高中信息技術課程教學中計算思維的培養

福建省漳州市漳浦縣教師進修學校 陳忠民

高中信息技術課程教學中計算思維的培養，在于通過信息技術的算法與程序的設計，有針對性地培養和提升學生的計算思維能力，才能在學生具備一定的操作能力后，使其綜合能力和綜合素質得到共同提高。因此，為了讓學生牢固地掌握信息技術知識與技能，一方面，需要強化學生應用信息技術的能力與意識；另一方面，也要促使學生形成良好的計算思維，才能切實解決相對應的問題。所以教師在轉變教學觀念后，以計算思維培養為出發點，全方位訓練并鞏固學生信息技術能力與創新思維能力，從而為提高學生計算思維水平打下堅實基礎。

一、高中信息技術課程教學中培養學生計算思維的意義

計算思維主要是通過自動化及抽象化的思維能力，運用科學的計算方式解答問題，以及通過系統化的設計進行理解與感受。所以在高中信息技術課程教學中，培養學生計算思維，有助于學生更好地適應信息化的學習和生活，逐漸學會應用科學的計算思維方式，發現問題、分析問題、解決問題。同時，在學生計算思維逐漸成熟的過程中，培養學生應用信息技術的能力，是學生合理利用信息技術相關理論與知識的前提，更是提升學生創造能力與創新思維的依據，以此才能在抽象的多個層次上進行深入思考，真正達到建立與強化高中學生計算思維的目的。

二、高中信息技術課程教學中計算思維培養的現狀

在高中信息技術課程教學中，以信息技術基礎知識的引導與實踐探究，有意識培養學生計算思維，體現在針對具體的問題進行分析與解決，以及創新優化自身學習的方式，才能幫助學生提高綜合能力和綜合素質。在信息技術課程教學中，調查分析學生對于課程學習的態度，可以發現大部分學生計算思維不足，主要由于學生對于信息技術計算思維認識存在偏差，以及缺乏主動接觸信息技術知識與實踐探究的積極性，造成學生在高中信息技術課程學習中，自身的信息技術基礎知識掌握不牢固，其應用信息技術解決問題的思維得不到有效培養，也就無法有效提升學生計算思維及利用計算思維指導實際的學習活動。所以高中信息技術課程教學中培養學生計算思維，既需要結合學生學習特點與信息技術課程教學的特征為基礎，針對學生綜合學習水平及全面素質提升進行分析及探究，也要采取科學有效的教學引導方式，全方位對學生計算思維進行培養，為促進學生學習的可持續性發展奠定基礎。

三、高中信息技術課程教學中培養學生計算思維的重要作用

（一）提升高中信息技術課程的教育價值

在高中信息技術課程教學中，強調學生學習信息技術相關的理論與知識是教學的基礎，側重學生實際應用理論知識進行實踐和運用是重點，以此才能從單一的理論知識講授轉向注重實踐應用的引導。所以培養學生計算思維作為高中信息技術課程中的重要內容，只有當學生形成一定的思維認知和解決問題的能力，才能充分利用信息技術理論知識，針對問題進行深入的分析與探究，以及探尋出解決問題的合理方案，才能體現出高中信息技術課程的教育價值，為培養學生計算思維、提升學生計算能力、強化學生信息素養打下基礎。

（二）落實高中信息技術課程的改革目標

隨著信息技術課程的完善與發展，對于學生信息技術能力與計算思維培養形成的高度重視，主要體現在高中信息技術課程改革工作中，將教學的重心轉移到理論知識的應用與思維方式的鍛煉，以此才能突顯出計算思維是人的主體行為理解，并不是計算機的思維方式。因此，落實高中信息技術課程的改革目標，以培養計算思維的理念指導實際教學活動，側重于學生計算思維意識的發展與成長，才能持續推進高中信息技術課堂教學的可持續發展。

