基于思維培養的高中信息技術教學實踐與反思

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A論文編號：1674—2117（2025）15-0075-03

引言

隨著以人工智能為代表的新一輪科技革命的興起，計算的觀念正滲透到宇宙學、物理學、生物學乃至社會科學等諸多領域?！镀胀ǜ咧行畔⒓夹g課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課標”）提出了培養學生的學科核心素養：信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任。四個核心素養要素互相支持、互相滲透，共同促進學生信息素養的提升。而在這四個信息技術學科核心素養中，計算思維是核心。計算思維是用計算機科學領域的思想方法，在解決問題的過程中產生的一系列思維活動。具備計算思維的學生，在信息活動中能夠采用計算機可以處理的方式界定問題、抽象特征、建立結構模型、合理組織數據，設計系統性解決方案，并能遷移到與之相關的其他問題的解決中。

問題分析

通過實踐筆者發現，在教學中要實現計算思維的培養，課堂教學轉型是最大的挑戰。大部分一線教師往往只關注教學路徑和方法，而忽視對學情的理解和對重難點的把握，課堂存在“念錯經”“各唱各的戲”現象，而學生在學習過程中對學科框架常缺乏清晰的認識，知其然而不知其所以然，缺乏對所學內容邏輯的深入理解和應用。為此，筆者圍繞學生在信息技術課堂中的困惑點和困難點，側重教學過程的優化，探索適應新形勢發展需要的高中信息技術課教學的新途徑，以期實現課堂教學轉型。

計算思維再認識

新課標指出，計算思維是指個體運用計算機科學領域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產生的一系列思維活動。簡單來說，計算思維的核心組成部分包括問題拆解、抽象建模和自動化。那么，應該如何評價學生的計算思維能力呢？筆者認為，從定義出發，一方面，可以從計算機科學的角度來考量。在用計算思維解決問題時，可以讓學生將實際問題轉化為可計算的問題，并設計算法，運用計算機可以理解的語言，輸入計算機系統，讓計算機進行處理，自動運算出結果。在這里，計算機本質上是在執行解決問題的方案，而計算思維是用于構造這種自動化解決問題的過程序列。另一方面，也可以從計算和問題解決的角度來評價，這種問題解決方式強調讓學生成為計算思考者。

如何有效開展基于思維培養的教學

1.把握重難點，精準定位教學

教學重點是學生必須掌握的基礎知識與基本技能，是基本概念、基本規律及由內容所反映的思想方法，即學科教學的核心知識。教學難點是學生不易理解的知識，或不易掌握的技能技巧。難點不一定是重點，也有些內容既是難點又是重點。難點常常要根據學生的實際情況來定。在具體實施時，教師要把握好以下兩點。

（1）全面理解教學內容

教學內容決定教學形式，教學手段要為教學內容服務。作為教師，要全面理解教學內容，以學科大概念為統領，厘清邏輯線索，明確學習目標和教學重點。例如，《必修1數據與計算》中的核心概念包括數據，數據的采集、處理及應用，算法與程序實現等內容。因此，教師要圍繞“數據”這一核心概念厘清《必修1數據與計算》的學科邏輯：數據的采集、處理與呈現。又如，《數據加密與安全》一節的內容是“信息系統”“信息社會”等大概念，是“信息安全”和“數據”邏輯主線下的教學，在教學時，教師不僅要引導學生認識到信息系統在給人們的生活帶來便利的同時，也讓人們面臨相應的風險，還要幫助學生理解數據加密的重要性和基本方式，使其能夠編寫簡單的數據加密程序，并熟悉信息系統安全防范的常用技術，養成規范的信息系統操作習慣，樹立信息安全意識。

（2）正確把握學情定位

教師要正確把握學情，引導學生加強對知識困惑點和困難點模塊的系統學習，有的放矢，使宏觀層面的課程標準有效落實到微觀層面的課堂教學，從而提升教學效率。例如，在教學《傳感與控制》一課時，大部分學生雖然在生活中聽過“傳感、控制”等詞，但并不明白什么是傳感、傳感是如何實現的、傳感的作用是什么，也不明白解決同一個問題可以通過不同的傳感控制等。因此，教師在教學中要了解學生的學習情況，針對不同的學情采取不同的教學方式，同時，給予其積極的情緒價值。

2.科技賦能教學，實驗培養 思維

高中信息技術是一門實踐性較強的課程，學生只有親自動手去實踐、探索和解決問題，才能真正理解其中的科學原理，才能學以致用。因此，在信息技術課程教學中，必須重視學科實踐和實驗教學。通過實驗，讓學生用科學的思維去理解技術，習得原理，進而落實計算思維的培養。例如，在《傳感與控制》一課的教學中，筆者以問題解決為線索，通過一系列問題和實驗來推動教學，組織學習進程。部分教學環節如上頁表所示。

3.項目實踐，讓思維迭代升級

項目式學習根植于問題情境，通過解決真實而復雜的現實生活問題，讓學習在活動、實踐中發生，引導學生將所學的知識內容與解決實際問題建立關聯，讓學生在實踐中理解概念，引發遷移，進而促進其思維的鍛煉和素養的提升。在具體實施時，需注意以下原則。

（1）厘清學科框架，做好單元設計

例如，在教學“Python語言程序設計”單元時，筆者將單元教學內容設置為7課時，設計了“開發智能停車小助手”單元項目，每1～2課時為主題項目下的一個子項目，子項目之間相對獨立，同時又蘊含著知識的內在聯系。單元學習活動設計如上圖所示。

（2）精選教學項目，落實層級驅動

在《網絡應用軟件開發》一課中，筆者設計了“成績分析系統”項目，從導入框架模塊，創建應用實例，到編寫路由和視圖函數再到啟動Web應用，讓學生在搭建的過程中掌握B/S架構下網絡應用程序的整個開發過程，并對網絡應用中數據的采集、傳輸、存儲、處理等概念有清晰的理解。

此外，在《無人機送快遞的配送決策》一課的項目活動中，圍繞如何合理編排無人機送貨順序表這個問題，讓學生在分析問題、挑戰項目中理解數據的創建、存儲及處理，收貨人與無人機之間的距離計算，以及按優先級、距離的遠近排序。學生在算法設計的過程中逐步解決問題，在算法進一步優化升級中實現了數據結構與算法的綜合應用，同時，理解了如何使用計算思維讓問題解決更高效，并能遷移到其他問題的解決過程中。

參考文獻：

[1中華人民共和國教育部.普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂S].北京：人民教育出版社，2020

[2]魏雄鷹.加強信息科技實驗教學發揮信息科技育人價值[EB/OLJ.htp：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/moe_2082/2023/2023