。

例如，可針對某一事件讓學生來繪制流程圖，建描述算法流程圖，實際上就是信息技術終端設備，在處理問題時所采用的一種簡單而明了的運算過程，當某一條件符合以后，數據的處理才會繼續，否則將會進入到連續運算之中，進而得出結論，那么我們也可以讓學生來自制流程圖，去解決日常學習過程中和生活中常見的一些問題，在解決問題過程中反復應用計算思維，積累經驗。

5. 應用軟件教學，鍛煉計算思維

高中信息技術教學時，使用軟件完成教學工作，教師要向學生傳授操作軟件的技術，培養解決問題的實力，促使其進一步理解計算思維。比如，在講解Excel電子表格應用知識之際，為了有效地落實計算思維培養目標，教師在課前組織學生收集班級內所有同學的信息，包含身份證號碼、姓名、手機號等，指導學生如何通過有限信息提取更多資源，借此活動要求學生提取班級內學生的出生日期，具體到年份、月份及具體日期，并計算男女比例。當學生完成教師布置的任務后，便進一步升華了計算思維。

6. 改進教學方式，深挖計算思維

高中信息技術教師立足學科教材，重組課程內容，挖掘更多適合培養學生計算思維的相關知識點。教師可以結合具體教學目標，明確主題，將生活中的現實問題抽象成計算機科學信息問題，引導學生善于發現問題、自主提出問題以及使用計算思維高效解決問題。培養學生計算思維，這是一個漫長的過程，需要教師不斷創新教學方式，才能幫助學生建構完備的計算思維體系。此外，教師也可以結合生活實踐及任務驅動等導入方式，聯系單元主題，構建良好的學習情境，應用科學研究及工程研究等案例，幫助學生快速融入學科教學情境，持續鍛煉計算思維。

結束語：新時代背景之下高中信息技術的教學應該依托于社會的發展，通過對學生多元化能力的提高，來促進學生的學以致用能力，而且應該以網絡資源為背景，通過提高學生的學習積極性，拓寬學生的視野，來確保課堂教學時效性的不斷提升，這樣才能夠為學生信息核心素養的提升奠定基礎。在高中信息技術教學的過程中，作為教師需要充分意識到我們的課堂教學一定要吸引學生，讓每一個學生都感受到學習信息技術對生活的重要性。課堂教學的過程中，要通過對于教學環節的設計來提高學生的求解問題的能力，并且讓學生在求解的過程中養成一種思維，這樣才能夠提升課堂教學對于學生的影響，最終使得學生計算思維在信息技術學習的過程中得到快速提升。讓學生能夠擁有更多的實用能力，為個性化的發展和邏輯思維的創新奠定扎實基礎，為高中信息技術的教學改革拓寬一條新的路徑。