（三）強化高中生解決實際問題的能力

通過學生對信息技術理論知識的了解與運用，以及自身計算思維能力的不斷提升，有助于學生在對信息技術知識進行全面的認識和應用時，真正形成針對問題進行有效解決的計算思維，并且帶領學生向解決問題的方案制定與設計的身份轉變，才能真正體現出學生具備解決實際問題的價值。所以在高中信息技術課程教學中，學生對于信息技術形成更深的認知和了解，才會對實際問題形成多層次的分析與理解，最終探尋出多種多樣的解決方案與方式。

四、高中信息技術課程教學中培養學生計算思維的途徑

（一）革新教學觀念

教學觀念作為高中信息技術教學活動的重要指導，以及有意識、有目的滲透計算思維培養方式的依據，高中信息技術教師既要關注學生知識技能的培養，也要重視學生思維能力的發展，才能在培養學生計算思維的同時，完善課堂教學體系，進一步提升計算思維培養的有效性。因此，高中信息技術教師在革新教學觀念時，以豐富多樣的教學方式開展課堂教學工作，認識到計算思維對學生學習發展與成長的重要性，有助于在有限的課堂教學時間內，帶領學生探索無限的信息技術知識空間，確保學生自身綜合能力和思維能力得到共同提高。

例如，在教學粵教版高中信息技術“Python的運算符與表達式”時，為了讓學生了解Python程序設計語言的特點，以及掌握Python的運算符與表達式，教師在革新教學觀念的同時，應當圍繞算術運算符與算術表達式的示例向學生進行展示，使學生在了解算術運算符及其含義時，深入探究算術運算符連接的表達式。比如，教師將符號“*”“/”“%”“**”“//”及與之相對應的含義——乘、除、求余、冪運算、整除呈現在學生面前，就可以提出相關的問題訓練學生的思維。如，7%3=1表示7除以3的余數，即1；“10**20”表示10的20次方，即1020。這種由算術運算符連接的表達式稱為算術表達式。再例如，“a+3*c”“（x+y）*n-7”等問題的呈現，讓學生結合算術運算符及其含義進行計算時，就是為了讓學生通過邏輯運算符與邏輯表達式的方式，有針對性地算出相關的結果。同時，在關系運算符與關系表達式中，通過賦值運算的優先級，按照運算符優先級從高到低依次排列，有助于學生在掌握語言程序設計的基礎后，為后續Python的函數計算打下堅實的基礎。這樣一來，教師以基礎知識內容的講解側重于信息技術基礎知識作為教學實踐的基礎，以及在重視學生計算思維培養的升華方面，主要是轉向學生實際應用知識解決問題，才能不斷強化學生的計算思維，加深學生對信息技術理論知識的認知。以信息技術理論知識運用的具體方式，將抽象的知識內容與原理形象化，不僅能夠滲透出信息技術計算思維的不同方式，也能讓學生在體驗信息技術計算思維的同時，更加重視信息技術知識的學習與探究，從而學會運用這種思維分析問題和解決問題。

（二）聯系生活實際

在高中信息技術課程教學中，聯系生活實際提高計算思維的應用價值，主要是將教學內容與學生的實際生活聯系在一起，以此貼合學生生活實際，展現計算思維的重要作用，才能不斷強化與鞏固學生的知識技能。與此同時，當學生認識到計算思維在生活實際中的應用價值，不僅能夠提高學生學習信息技術知識技能的積極性，還能有效延伸與拓展學生的計算思維意識。因此，將生活化的教學內容與知識技能的學習和實踐結合在一起，將會在實踐中不斷強化學生的計算思維，在鞏固練習中提升學生對信息技術理論知識的探究熱情，進而構建計算思維實踐鍛煉的教育體系。

