聚焦計算思維培養的高中信息技術課程教學策略

趙瓊

摘 要：隨著新課程改革的推進，在高中信息技術課堂中對學生計算思維進行強化，這不但對提升學生的信息素質有幫助，還可以讓他們更好地適應信息化社會，適應未來工作和生活。本文基于計算思維的概念，從教學策略和實踐探索兩方面展開研究，結果表明，信息技術教學可以增強學生計算思維，同時還能使學生更加適應信息化社會，適應未來的工作和生活。本文從計算思維培養的角度出發，探索了提升信息技術課堂教學有效性的策略。

關鍵詞：計算思維；高中；信息技術

我國計算機學科建設經過數十年的發展已經初具規模，有一定的成就，但是在教育中，很多教師忽略了培養學生計算思維[1]。新課程標準下，教師應依據核心素養內涵有意識地培養學生計算思維能力，提高課堂效率。本文基于計算思維概念，提出幾點策略，希望為信息技術創新工作提供一些靈感，也希望對于推動信息技術課程改革工作有所幫助，以實現人才培養的目標。

一、高中信息技術課程教學現狀

在計算機教學過程中，許多教師往往將注意力放在如何提升學生操作計算機的能力上，要求學生規范、正確操作計算機步驟，卻沒有意識到培養學生計算思維能力的重要性，在這上面的投入也比較少。計算思維能力是指計算機專業知識與實踐應用結合的綜合能力，是學生將所學知識運用到生活和工作中的能力。由于高中課程安排相對緊湊，所以在課堂教學中主要以理論教學為主，而課堂時間有限，教師很難通過理論教學引導學生運用計算機知識解決生活問題。另外，教師在教授計算機課程時，往往注重課本知識講授，而且過于注重理論教育，深入剖析原理，沒有將所講的計算機知識與現實生活有機結合起來。雖然教師也會引導學生發現問題、解決問題，但是缺乏將其與實踐相結合的機會。此外，很多教師雖然會結合生活實際，但在實踐過程中很難發現問題、分析問題和解決問題，因此教師缺乏將計算機知識與生活實際相結合的教學經驗。為了應對傳統課堂教學的弊端，許多教師已經開始轉變課堂教學模式，探索新型課堂教學方法，如案例式教學法、啟發式教學法等。這些方法能夠很好地提高學生的計算思維能力，但是由于其靈活性和多樣性較大，且很難將其與實際生活相結合，因此在實際應用過程中還存在許多問題，如：案例式教學法對于教師的計算機實踐經驗要求較高、學生難以獲得成功感等。這也是目前高中信息技術課堂中學生計算思維能力培養所面臨的挑戰。除此之外，很多教師在計算機教學中將主要精力投放到學生計算機應用技能訓練上，而忽視了對其進行數學思考的訓練。計算思維是計算機專業知識與生活實踐有著密切關聯的綜合能力，至關重要，加強計算機課堂教學模式研究，創新課堂教學方法，促使學生能夠將所學知識與生活實踐相結合。只有這樣才能讓學生了解、內化并儲備豐富的計算機專業知識，驅使學生更加積極、自覺、主動地學習信息技術課程，使其更加適應信息化社會發展需要。但在實際教學中，由于計算思維是一項較抽象的概念，在實際操作過程中不易掌握，因此很多教師往往忽視了計算思維培養。另外，教師往往將教學重點放在對學生操作能力的訓練上，而忽略了對計算思維能力的培養。這也導致學生的計算思維能力得不到鍛煉和發展，從而導致學生計算機應用水平不高。所以，如果要讓高中的信息技術課程的教育能夠跟上時代的發展，那么老師們就應該持續地去尋找更好的學習方法，并指導他們把所學到的東西運用到實際的工作中去，從而推動他們在學習過程中的發展[2]。

