高中信息技術教學中如何發展學生的計算思維

曾蓉

計算思維是信息技術學科核心素養的重要組成。計算思維是指個體運用計算機科學領域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產生的一系列思維活動。具備計算思維的學生，在信息活動中能夠采用計算機可以處理的方式界定問題、抽象特征、建立結構模型、合理組織數據；通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案；總結利用計算機解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關的其他問題解決中。普通高中信息技術課程是一門以全面提升學生信息素養，幫助學生掌握信息技術基礎知識與技能、增強信息意識、發展計算思維、提高數字化學習與創新能力、樹立正確的信息社會價值觀和責任感的基礎課程。《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》要求：“結合數據加工、問題解決和信息系統操作的真實過程，發展學生的計算思維。”“鼓勵學生在不同的問題情境中，運用計算思維來形成問題解決的方案。”那么，高中信息技術教學中如何發展學生的計算思維呢？

一、充分認識課程價值，發展學生的計算思維。

高中信息技術課程教學不僅要指導學生掌握基礎理論知識，還要善于運用信息技術，注重培養高中生的計算思維能力。它的價值和作用主要有：（1）提高課程核心內容的價值。隨著網絡信息技術的迅猛發展，高中生應該掌握好相關的電腦技術。高中信息技術課程不應局限于理論學習和工具教育，而應注重培養高中生的思維能力、創新能力和全面應用能力，引導高中生搜集分析數據，建立模式，逐步培養思維力和解決問題能力。教師應該集中精力教高中生解決問題的方法和原理，選擇適合高中生的算術性思維方式，使課程教學得以集中和差別化。（2）改善和完善信息技術素養的培養。在解決問題的過程中運用計算思維，可以幫助高中生熟練掌握和運用信息技術。現在信息技術素養的培養非常重要，不再注重信息技術工具和軟件教育，所以要著重培養高中生的計算思維。（3）提高學生解決實踐問題的能力。學習信息技術有助于高中生熟練使用信息工具，有助于培養學生的計算思維。高中生在解決問題時不僅要熟練地使用電腦，還要尋求完善的解決問題的方法，以加強對知識的理解，進而完全掌握信息技術并解決實踐問題。

二、明確課程教學目標，發展學生的計算思維。

高中的信息技術教學大綱對學生的信息技術能力應有明確定位與要求。教師在深刻體會教綱精神的前提下，明確課程教學目標，發展學生的計算思維。例如，一教師將《循環嵌套的應用》一節的教學目標確定為：（1）了解循環嵌套的概念和基本思想;（2）掌握“For-Next”循環結構的打印輸出圖形;（3）能運用循環的嵌套解決生活中的實際問題。循環嵌套的基本格式可以歸納為八個字：從內向外，不能交叉。根據循環嵌套的原理和計算思維處理問題的本質，可以將問題分解為三個子目標：（1）如何確定內外循環及其循環變量名，做到不能重復，也要避免交叉;（2）如何確定循環語句，能夠準確執行;（3）如何優化程序設計結構，以便提高解決問題的效率。通過以上三個子目標的解決引導學生建構正確的數學模型，確定循環結構。通過這種方式，復雜算法和思路在解決問題的過程中被分解成若干子問題和子目標，教學理念也可以適用于其他經典算法教學。在學習目標實現的過程中，學生逐步提高計算思維。

三、精選課程教學內容，發展學生的計算思維。

《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》要求：“選擇體現時代性和基礎性的課程內容，支撐學生信息素養的發展。”在高中信息技術課程的教學過程中，應該注意到教學內容與高中生的關聯性，把重點放在培養高中生的計算思維上。根據教育內容，幫助學生改變原有的學習方法，使學生明確高中信息技術課程的價值和重要性。除了文字內容說明和教學外，還應該注意課堂教學和資源推廣，讓高中生在日常生活中靈活運用信息技術，解決實踐問題，使高中生持續發展計算思維和創新能力。高中信息技術教學要培養學生的計算思維，就必須立足于教材內容，加強知識遷移和轉化，讓學生意識到計算思維的本質，加強對學生意識形態和邏輯思維的啟蒙影響。教學案例既可以結合書本，也可以脫離教材，進行課外延伸。比如，一教師《數據管理》一章教學中，教師讓學生體驗管理員與用戶的區別，區分系統權限設置與計算機操作的關系。教師還通過學籍管理、圖書館用戶管理等電子系統，讓學生從管理者角度看待查找、調閱、登記等操作與用戶角度的差異性，在教學引導中模擬不同流程和系統軟件的計算思維的依據，培養學生抽象建模和數字建模的能力。

四、完善課程評價體系，發展學生的計算思維。

高中信息技術課程教學中計算思維評價實施具有導向與質量監控作用，教師應積極構建多元化計算思維評價制度，使師生都能以飽滿的熱情參與到課堂活動中。科學合理的計算思維評價制度可增強教師開展評價活動的激情，同時還能在評價活動的引導下不斷發展信息技術教師專業能力。目前，仍然有部分高中信息技術課程在對學生進行計算思維評價時，以考試成績等總結性評價為主，忽視了評價的反饋功能。在進行計算思維評價時，教師應更關注學生計算思維發展的過程性，注重以評價促進計算思維能力的提升，同時結合總結性評價對學生進行及時反饋。例如，將教師評價、自主評價、學生互評及家長評價相結合，實現評價主體多元化。此外，教師應根據教學中所蘊含的計算思維內容，結合計算實操、學生作品等形式在課堂上進行評價。

總之，在信息技術課程教學中培養學生的計算思維，能使學生認識信息系統在人類生產與生活中的重要價值，學會運用計算思維識別與分析問題，抽象、建模與設計系統性解決方案。因此，在高中信息技術課程教學中，教師應注重根據時代對人才的需求選擇課堂教學模式，培養學生計算思維，構建完善的課堂體系，實現信息技術課程的育人價值，達成核心素養的培養目標。