例如，在教學粵教版高中信息技術“系統功能的實現”時，為了讓學生應用Access數據庫所提供的基本向導、設計視圖、多種控件等，掌握快速創建數據庫應用系統的一般步驟和方法，教師既要在突出學習重點的同時聯系生活實際，讓學生針對相關功能的實現方法進行討論與設計，也要使學生在實際操作的過程中，全面深入地探究思考，以培養學生計算思維。所以教師選擇貼合學生學習生活的數據庫設計方案，引入課堂實踐練習，有助于學生針對所要開發的數據庫應用系統進行設計，并對功能進行一定的細化和整理，才能通過各個功能模板的計算思維與方式，進一步讓學生了解系統設計的方法，以及提升動手實際操作的興趣。以高中信息技術大賽數據管理系統模塊的設計為例，讓學生基于軟件工程的開發過程與思想，針對如何防止非法用戶進入系統，并增加密碼驗證功能的設計進行全面分析。主要是通過在用戶登錄階段，以全新的計算思維構建用戶信息錄入的模塊，重新構建用戶名及密碼驗證功能，促使學生在實踐操作的過程中，歸納出密碼驗證功能極容易出錯的難點問題，才能對密碼驗證功能模塊中存在的問題，有針對性地修改功能屬性，設置控件的屬性，從而達到安全與保密系統技術可行性的分析與開發。

（三）創新教學方法

高中信息技術計算思維的培養，主要是讓學生具備一種特殊的思維方法，在研究與處理具體問題的過程中，充分運用已學習到的信息技術知識，找到問題研究和解決的突破口，最后實現靈活運用專業知識和能力解決問題的目標。因此，要創新教學方法，豐富計算思維培養的形式，以及讓學生在學習與實踐應用信息技術知識的過程中，深入探究信息技術知識的多種應用方式。所以圍繞問題解決的這種方式，訓練學生創新思維和邏輯思維，主要是以多計算思維實際解決問題作為出發點，促使學生在具體的問題情境中，不僅需要對問題進行深層次的分析，也要探尋出有效分析與解決問題的方式，最終在總結與歸納問題的本質時，提高學生解決問題的能力，進一步深化學生對信息技術理論知識的理解與掌握。

例如，在教學粵教版高中信息技術“數據的排序和篩選”時，為了讓學生體驗和感受數據庫技術的功能和作用，以及通過Access平臺鞏固數據庫基本原理和技術，教師可以通過問題導入的方式，以問題作為教育引導的核心內容，考查學生掌握信息技術操作基礎和分析問題的能力。比如，教師在課前準備工作中，將存在不同類型問題的Access練習文件呈現在學生面前，通過學生分析數據信息的過程，進一步考查學生對在Access中進行篩選和排序的基本操作的掌握。如高三學生體質健康表中的各個數據呈現，結合相對應的運動消耗熱量表與食物營養健康表的呈現，讓學生就如何控制體重的問題進行數據的分析與計算，主要側重以問題啟發的方式活躍學生的計算思維。其中有的學生在結合相關的表格信息進行共同的歸納與分析時，將無效的信息進行有效的剔除，主要是通過數據排序的方式來實現，最后將有效的數據信息進行排列展示。如挑選身體偏瘦的同學的數據信息進行分析時，可以借助有序排列出的食物營養健康信息，給予飲食方面的相關建議；而針對身體偏胖且很少進行體育鍛煉的同學，則可以借助運動消耗熱量信息與食物營養健康信息的相互結合，歸納出有助于學生健康飲食與體育鍛煉方面的建議，才能切實幫助不同健康體質的學生解決問題。通過這種培養學生分析問題、解決問題的方式，讓學生在自主探究問題的過程中，借助相對應的數據信息排序和篩選技能技術，輕松分析問題并解決問題，才能規范、高效地管理數據，從而提升學生的科研能力與計算思維。

總之，高中信息技術課程教學中培養學生計算思維，主要在于優化整合教學資源，創新調整教學方式，才能在滲透計算思維教學的方式方法時，優化學生對計算思維的認識，以及提高學生運用知識解決實際問題的能力，進而為促進學生學習全面發展與成長奠定基石。