初中信息科技課程中計(jì)算思維能力培養(yǎng)的研究與策略

董林鳳

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和普及，計(jì)算機(jī)科學(xué)已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)不可或缺的一部分。在這個(gè)數(shù)字化的時(shí)代，計(jì)算機(jī)科學(xué)不僅是一門技術(shù)學(xué)科，更是一種思維學(xué)科。特別是在初中階段，信息科技課程肩負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力的重任。計(jì)算思維是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解的一系列思維活動(dòng)。它是一種全新的思維方式，對(duì)于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決問(wèn)題的能力具有獨(dú)特價(jià)值。因此，研究如何在初中信息科技課程中有效培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文將探討如何通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境、項(xiàng)目式教學(xué)法、小組合作探究、優(yōu)化教學(xué)手段、強(qiáng)化多元評(píng)價(jià)等多種方法，提高學(xué)生的計(jì)算思維能力，為他們的未來(lái)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，激活計(jì)算思維

在初中信息科技課程中，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境是激活學(xué)生計(jì)算思維的重要方法。問(wèn)題情境能夠引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，讓他們積極思考和探索，從而更好地理解和掌握知識(shí)。教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)具有挑戰(zhàn)性和實(shí)際意義的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析和解決。這些問(wèn)題可以激發(fā)學(xué)生的思維活躍性和創(chuàng)造力，促進(jìn)他們對(duì)知識(shí)的運(yùn)用和掌握。同時(shí)，教師還可以通過(guò)問(wèn)題情境培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，讓他們能夠獨(dú)立思考，進(jìn)而解決問(wèn)題。在創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境的過(guò)程中，教師需要注意問(wèn)題的針對(duì)性和層次性，以滿足不同學(xué)生的需求和興趣。同時(shí)，教師還需要引導(dǎo)學(xué)生正確對(duì)待問(wèn)題和挑戰(zhàn)，以積極的態(tài)度和正確的方法解決問(wèn)題。

例如，在“視頻作品制作”的教學(xué)中，學(xué)習(xí)重點(diǎn)是要求學(xué)生能夠了解和掌握視頻制作的基本知識(shí)和技能，包括視頻剪輯、特效添加、音效處理等。為培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維和動(dòng)手實(shí)踐能力，教師可以向?qū)W生提出一個(gè)實(shí)踐性的問(wèn)題：假設(shè)學(xué)生是一個(gè)電影導(dǎo)演，現(xiàn)在需要制作一部短片，要求在有限的預(yù)算和時(shí)間條件下，制作出具有創(chuàng)意和吸引力的短片。當(dāng)問(wèn)題提出后，學(xué)生可以以小組合作的方式進(jìn)入視頻制作狀態(tài)。每個(gè)小組需要討論并制定出短片的主題、劇情、拍攝計(jì)劃等，并運(yùn)用視頻制作軟件進(jìn)行拍攝、剪輯和后期制作。在制作過(guò)程中，學(xué)生需要思考如何運(yùn)用視頻剪輯技巧來(lái)表達(dá)故事情節(jié)，如何添加音效和特效來(lái)增強(qiáng)短片的吸引力和表現(xiàn)力。通過(guò)這種實(shí)踐性的問(wèn)題，學(xué)生可以在實(shí)際操作中學(xué)習(xí)和掌握視頻制作的知識(shí)和技能，同時(shí)也能夠培養(yǎng)他們的計(jì)算思維和動(dòng)手實(shí)踐能力。在制作過(guò)程中，學(xué)生需要不斷嘗試和創(chuàng)新，思考如何運(yùn)用技術(shù)和創(chuàng)意來(lái)解決問(wèn)題，從而提升他們的計(jì)算思維能力和創(chuàng)新思維能力。雖然有的學(xué)生對(duì)視頻制作知識(shí)掌握不夠，甚至無(wú)法親自完成教師布置的實(shí)踐任務(wù)，但在其他小組成員的帶動(dòng)下，學(xué)生信心倍增，并且可以跟隨其他小組成員的操作步驟，逐漸進(jìn)入視頻制作狀態(tài)。

