計(jì)算思維養(yǎng)成記

編程教育是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和解決問題能力的重要渠道，在初中階段開展編程教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，能有效提升學(xué)生的信息素養(yǎng)，為他們未來的學(xué)習(xí)和生活筑牢根基。

一、培養(yǎng)計(jì)算思維意識(shí)，開啟智慧之門

在培養(yǎng)計(jì)算思維的起始階段，學(xué)生的計(jì)算思維模式需逐步滲透。

比如，學(xué)生在學(xué)習(xí)Python程序設(shè)計(jì)之分支結(jié)構(gòu)時(shí)，我用“科技助力晨檢”進(jìn)行導(dǎo)入，引出體溫檢測儀——引導(dǎo)學(xué)生用自然語言描述體溫檢測儀的工作流程，再將其轉(zhuǎn)化為流程圖。

在這個(gè)過程中，學(xué)生去除姓名、班級(jí)等信息，提煉出體溫?cái)?shù)值、判斷條件以及相應(yīng)操作等關(guān)鍵要素，這其實(shí)就是計(jì)算思維中的抽象過程。繪制流程圖后再把流程圖轉(zhuǎn)化為程序代碼。

轉(zhuǎn)換過程中涉及問題的分解，比如，先解決如何用程序表示并判斷體溫是否異常、如何運(yùn)用程序準(zhǔn)確表示分支條件，熟練掌握關(guān)系表達(dá)式的使用方法，接著從簡單的單分支結(jié)構(gòu)入手，最后深入到雙分支結(jié)構(gòu)，完整實(shí)現(xiàn)體溫檢測的兩種情況判斷。

通過這種方式，學(xué)生在不知不覺中就能逐漸掌握單分支和雙分支結(jié)構(gòu)的執(zhí)行過程與語法格式，分解問題的思維方式也悄然融入思維體系。

二、傳授計(jì)算思維方法，握住解題之鑰

學(xué)生擁有一定的計(jì)算思維意識(shí)且思維方式也在逐步轉(zhuǎn)變時(shí)，就需要掌握計(jì)算思維方法，讓運(yùn)用計(jì)算思維思考問題成為常態(tài)。比如，在學(xué)習(xí)Python程序設(shè)計(jì)之分支結(jié)構(gòu)的合作探究環(huán)節(jié)，我設(shè)計(jì)了體質(zhì)指數(shù)測試程序作為挑戰(zhàn)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生用計(jì)算思維完成任務(wù)。

如何順利完成任務(wù)？根據(jù)教師精心設(shè)計(jì)的任務(wù)單，學(xué)生按照“提出問題—分析問題—設(shè)計(jì)方案—編程調(diào)試”的步驟展開探索。如根據(jù)提出的問題，分析思考如何設(shè)置分支條件，接著設(shè)計(jì)方案，完善流程圖，規(guī)劃程序的整體架構(gòu)。最后，編程調(diào)試時(shí)將設(shè)計(jì)好的方案轉(zhuǎn)化為代碼，并不斷調(diào)試修改。同時(shí)，在此過程中及時(shí)記錄出現(xiàn)的問題及解決問題的方法。

教師在設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，需遵循以下幾點(diǎn)。

（一）貼近生活

與校園生活緊密關(guān)聯(lián)的任務(wù)更能激發(fā)學(xué)生的探究興趣。比如，設(shè)計(jì)體質(zhì)指數(shù)測試程序后，學(xué)生參與探究的熱情明顯提升。

（二）分層任務(wù)

根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備的差異，設(shè)置必做的初級(jí)、中級(jí)挑戰(zhàn)任務(wù)，選做的高級(jí)挑戰(zhàn)任務(wù)。這樣每個(gè)學(xué)生都能在適合自己的難度層級(jí)得到鍛煉，學(xué)有余力的學(xué)生也能充分釋放創(chuàng)造力。

（三）一題多解

比如在實(shí)現(xiàn)體質(zhì)指數(shù)范圍判斷功能時(shí)，既可通過調(diào)整判斷條件來達(dá)成，又能巧妙運(yùn)用雙分支結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。通過這種設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生意識(shí)到，一個(gè)問題往往有多種解決途徑。

三、提升計(jì)算思維能力，攀登能力之峰

計(jì)算思維能力的提升如同一場漫長的攀登之旅，需要學(xué)生在練習(xí)中積累經(jīng)驗(yàn)，逐步進(jìn)階。

學(xué)生剛開始使用任務(wù)單完成編程任務(wù)時(shí)，大多都會(huì)出現(xiàn)各種問題。比如，在設(shè)計(jì)體質(zhì)指數(shù)測試程序時(shí)，還沒填好流程圖就開始編程，編寫過程中未記錄錯(cuò)誤，遇到問題也不知道如何調(diào)試，等等。這些情況的出現(xiàn)，都是因?yàn)閷W(xué)生的固有思維難以在短時(shí)間內(nèi)改變，所以需要不斷加強(qiáng)練習(xí)。

在完成體質(zhì)指數(shù)測試程序后，我鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上分享自己的設(shè)計(jì)思路、遇到的問題以及解決方法。這不僅有助于學(xué)生整理思路，提升思維能力，還能讓其他同學(xué)從中學(xué)到不同的方法和技巧，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的共享。

總之，通過逐步養(yǎng)成計(jì)算思維意識(shí)，熟練掌握計(jì)算思維方法，不斷提升計(jì)算思維能力，學(xué)生將在編程的世界里收獲成長，也能在未來的學(xué)習(xí)和生活中從容應(yīng)對(duì)各種挑戰(zhàn)。

[本文系湖南省電化教育館2021年湖南省教育信息技術(shù)研究省級(jí)一般課題（課題立項(xiàng)號(hào)：HNETR21042）“初中生計(jì)算機(jī)編程實(shí)施策略研究”研究成果]