二、培養計算思維的意義

計算思維是以求解問題為中心，以高效地獲得與傳遞為中心的一種技術技能。在處理復雜問題和現實應用問題方面，計算思維有著很大的價值。計算思維關系到學生計算能力，教師在培養學生計算能力的過程中，可以以計算思維為突破口，這在提升學生的信息素養方面有著很大的作用。首先，“計算思維”是一種較高層次的思考方法，它有助于學習者積極地建構自己的知識庫。在對其進行計算思考的過程中，可以對其進行以問題為中心的探究、分析和解決問題的意識進行訓練，使其掌握處理問題的方法。其次，“運算”是一種具有創造力的思考模式，對提高學生的創造力具有重要的作用。借助計算思維，使其能夠化繁為簡，掌握應用所學的理論和方法。所以，培養學生計算思維可以增強學生創造思維與創造能力。計算思維對學生掌握學科核心知識和技能有很大的幫助。學科核心知識和技能在數學思維能力的培養中發揮重要作用。故教師在高中信息技術教學中注重培養學生計算思維并采取相應的措施，這可以助力學生掌握計算機核心知識和基本技能。在這個學習的過程中，可以讓他們持續地獲取新知識，掌握新技能，對他們的信息素質和創造力的提升都起到了積極的作用，進而推動了他們的人才培養目標的達成。此外，在此基礎上，培養出的“計算思維”能力，對于將來的學業和工作都是十分有用的。教師應注重培養學生的計算思維，使學生能夠了解計算機知識的重要性，掌握計算機核心知識與技能。首先，它是一種技術技能，它可以幫助我們更好地利用計算機的相關知識來處理實際問題，進而提升我們的資訊素質。從另一個角度來看，計算思維也屬于一種科目的思考方式，它可以讓學生對計算機學科的相關知識和技能有更好的認識，進而讓他們更好地與將來的信息社會相融合。在中學信息技術的教學過程中，對學生的計算思維能力進行了培訓，這在人才的培養過程中有著非常大的作用，它不但可以讓學生變得更適合于社會的發展，還可以讓他們的工作和生活變得更好，讓他們可以更好地融入這個信息社會之中，讓他們的信息素質得到提升。高中信息技術教師要把培養學生的計算思維能力作為主要目標，把核心素養作為指導思想，把重點放在對學生的計算思維能力的培養上，并積極探索與之相適應的教學策略，讓學生可以在信息技術課堂上進行自主學習，讓學生能夠更好地適應信息社會，為學生的終身學習和發展打下良好的基礎[3]。

三、高中信息技術課程計算思維的培養策略

（一）探究教材內容，滲透計算思維

在高中信息技術教材內容中，對于計算思維的滲透主要是通過實際案例或者簡單的模擬實驗來完成的，這就要求教師在實際教學中應該將教材內容與學生的生活經驗以及實踐能力聯系起來，只有這樣才能夠使學生獲得更好的學習效果。因此，教師在進行教材內容探究時，需要對學生的生活經驗進行分析，同時結合學生的學習興趣對教材內容進行優化調整，這樣才能夠使學生在探究教材內容時能夠結合自身的生活經驗和興趣愛好，進而提高學習效率[4]。

比如：在《數據、信息與知識》這一節的學習中，教師可以將教材內容與生活中的經驗聯系起來，例如在探究信息的分類時，教師可以通過設計一個實驗，將數據分為兩類，即實數類和虛數類。在教材內容的學習中，學生需要以實數為例通過計算機模擬出數據的分類過程，具體來說就是在一個計算機屏幕上放置若干個數字和一個負數，讓學生觀察不同數字之間的變化規律，通過簡單計算就可以得出結果。通過這樣的教學設計一方面可以使學生更好地掌握教材內容，另一方面也能使學生的計算思維得到培養與提升，因此教師在教學中應該努力探究教材內容，同時滲透計算思維，從而使學生獲得更好的學習效果。在《算法與程序實現》這一節的學習中，教師需要為學生講解“算法”和“程序設計”的概念，讓學生明確兩者之間的聯系與區別，這樣才能夠使學生對計算思維有更加清晰的認識。例如在講解算法時，教師可以通過設計一個游戲，讓學生明白算法在程序設計中的重要性；在講解程序設計時，教師可以通過布置作業來培養學生的計算思維。在這一節內容的學習中，教師還可以鼓勵學生利用所學的算法解決一些問題，比如利用“加法”或者“減法”等算法對某個程序進行編寫，從而使學生對算法有更加深刻的認識。除了利用教材內容滲透計算思維外，教師還可以通過計算機游戲等方式對學生的計算思維進行培養，例如在練習制作多媒體這一環節的學習中，教師可以為學生布置一個簡單的任務：將一個圖像制作成幻燈片或者視頻。在這一環節，教師可以讓學生自行探究算法，然后在多媒體上進行演示，通過這樣的方式可以使學生對算法有更加深刻的認識，進而提高學生的計算思維。通過這樣的方式，學生可以充分發揮自己的想象力，不僅可以提高計算思維能力，還能讓學習效率實現更大化、更優化。所以，教師應該積極探究教材內容，并根據實際學情對教材內容刪繁就簡、去粗取精，使教學內容實現最優化。總之，教師應該積極探究教材內容，同時在教學過程中滲透計算思維，這樣才能夠使學生獲得更好的學習效果。