教師提出的問(wèn)題猶如一根導(dǎo)火索，學(xué)生大腦思維一旦活躍起來(lái)，這根導(dǎo)火索的引線也將被引燃。在這種情況下，學(xué)生距離解決問(wèn)題的彼岸越來(lái)越近，計(jì)算思維能力也有所提升。

二、應(yīng)用項(xiàng)目式教學(xué)，培養(yǎng)計(jì)算思維

項(xiàng)目式教學(xué)法是一種以項(xiàng)目為導(dǎo)向的教學(xué)方法，它通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題來(lái)培養(yǎng)他們的計(jì)算思維。在項(xiàng)目式教學(xué)中，教師將原理與數(shù)字化工具相結(jié)合，設(shè)置一系列與實(shí)際生活相關(guān)的項(xiàng)目任務(wù)，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決這些問(wèn)題。通過(guò)項(xiàng)目式教學(xué)法，教師可以幫助學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)踐技能相結(jié)合，培養(yǎng)他們的計(jì)算思維。這種教學(xué)方法不僅提高了學(xué)生的解決問(wèn)題的能力，還培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)合作精神。教師可以通過(guò)深入挖掘教材、結(jié)合真實(shí)生活案例等方法，設(shè)置更加貼近學(xué)生生活的主題式項(xiàng)目，從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。同時(shí)，教師還可以從學(xué)生的興趣出發(fā)，由易到難地設(shè)置任務(wù)，讓學(xué)生在完成任務(wù)的過(guò)程中不但能夠逐步掌握基礎(chǔ)知識(shí)，還能學(xué)習(xí)、掌握、鞏固更深層次的知識(shí)。在教師進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生需要獨(dú)立思考如何解決問(wèn)題、具體使用什么方法，以及怎么解決等。而通過(guò)具體的動(dòng)手實(shí)踐和驗(yàn)證，自然而然地培養(yǎng)了學(xué)生的計(jì)算思維。通過(guò)這樣的教學(xué)方法，學(xué)生不僅能夠完成學(xué)習(xí)任務(wù)，還能在學(xué)習(xí)中增強(qiáng)他們的自信心。

例如，在教授“電子表格數(shù)據(jù)處理”的教學(xué)中，因?yàn)楸竟?jié)課的教學(xué)目標(biāo)是要求學(xué)生掌握電子表格軟件中數(shù)據(jù)排序和匯總的操作方法，能夠自主完成表格中涉及大量數(shù)據(jù)處理的問(wèn)題。教師為了提高教學(xué)效果，可以以“管理家庭預(yù)算”為主題，設(shè)計(jì)一系列由易到難的探究任務(wù)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。任務(wù)一：如何整理家庭收支數(shù)據(jù)？讓學(xué)生使用電子表格軟件輸入家庭一個(gè)月的收支數(shù)據(jù)，并學(xué)習(xí)如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和規(guī)范。任務(wù)二：如何對(duì)家庭收支數(shù)據(jù)進(jìn)行排序？讓學(xué)生掌握數(shù)據(jù)排序的操作方法，并思考如何按照不同的條件進(jìn)行排序。任務(wù)三：如何對(duì)家庭收支數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總？讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何使用電子表格軟件中的函數(shù)和公式，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、求和、平均等匯總操作。任務(wù)四：如何分析家庭收支數(shù)據(jù)？讓學(xué)生利用排序和匯總后的數(shù)據(jù)，分析家庭的消費(fèi)習(xí)慣和收入來(lái)源，并制定相應(yīng)的預(yù)算計(jì)劃。

通過(guò)以上任務(wù)的設(shè)計(jì)和完成，學(xué)生可以小組合作探究，利用互聯(lián)網(wǎng)搜索相關(guān)資料，并總結(jié)交流、討論，在實(shí)踐操作中體驗(yàn)數(shù)據(jù)排序和匯總的功用，培養(yǎng)計(jì)算思維和解決問(wèn)題的能力。

