對高中信息技術教學計算思維培養的幾點思考及建議

彭頂輝

【摘要】 高中信息技術中的核心素養包括信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任等四大方面，其中計算思維是非常重要的內容，是學習和理解計算機知識的基礎，對于學生更好學習計算機、提升學習效果具有重要的幫助作用。基于計算思維的主要特點，在培養學生形成和發展計算思維時，主要采取的方法是探究式學習方法，主要流程是選定案例，在課堂上利用多媒體的形式展示給學生，根據展示的內容和相關原理提出問題，然后引導學生解決這些問題，在這個過程中通過相應的指導促進學生更好地完成任務，實現更好培養計算思維的目標。

【關鍵詞】 高中信息技術 計算思維 探究學習 問題提出 思維訓練

【中圖分類號】 G633.67 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2019）16-178-01

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對于計算思維本身而言，通常指的是個人運用計算機科學的思想方法，在形成問題的解決方案過程中所產生的相關思維。對于教育教學而言，學生在具有了計算思維后，能夠更好地運用計算機及其工具處理問題，運用計算機能夠實現的功能去分析問題、建立相關模型、引入和組織數據，從而分析和判斷出不同的信息資源，以此運用計算機算法解決問題，之后高度概括和總結計算機解決問題的方法和過程，使之更好地遷移運用在其他問題中。在當前互聯網環境下，各種高新技術和相關成果被運用在工業生產和日常生活中，對社會發展和人們生活產生了重要影響，所以信息技術教學不再是對信息技術本身知識進行教學，而是充當與信息技術相關的文化內涵和相關素養的教學，比如對計算思維的培養。

一、高中信息技術教育和計算思維培養的重要意義

在當前的時代背景下，信息技術教育教學要發揮更大的作用，在基礎教育教學中要特別加強信息技術課程的教學，加強對學生信息技術專業知識及其相關能力的教學。在高中信息技術教育教學中，加強信息技術的教學不僅是新課程改革的要求，更是提升學生信息素養和學習能力的重要途徑，通過信息技術教學能夠為學生更好學習提供更強大的工具，為學生今后更好發展打下堅實的基礎。計算思維是信息技術課程中的四大素養之一，它是一種科學思維，是包含邏輯思維和實證思維在內的綜合性思維。在計算機圖靈機理論的基礎上，在人工智能和大數據高度發展的時代背景下，計算思維發揮著越來越重要的作用，這種思維能夠促進個人更好地解決復雜問題，促進個人更好運用計算機高效、系統和程序化解決問題。此外，不同的個人和機構界定的計算思維各不相同，比如谷歌公司認為計算思維是一種問題解決技巧與技術的集合，并且將思維過程分解為問題分解、模式識別、模式的抽象與生成、算法設計等。

二、高中信息技術教學計算思維培養的主要策略

一般而言，計算思維的培養需要通過人工智能、程序設計和算法等內容具體進行，但是根據高中信息技術的實際內容和教學情況，其中信息技術的基本原理和概念、系統軟件的相關應用等占據比較大的比重，所以教師應該根據實際情況進行培養教育。本文主要從多媒體中圖像相關部分探析計算思維的培養，從圖像的原理和運用等方面具體教學，以期通過對這些內容的解析探究培養策略。

圖像幾乎時刻存在與我們的日常生活中，它是表現信息的最主要途徑，對于互聯網和計算機的相關應用而言，圖像主要存在于各種顯示、輸入與輸出中，比如屏幕顯示、數碼拍攝和攝像等都涉及到圖像，這些工具和應用在顯示圖像的同時，會在后臺對數據進行大規模的處理和轉化，從而呈現出人類能看得懂的畫面。對于這個內容，教師可以提出如下問題：圖像是如何顯示在屏幕上的呢？計算機內部如何處理這些圖像信息？我們能夠從計算機處理圖像的模式中學習到哪些原理，怎樣運用它解決問題？這些內容涉及到圖像的原理及其應用，教師可以通過針對性的課程設計，為學生講述圖像處理的原理，讓學生了解圖像顯示的基本程序，進而延展到相關圖像處理軟件的教學，讓學生能夠運用這些軟件處理問題，從而逐漸形成利用計算機處理問題的思維模式和思想方法，即為計算思維。

例如，在實際教學中教師可以選擇一個視頻短片在課上播放出來，以此吸引學生注意力和激發學生學習與探究的興趣。比如，教師可以根據近期大熱的5G技術，選擇當下單平臺播放量超過1000萬次的《5G到底有多快？》的短視頻，通過對最新技術的相關展現吸引學生注意力，接著暫停截圖，選擇這張圖像放大18倍以上，讓學生觀察這種圖像，從而發現圖像構成的基本單位，即像素點。接著，教師可以展示一張實物照片，讓學生認真觀察并說出它們的區別，通過相關問題的提出引導學生進行獨立思考與合作探究，在此過程中可以讓學生學習到圖像相關的基本原理，比如分辨率、尺寸、輸出模式和圖像質量等。之后，教師可以引導學生利用PS等圖像處理軟件，查閱圖像的參數及相關信息，進而對數據進行分析和處理，得出圖像質量與不同參數變化之間的相互關系，教師對學生得出的結論進行總結。最后，教師引導學生將這一模式和過程遷移運用。

在此過程中，教師引導學生通過探究式學習解決相關問題，通過準備學習材料、提出問題、分析問題、探索相關規律、解決問題等流程，讓學生更好地獲得圖像的基本原理、圖像的操作等知識與技能。同時，教師可以通過對此過程的高度抽象和概括，總結出解決問題的相關流程和辦法，從而培養學生計算思維。

三、結束語

綜上所述，高中信息技術教學中，計算思維的核心素養的培養是非常重要的，有利于幫助學生更好地學習信息技術知識和解決實際問題。教師可以通過展示相關資料、提出問題、引導學生探究、分析問題和解決問題等教學流程，更好地培養學生計算思維，從而有效提升學生計算思維和綜合素養。

[ 參 考 文 獻 ]

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