（二）更新教學理念，落實計算思維

在信息技術課堂教學中，教師需要樹立正確的教育理念，注重培養學生計算思維，讓學生在學習過程中能夠將其作為一種有效的學習途徑。教師需要培養學生對計算機軟件的學習興趣，提升學生的自主學習能力，教師在課堂中要教會學生掌握獲取計算機知識的方法，讓學生通過閱讀教材和相關資料來掌握相關計算思維和知識內容；教師要指導學生進行項目實踐，將信息技術與實際生活緊密結合在一起，引導學生對其進行探究[5]。

例如：在“人工智能”的學習過程中，教師要引導學生將人工智能與生活緊密聯系在一起，讓學生體驗到計算機的存在和意義，讓學生了解人工智能的重要性，培養學生對信息技術的學習興趣，讓學生了解到人工智能中計算思維的應用，促進學生對人工智能的理解，讓學生對人工智能的了解更加深刻。教師在進行“人工智能”教學的過程中，要注重計算思維培養，促進學生計算機知識和計算思維的緊密結合，促進學生在信息技術課程中得到有效發展。教師在課堂上要引導學生對計算思維進行有效應用，幫助學生將計算機知識和計算思維融合在一起，讓學生了解到計算機知識是一種基礎的、重要的信息技術，讓學生掌握獲取和處理信息的方法，使學生清楚地認識計算思維的本質。以“三維設計”教學為例，教師除了講授基礎知識，還要讓學生了解開發、設計計算機軟件的方法，引導學生掌握計算機軟件的應用方法，讓學生利用計算思維來對軟件進行開發和設計，將計算機軟件與現實生活緊密結合在一起，讓學生體會到計算機軟件的重要性，了解到計算思維是一種重要的思維方法。教師需要在教學過程中落實計算思維的應用，培養學生計算思維的思考方式，在課堂上對學生進行計算思維的培養，促進學生計算思維能力的發展。例如：在“Python語言基礎”的教學中，教師需要引導學生在學習過程中掌握Python語言的基礎知識和語言特點，讓學生在學習過程中，能夠掌握計算機軟件的學習方法和應用方法。教師可以讓學生根據Python語言特點來設計一個簡單的項目，比如利用Python語言編寫一個簡單的程序，讓學生能夠將項目進行操作和實現；教師可以讓學生利用Python語言來進行編程競賽，讓學生掌握編程技術的使用方法，提升學生分析和解決問題能力。教師可以通過Python語言的特點來設計一個簡單的程序，讓學生自己操作并實現，讓學生在實踐中提升他們的計算思維能力，了解到學習Python語言是一種有效的學習方法，促進學生計算思維能力和計算機知識的有效結合。教師還可以帶領學生利用編程來進行小游戲，讓學生將課堂內容和小游戲緊密結合在一起，促進學生的計算思維能力提升。

（三）開展專項競賽，強化計算思維

很多學校針對信息技術教學單獨開設計算思維課程，卻因為缺乏明確的競賽要求和標準，無法統一各學校的教學方式和教學理念。這就導致了學生學習信息技術課程的積極性不高、教師授課的效率不高，教學質量得不到有效提升。所以，要想更好地提升中學信息技術課程的教學品質，加強對學生的計算思維的培養，學校可以通過設立計算思維專項比賽來促進對其進行學習[6]。