三、小組合作探究，強(qiáng)化計(jì)算思維

在新課標(biāo)的背景下，教育環(huán)境正在向自主學(xué)習(xí)和合作探究的方向轉(zhuǎn)變。教師不再僅僅是知識(shí)的傳遞者，而是成為學(xué)生自主學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和輔助者。同時(shí)，學(xué)生也不再僅僅是知識(shí)的接受者，他們被鼓勵(lì)在數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境中自我規(guī)劃、管理和評(píng)價(jià)。小組合作探究的學(xué)習(xí)方式正是對(duì)這種新的教育理念的完美體現(xiàn)，它強(qiáng)調(diào)了學(xué)生們?cè)谛〗M中互相協(xié)作，共同探究，以完成一個(gè)共同的目標(biāo)。這種學(xué)習(xí)方式不僅可以幫助學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識(shí)，還可以培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)合作能力和解決問(wèn)題的能力。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)和合作探究獲得新知，他們的計(jì)算思維能力得到了鍛煉和強(qiáng)化。他們?cè)诮鉀Q問(wèn)題時(shí)，不再是簡(jiǎn)單地套用程序，而是靈活運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，通過(guò)分析、推理和創(chuàng)新，找到最佳的解決方案。

例如，在“程序設(shè)計(jì)”的教學(xué)中，教師可以以“設(shè)計(jì)一個(gè)智能猜數(shù)字游戲”為主題，讓學(xué)生利用micro：bit編寫(xiě)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)游戲規(guī)則。在這個(gè)過(guò)程中，小組合作探究的方式將被充分發(fā)揮出來(lái)。學(xué)生需要考慮到游戲的規(guī)則和邏輯，如數(shù)字的范圍、猜測(cè)的次數(shù)、每次猜測(cè)的結(jié)果等。他們需要集體討論并設(shè)計(jì)出最佳的游戲方案，以及如何通過(guò)micro：bit來(lái)顯示結(jié)果和接收玩家的輸入。他們需要思考如何利用算法來(lái)實(shí)現(xiàn)游戲邏輯，然后通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生需要不停地分析、思考，然后解決問(wèn)題。他們需要運(yùn)用計(jì)算思維來(lái)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)程序，從而達(dá)到鍛煉、強(qiáng)化計(jì)算思維能力的目的。同時(shí)，他們還需要進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作，共同解決問(wèn)題。他們需要協(xié)調(diào)各自的工作，確保程序的正確性和穩(wěn)定性。這種學(xué)習(xí)方式不僅提高了他們的技術(shù)能力，也提高了他們的非技術(shù)能力，是一種非常有效的學(xué)習(xí)方式。最終，學(xué)生可以利用micro：bit板來(lái)驗(yàn)收他們的成果，測(cè)試游戲的趣味性和挑戰(zhàn)性。

通過(guò)小組合作探究的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生在“做中學(xué)”“用中學(xué)”“創(chuàng)中學(xué)”的過(guò)程中，不斷強(qiáng)化他們的計(jì)算思維。他們?cè)趯?shí)踐中學(xué)習(xí)，在應(yīng)用中深化理解，在創(chuàng)新中發(fā)展能力。這樣的學(xué)習(xí)方式不僅可以幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)成績(jī)，還可以培養(yǎng)他們的終身學(xué)習(xí)能力。

四、優(yōu)化教學(xué)手段，提高創(chuàng)新意識(shí)

優(yōu)化教學(xué)手段是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵，特別是在培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維方面。當(dāng)前，許多教師在培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維方面往往停留在淺層，而無(wú)法深入挖掘和培養(yǎng)。為了改變這種情況，教師可以采用多種教學(xué)手段，增加學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的探索和實(shí)踐。教師可以通過(guò)運(yùn)用授課助手、引入視頻等方式，細(xì)化、講解知識(shí)點(diǎn)，幫助學(xué)生更好地理解課程內(nèi)容。教師還可以設(shè)置案例分析、小組討論、實(shí)踐操作等教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究和實(shí)踐操作，培養(yǎng)他們的計(jì)算思維和解決問(wèn)題的能力。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，教師需要不斷創(chuàng)新和思考，考慮如何讓項(xiàng)目吸引學(xué)生的興趣，并讓他們長(zhǎng)期堅(jiān)持下去。這種創(chuàng)新的意識(shí)不僅有助于提高教學(xué)質(zhì)量，還可以促進(jìn)教師的個(gè)人成長(zhǎng)和職業(yè)發(fā)展。只有當(dāng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣增強(qiáng)了，他們才能主動(dòng)探究、主動(dòng)思考，并將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決生活中的問(wèn)題，從而培養(yǎng)出計(jì)算思維。通過(guò)優(yōu)化教學(xué)手段，教師可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，提高他們的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。

