浅谈“计算思维”在信息技术教学中的应用

赖瑞虹

中图分类号：G623.58     文献标识码：B    文章编号：1672-1578（2020）23-0181-01

计算思维是信息技术课程的一种内在价值。它以独特的思维方式引导学生理解信息社会，提高学生信息技术运用的批判与自我调节能力。“计算思维”的提出，引发了国内外学者对信息技术课程的重構与改革的思考。

那么，作为信息技术教师，在教学上应该如何与时俱进，重新审视自己的教学，培养学生的计算思维呢？

1.抽象模型，让计算思维直观化

格式塔心理学研究表明创设真实的问题情景，有助于实现学生思维能力的迁移。在教学中，从基于真实情景的问题出发，抽象出计算机能够识别的模型，并转化为计算模型，最后通过计算机程序自动化执行来帮助我们解决问题。而在此过程渗透的计算思维是利用启发式推理来寻求解答;是在对未知情况的规划、学习和调度;是搜索、搜索、再搜索，然后利用海量的数据来加快计算，在时间和空间之间，在处理能力和存储容量之间达到教学上所要达到的目标。

如：在教学《浏览器的使用》一课，如何让学生理解“浏览器”、“搜索引擎”、“关键字”，如何更好的把学生带入学习中去？在教学中，我创设了“象征性长跑——跑向北京”这一情景让孩子讨论：身处泉州的我们怎么跑向北京？那么，什么是象征性长跑？从泉州跑向北京有哪些路线？往哪条路线跑会更快？跑的过程中会遇到什么问题？

……

真实情景的创设，让学生脑洞大开，问题一抛出，大家迫不及待的想冲向北京 ，因此学生的学习兴趣立即被激起，有的学生很兴奋地回答：利用网络跑向北京……怎样使用浏览器这一知识点就顺理成章被引出来，在使用中学生理解了浏览器好比宇宙飞船;随即，学生学习输入关键词，并发现用不同的关键词语搜索之后得到的结果不一样，此时，什么是关键字？老师已不需要再多作讲解了;当然，从搜索到的结果学生还发现有的信息靠前，有的靠后，而排在越前面的信息也跟关键字更为贴近……可见抽象模型，引导学生学习，就此让计算思维直观化了。

2.问题分解，让计算思维实质化

问题分解是指把一个看似复杂的问题拆分成几个小问题，并在每个小问题中设定目标和相应的解决方案。比如：要制作出一个汉堡包，我们可以采取问题分解的办法，将汉堡包先分成几个部分：最上层的圆面包、生菜、芝士、西红柿、火腿等佐料;而最下层再放圆面包。

在信息技术教学中，如电子报刊的制作、网站的制作、电子相册的制作，包括一些电脑作品的制作，都可以称为信息技术教学中的“汉堡包”。如果要制作一张电子报刊，就需要先设计报纸的版式，然后需要知道电子报刊的要素：封面、封底、目录页、报头、正文页等，从各个要素去设计与制作，最终完成电子报刊的制作。为了让这庞杂的计算思维实质化，在教学中就可以先教会学生自上而下分解任务，然后再在自下而上的基础上完成任务，而这种自上而下分解任务的方法也因此让计算思维的实质体现了出来。看似繁杂的过程在老师巧妙的教学方法——“问题分解”法中迎刃而解了，孩子们学得轻松，学得快乐，无形中也让孩子们了解了什么是计算思维。

3.流程处理，让计算思维清晰化

以问题解决的角度为切入点，将一个问题清晰、抽象地描述出来，并将解决方案表示为一个信息处理的流程，这也是计算思维的体现。而流程建设正是解决问题的过程。例如：我们要画一个人脸，如果我们把流程一步步地涂鸦出来那就是：先画一个圆圈→加上两个耳朵→再加上头发→再画上一张脸！通过这一流程建设，问题的解决就轻而易举了。

在信息技术画图软件教学中，流程建设的渗透也是计算思维的体现。在教学《荷塘美景》一课时，要学生完成一副完整的作品，学生会产生畏难情绪。但在教学中鼓励学生先观察荷花的构成，教师再适时渗透什么是闭合曲线，什么是单弧曲线，并让孩子们知道可以用这两种线条来绘制荷花，同时借助流程图：先用闭合曲线画一朵含苞欲放的荷花，即单击→松开→单击→松开→单击→拖动调整→松→合成图像活动，此流程图的呈现，不仅让教学流程图直观明了，更帮助了孩子们直观有序，去繁为简，直接找到问题的切入点去画好荷花，学生们的计算思维在画画中得到了潜移默化的培养。

4.模拟构造，让计算思维简单化

计算思维应用还体现在对中国汉字的信息处理，它蕴含了构造原理。我们惯用的键盘按键显示的是英文字母，对于西方人来说从键盘输入，再到电脑显示，输入英文字母，显示的也是英文字母。可你发现没，我们需要先选择中文输入法，才能从电脑上显示汉字。而汉字字种繁多、字形复杂，信息处理与字母数字类信息的处理方法又存在着很大的差异。因为这其中，计算机要先对汉字进行编码，再通过汉字输出设备解码，最终输出设备将处理后的汉字信息直观地显示或打印出来。汉字在电脑中存储是用编码的形式，不同的汉字，无论笔画多少，结构如何，都可以转换为一串串只有0、1组成的数字串。

在教学《汉字在电脑中原来是这样表示的》一课中，我先呈现学校门口LED节日标语，再引出汉字的点阵，让学生明白汉字在电脑中就是缩小的点阵图。然后借助画图软件中的放大镜，让学生清楚的看到了点阵模型，明白了所谓的点阵：只有0和1两种数字，用1表示有笔画的方块，用0表示没有笔画的方块。然后学生根据课堂实例：补充“春”字点阵图。经过点阵图的绘制，学生轻而易举地发现了计算机的奥秘。

5.恢复思想，让计算思维可靠化

计算思维是基于预防、保护及通过冗余、容错、纠错的方式，并从最坏情况进行系统恢复的一种思维方法。数据存储在电脑中遇得突发故障，如何被保护？在计算机中通常采用奇偶校验的方法，来保护计算机中的数据。一旦系统发生错误，计算机就会自动恢复原始数据，而这一切你是不知情的。

这种恢复思想，在我们保存文档、保存图画、保存数据等过程中，应引起重视。在电脑操作中，用了很久的word文档，写了很多字，突然在电脑操作过程中断电了。这时候你最担心的是刚才输入的文档没有保存。甚至你会懊恼：要是先保存就好了。Wor软件有自动保存文档的功能，避免电脑突然崩溃或突然死机而造成文档丢失，从而降低文档的丢失率。因此在教学中，提醒学生养成良好的文件保存习惯，是很重要的，它让计算思维显得更为可靠。

综上所述，在信息技术课堂教学中培养学生的计算思维能力，让每个学生都能够“像计算机科学家一样思考”，离不开日常教学的点滴积累及师生的不断探索与实践！