计算思维及其在信息技术教学中的应用

蒋亚梅

时代在发展，科技在進步，中国的“云计算”迅速发展，这是一个“计算机时代”，也是一个人才泉涌的时代，却避免不了瑕疵。在这个计算机已经被普及的时代，许多人只是把它当作娱乐休闲的工具，忘记了它真正的使命。身为一名高中教师，我认为应该利用好计算机，培养学生的计算思维，通过提供适当的方法，使得他们在处理计算机问题时，变得更加轻松。

一、分析实际问题，建模

通过分析计算机所遇到的实际问题，来建立模型，使得问题得到更好的解决。建模，是与仿真紧密结合的一个概念，是为了更直接地理解某事物而对该事物所做的一种抽象，必要的时候我们也可以自定义地构建合适的模型。

例如，我在讲教育科学版的《信息技术基础》中“信息获取”这一章节时，我在上课时便给学生们引入了一个日常生活的例子，海水受日月的引力，在一定的时候发生涨落的现象叫潮。一般地，早潮叫潮，晚潮叫汐，在通常情况下，船在涨潮时驶进航道，靠近码头；卸货后，在落潮时返回海洋，所以船在靠近港口时会有安全间隙（即船底与洋底的距离），不小于安全间隙，不至于使船搁浅才可以，那么船在一天中哪段时间是可以靠近港口的？面对这个实际问题，我在给学生授课时，根据这一现实实际问题，采用了如下的分析思路：哪段时间可靠近港口——哪段时间是安全间隙——潮涨潮落是有规律的，可以建立函数。接下来就是建模了，先收集数据，然后让同学们利用计算机以时间为横坐标，水深为纵坐标拟合出一条曲线，通过不断地思考，采取小组合作探究的学习方式，写出合适的函数，利用数学知识就可求出解。同学们在课堂上积极参与，另外我认为这种方法也会促使同学们面对生活中出现的现象，会多思考一下“为什么是这样的？”。懂得面对计算机中的实际问题进行深入的分析。

高中信息老师在进行实践教学时，可以结合教材中的内容引入一些生活实际的问题，通过建模的方式，来分析实际问题，从而培养学生的计算思维。

二、呈现网状结构，分解

对于简单的问题我们可以分解成线状或树状结构，复杂的问题则被分解成网状结构。复杂的问题在分解时，利用基于关注点的方法，化大为小，化难为易，出现了多个更简单的基础问题；然后运用“递归思想”，先解决最容易的问题，再是次容易的，层层递进，直到全部解决；最后把所有结果整合起来，就是问题的解答。

例如，我在向同学们讲述教材中“图像信息的采集加工”这章内容时，有个知识点——怎样使用Photoshop工具软件去处理图像的发现设置、旋转，裁剪以及亮度调节这些操作，我把它分解成图像的采集、图像的修改以及图像的深加工三个问题，难度层层加深，在引导学生们回答这些个问题时，能够明显感觉到课堂氛围变得不一样，好奇心驱使着他们全神贯注地听课。我把这一节的小知识点串起来，使一部分知识点间呈纵向的并列关系，然后我会利用课堂的时间提问我的学生，让他们站到讲台上，将剩余的知识点作一个横向的联系，这样这节课在同学面前就成了一张简直复杂的大网。一节课，一个事件，就被分解呈网状结构的零碎知识点，在学生的巩固下，看似零碎的知识点变得融会贯通，可以有收有放，又恢复到了这门课。其实除了信息技术，很多课程都是这样的。

所以，通过老师在课堂上将知识进行分解，使得教材中的内容呈现出网状结构，变得更加清晰明了，这种方法能让学生对所学的知识在脑海里形成一个清晰的脉络框架，为学生们深入钻研计算机奠定扎实的基础。

三、链接生活实践，应用

计算思维应该是我们在这个社会生存的基本能力，它和阅读、算数、书写能力一样，生活缺它不可，那么如果我们在讲解知识时把它和生活实践有机地结合起来，可以引起同学很大的听课兴趣，而且可以让学生学以致用，不会使教育和生活脱轨，成为一名优秀的祖国接班人。

例如，我在给同学们介绍《信息技术基础》这本书中“数据库管理”时，因为数据库较为抽象，如果我只是呆板地去讲它的定义，同学们不仅很难理解，而且思想很容易开小差，所以我决定去和我们的生活结合——数据库就像一个粮仓，粮仓是专门用来储存粮食的，而数据库是专门用来存储、管理数据的，在计算机的日常工作中，我们常常需要把数据放进这样一个“仓库”中，比如事业单位的人事部门常常要把本单位职工的基本情况（职工号、姓名、性别、年龄、籍贯、工资、学历等）存放在表中，而这张表就相当于一个数据库，我用了一种很简单的方式，使得学生们瞬间就理解了，所以说在老师去讲授较难较枯燥的知识的时候，如果能够多做些比喻或者类比，想必课堂效率会好很多。

因此，我建议教师在授课时应注意计算思维的培养，引导学生自己分析实际问题，能有效对问题进行分解，学会建模。也多多链接生活实践，帮助学生高效学习，不再是呆板地僵硬地传授知识。

当今是网络的时代，计算机老师作为一个时代引导者，可以采用分析实际问题，建模；呈现网状结构，分解；链接生活实践，应用等的教学理念去积极引导学生，培养学生的计算思维，从而推动我们这个时代的发展。