例如，在教授“網(wǎng)站的制作”時(shí)，教師可以總結(jié)出網(wǎng)站制作的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，包括網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)、前端開(kāi)發(fā)、后端開(kāi)發(fā)等方面，并制作成微視頻。這些微視頻可以詳細(xì)介紹從網(wǎng)站規(guī)劃到網(wǎng)站上線的全過(guò)程，以及各種開(kāi)發(fā)工具的使用方法和技巧等。在課堂教學(xué)中，教師可以采用項(xiàng)目式教學(xué)方式，布置一個(gè)主題任務(wù)——制作一個(gè)屬于自己的網(wǎng)站。學(xué)生可以通過(guò)觀看微視頻進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和思考，了解如何設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)一個(gè)完整的網(wǎng)站。同時(shí)，教師可以提供一些案例和素材，以幫助學(xué)生更好地理解網(wǎng)站制作的實(shí)際操作過(guò)程。在學(xué)生的實(shí)踐操作過(guò)程中，教師需要密切關(guān)注學(xué)生遇到的問(wèn)題，并及時(shí)解決這些問(wèn)題。如果發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生無(wú)法完成指定的任務(wù)，教師可以錄制一些針對(duì)該問(wèn)題的案例講解視頻，幫助學(xué)生厘清思路，促進(jìn)他們自主完成任務(wù)。最后，教師可以布置一個(gè)綜合任務(wù)——制作一個(gè)具有特定主題和功能的網(wǎng)站，以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，讓他們發(fā)揮想象力、創(chuàng)造力，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)出具有個(gè)性化和實(shí)用性的網(wǎng)站，從而提升創(chuàng)新思維能力，提高學(xué)習(xí)效率。

通過(guò)以上教學(xué)手段的運(yùn)用和創(chuàng)新意識(shí)的提高，教師可以更好地幫助學(xué)生掌握網(wǎng)站制作的知識(shí)和技能，培養(yǎng)他們的計(jì)算思維能力，提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率。同時(shí)，這種教學(xué)方式還可以促進(jìn)學(xué)生自主探究，以及實(shí)踐能力的發(fā)展，為他們未來(lái)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

五、強(qiáng)化多元評(píng)價(jià)，促進(jìn)計(jì)算思維

教師在課堂教學(xué)的評(píng)價(jià)中，應(yīng)該結(jié)合過(guò)程性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)，通過(guò)多種方法全面考查學(xué)生的知識(shí)掌握情況與實(shí)踐應(yīng)用能力。這些評(píng)價(jià)方式包括紙筆測(cè)試、上機(jī)實(shí)踐和作品創(chuàng)作等，旨在全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況并針對(duì)學(xué)生的特點(diǎn)進(jìn)行個(gè)性化指導(dǎo)。同時(shí)，教師應(yīng)堅(jiān)持自評(píng)與互評(píng)相結(jié)合的方式，以增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力并培養(yǎng)計(jì)算思維。自評(píng)是學(xué)生自我反思和評(píng)估學(xué)習(xí)過(guò)程與成果，互評(píng)是學(xué)生之間互相評(píng)價(jià)彼此的作品或成果。通過(guò)自評(píng)與互評(píng)，學(xué)生可以更好地認(rèn)識(shí)自己的優(yōu)點(diǎn)和不足，發(fā)現(xiàn)別人的長(zhǎng)處和亮點(diǎn)，進(jìn)而提高計(jì)算思維能力和創(chuàng)新能力。這種多元化的評(píng)價(jià)方式不僅關(guān)注學(xué)生的知識(shí)掌握情況，還關(guān)注學(xué)生的綜合素質(zhì)和未來(lái)發(fā)展?jié)摿Γ兄谂囵B(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新精神。通過(guò)多元化的評(píng)價(jià)方式，教師可以更好地激發(fā)學(xué)生的興趣和熱情，提高學(xué)生的自信心和成就感，進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)班級(jí)的計(jì)算思維培養(yǎng)和發(fā)展。