首先，學校應立足實際開設計算思維課程；其次，學校可以開展競賽活動來調動學生能動性，驅使學生主動、積極、自覺地學習計算機，增強其計算思維能力；最后，學校可以舉辦一些針對學生信息技術學習水平進行測試。比如在學習完“三維設計”之后，教師可以開展一個“三維設計創意大賽”，讓學生通過制作三維模型來體現自己的學習成果，也可以讓學生利用三維設計軟件進行實際操作，實現模型的轉換。這樣可以通過計算思維專項競賽活動來調動學生學習信息技術的積極性和主動性，強化學生的計算思維能力。計算思維專項競賽活動既能提高學生參與興趣，還能利用學生的勝負欲誘發其求勝心理，驅使學生深入鉆研，從而達到強化學生計算思維的目的，提高教學質量。在計算思維專項競賽中，老師們要做好充分準備工作，以學生們的計算思維水平為依據，合理設計比賽，并根據學生們的實際學習情況，選擇適當的比賽內容，以確保比賽的科學性、合理性；在比賽過程中，教師應做好比賽輔導工作，引導學生不斷強化計算思維；結束比賽后，教師要做好總結工作，對競賽過程中出現的優秀作品進行整理和總結，并推薦優秀作品到學校參加相關比賽活動。通過計算思維專項競賽活動，可以讓更多學生了解到計算思維能力對學習信息技術課程所產生的積極影響。在計算思維專項競賽活動中，學生的計算思維能力得到了有效提升，他們在學習信息技術課程的過程中，不僅可以獨立完成任務，還可以從任務完成的角度出發對自己的計算思維進行思考和總結，通過學習信息技術課程可以有效提升自己的計算思維能力。例如：在完成了“開源硬件”的課程后，老師可以組織一次“創新方案的創作”比賽，讓這些學生通過比賽來提高自己的運算水平。除此之外，在引導學生參與比賽的過程中，讓學生接觸和了解更多有關信息技術的知識，這樣既可以對他們的計算思維能力進行更好的提高，也可以為他們將來的信息技術課程的研究奠定良好的基礎。在進行了“計算思維專項大賽”的過程中，可以讓同學們按照自己的計算思維程度來設定一個合理的目標，從而提高了同學們對信息技術研究的熱情和主動性，讓同學們能夠持續地增強自己的計算思維能力，從而更好地推動同學們對信息技術的研究。

（四）完善評價體系，發展計算思維

在信息技術課程中，學生不僅要掌握基本的計算思維，還要能進行一定的數據分析，具備利用計算機解決實際問題的能力。這需要教師重視學生計算思維能力的培養，如果沒有做到，那么在高中信息技術課程的教學中就很難達到預期的效果。為了能更好地發展學生的計算思維，需要教師能夠不斷完善評價體系，促進學生形成良好的計算思維[7]。

教師在完善教育評價的時候需要注意到以下幾點：（1）制訂明確的評價目標。目標具有導向作用，尤其是評價目標，它讓學生知道“往哪里去”，所以教師要認真制訂，以實現學生計算思維能力提升為目的。（2）在評價過程中，要重視學生的個性化發展。學生作為教學中的主體，其不同的思維特點與實際情況會直接影響到教學活動的開展。針對不同水平的學生，要有相應的評估準則和評估方法。（3）注重評價結果的反饋。教師在制訂評價目標時，要將學生計算思維能力水平作為重要依據，在學生完成任務后及時反饋，并在課堂上進行講解，幫助學生完善問題解決方法，使其更好地掌握計算思維技能。（4）及時有效地對學生進行鼓勵與表揚。教師在授課過程中培養學生計算思維，應當把與教學內容有關的因素和要素融合到自己的課堂當中，并用各種形式的教學活動，來提高學生的計算思維能力，讓學生在學習信息技術的時候，可以擁有一套正確的計算思維方式，從而獲得更高的計算思維能力。教師在日常授課過程中，可以通過不斷實踐與探索來不斷提高高中生計算思維能力水平。如：在學習“設計程序”內容時，教師可以結合實際情況來設計一些問題，讓學生通過完成這些問題來了解程序的運行規律，并在完成問題后來總結計算機程序設計中的相關規律。在實施中學信息技術課程的同時，也要對中學信息技術的課堂教學進行改進，以提升學生的計算思維能力。只有在具體的教學過程中，對各種教學策略與方法進行持續的運用，才可以讓高中階段的學生對計算思維能力有更好地把握，進而提高他們的綜合素質，讓高中階段的學生可以擁有良好的計算思維習慣和應用能力，以實現他們的教育目標。總而言之，在中學信息技術的教育中，老師們要始終堅持“以學生為主體”的教育思想，對自己的教育方式進行改革，提高自己的課堂教學效果和質量。同時，在實際操作中，老師們也要結合實際情況適當地改進教學計劃，在增強學生計算思維能力的基礎上達到減負提質的效果。

結束語

計算思維能力作為現代社會重要的基本素質之一，對學生的綜合發展具有重要作用，它是對學生的創新意識和創新能力進行培養的一個重要途徑。故教師要認識到計算思維能力培養的重要性，并結合實際情況來制訂有效的教學策略。同時，教師也要不斷完善教學評價體系，提高高中生計算思維水平，促進高中信息技術教學活動開展。在未來教學中，教師應積極創新教學方法，不斷提升自身專業素質與能力，以促進學生計算思維能力水平不斷提高。

參考文獻

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[7]唐強.基于計算思維的高中信息技術Python課程教學模式構建[J].前衛，2022（36）：3.