例如，在“平面設(shè)計(jì)”的教學(xué)中，教師為了讓學(xué)生更好地掌握平面設(shè)計(jì)軟件的使用技巧和應(yīng)用能力，可以設(shè)計(jì)一個(gè)“慶祝學(xué)校周年慶典”的海報(bào)設(shè)計(jì)活動(dòng)。一開(kāi)始，教師將學(xué)生分成幾個(gè)小組，每組選出一名組長(zhǎng)，并分配小組成員任務(wù)。每個(gè)小組需要圍繞主題，進(jìn)行設(shè)計(jì)理念的探討和素材的收集。接下來(lái)，學(xué)生開(kāi)始繪制草圖，并根據(jù)所學(xué)的Photoshop知識(shí)進(jìn)行制作。他們運(yùn)用圖像調(diào)整功能來(lái)優(yōu)化圖像效果，使用圖層操作來(lái)組織和布局元素，利用文字工具添加標(biāo)題和文字說(shuō)明，使用濾鏡效果來(lái)增強(qiáng)圖像的視覺(jué)效果，以及使用圖層蒙版和剪貼蒙版來(lái)控制元素的顯示和隱藏。當(dāng)海報(bào)設(shè)計(jì)完成后，每個(gè)小組選派一名代表來(lái)詳細(xì)介紹他們的作品，并對(duì)自己小組的作品進(jìn)行自評(píng)。其他小組的學(xué)生可以參與互評(píng)，提出建議和意見(jiàn)。通過(guò)自評(píng)和互評(píng)，學(xué)生不僅能夠了解自己作品的優(yōu)點(diǎn)和不足，還能夠從其他小組的作品中學(xué)到新的創(chuàng)意和方法。最后，教師對(duì)每個(gè)作品進(jìn)行總結(jié)評(píng)價(jià)，給予反饋和建議。學(xué)生通過(guò)教師的評(píng)價(jià)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到自己在設(shè)計(jì)中的不足之處，并學(xué)會(huì)如何改進(jìn)和完善自己的作品。

通過(guò)這次活動(dòng)，學(xué)生不僅提高了自己的平面設(shè)計(jì)技能和應(yīng)用能力，還培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)新精神。他們學(xué)會(huì)了傾聽(tīng)他人的意見(jiàn)和建議，發(fā)現(xiàn)自己的不足之處，并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。這種多元化的評(píng)價(jià)方式也有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新精神，促進(jìn)計(jì)算思維的培養(yǎng)和發(fā)展。

本文針對(duì)初中信息科技課程中計(jì)算思維能力的培養(yǎng)，提出了一系列具有針對(duì)性的教學(xué)策略。通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，可以激活學(xué)生的計(jì)算思維，讓他們?cè)诮鉀Q問(wèn)題的過(guò)程中學(xué)會(huì)如何運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念。項(xiàng)目式教學(xué)法則有助于培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)，讓他們?cè)趫F(tuán)隊(duì)合作中實(shí)現(xiàn)共同進(jìn)步。小組合作探究可以強(qiáng)化學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和問(wèn)題解決能力，讓他們?cè)诨ハ嘟涣骱蛯W(xué)習(xí)中不斷提升自己的計(jì)算思維能力。同時(shí)，優(yōu)化教學(xué)手段和強(qiáng)化多元評(píng)價(jià)也是培養(yǎng)計(jì)算思維能力的關(guān)鍵因素。通過(guò)多種教學(xué)方法的融合和多元評(píng)價(jià)的引導(dǎo)，可以進(jìn)一步提高學(xué)生的計(jì)算思維能力和創(chuàng)新精神。希望本研究能為相關(guān)教育實(shí)踐提供有益的指導(dǎo)，并為培養(yǎng)初中學(xué)生的計(jì)算思維能力做出貢獻(xiàn)。