计算思维在高中信息技术教学中的设计方法

李泽文

【摘    要】计算思维指的是运用计算机科学的基础概念，以计算机解决问题的方式去思考问题、求解问题、设计系统与理解人类行为的思维。在解决不同的问题时，运用计算思维可以将不同的问题抽象为一般问题，之后运用计算机和信息处理技术解决问题。在高中信息技术教学中，教师可以重视培养学生的计算思维，不断提高学生的思想认识，通过设计任务驱动模式、协作学习模式、探究教学模式等，在这个过程中更好地调动学生思维，促进学生进行相关创造，更好地解答相关问题，进而有效培养学生的计算思维。

【关键词】计算思维  高中信息技术  任务驱动  协作学习

中图分类号：G4     文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2020.17.014

计算思维不能等同于程序设计思维，它和逻辑思维等思维一样是一种必备的思维能力，具有三种典型的特征：一是和计算机程序设计和编程思维不一样，不能简单地照搬程序等机械操作，是需要不断学习和锻炼的、需要灵活运用的综合思维;二是一种思维方式，是在学习科学文化知识、学习计算机理论知识和实际操作中逐渐形成的思维，能够为一般生活和工作提供帮助;三是需要与数学思维、工程思维和逻辑思维等紧密地联系起来，需要不断地发展与完善。因此，在高中信息技术教学中，教师可以以课程的主要内容为基础，指导学生学习理论知识和培养学生实操技能，不断提高学生的思想意识，从而更好地培养学生的计算思维。

一、运用计算思维解决问题的一般流程

计算思维是一种运用计算机概念、像计算机一样解决问题的思维，解决问题的一般流程包括：一是制定问题，并运用计算机和其他辅助工具探究问题;二是在符合逻辑的基础上分析数据;三是结合模型、仿真和抽象思维再现数据;四是通过有序步骤的算法思想，探究解决方案和主要流程;五是分析可能的解决方式，寻找科学合理的解决方案，并结合资源和流程解决问题。

二、高中信息技术教学中培养学生计算思维的相关设计

（一）设计任务驱动模式，启发学生计算思维

计算思维不是要求人类像计算机那样思考，而是一种求解问题的途径，是一种解决问题的思维方式，它主要利用启发式的推理来寻求解答，在不确定的情况下进行规划、学习和调度，利用海量数据加快运算，在时空之间权衡处理能力和存儲容量。因此，在高中信息技术教学中培养学生的计算思维，教师首先可以设计任务驱动模式，让学生在不了解基础知识的情况下进行思考和探究，让学生通过规划、学习与调度等，进而启发计算思维[1]。

例如，教科版高中信息技术“文本信息加工”的课程教学中，教师可以根据文本内容与教学目标创设一些学习任务，通过导入图文信息的方式启发学生，让学生在独立思考、小组合作探究、动手操作中进行回推，从而逐渐找到问题的答案，完成相关任务，在此过程中启发学生计算思维。比如教师可以创设以下几项任务：常用的字处理软件有哪些，分别有什么作用？其基本的特征可以总结为哪三点？试说明Word软件中工具栏常用功能的含义。之后教师可以展示记事本、写字板、Word、WPS、Dreamweaver、Frontpage等几种软件的图标和主页面，展示记事本和Word简单操作的微视频，展示Word软件中的工具栏截图。学生便可以结合这些图文与影像信息，在思考与动手操作中解决问题和完成任务。

（二）设计协作学习模式，培养学生计算思维

教师还可以根据高中信息技术的课程内容，运用小组合作的方式进行教学，先运用生动的情境导入教学，之后再提出一些问题，让学生以小组为单位思考和解答相关问题，小组内部互相协作，之后进行展示，教师根据各组代表的展示情况进行总结[2]。教师通过设计类似的协作学习模式，可以有效培养学生的计算思维。

例如，在教科版高中信息技术“音频信息的加工”一课中，教师可以先利用多媒体工具播放各种音频文件，比如有市场上的叫卖声、英语听力内容和广播新闻内容等，之后提出问题：这些声音是怎样录入和传输的呢？在学生试着回答后，确定“运用数字化音频设备现场录音”的主题，之后指导学生进行小组合作学习。教师可以指导各个小组选择声音源、选择麦克风等硬件设备和录音软件、规划需要录制的内容，之后让各个小组设置麦克风书信和调整输入音量，并启动录音软件开始录音，最后结束录音和保存音频文件。通过设计这类协作学习的模式以及引导各个小组参与其中，可以有效培养学生的计算思维。

（三）设计探究教学模式，巩固学生计算思维

为更好地巩固学生的计算思维，教师可以设计探究教学模式，通过设定探究主题，让学生运用所学知识，设计规划、分配任务、开发制作和评估测试，最后进行课堂展示，在此过程中需要运用到计算思维，可以有效巩固学生计算思维[3]。

例如，在教科版高中信息技术“信息集成一般过程”一课中，教师可以结合信息集成的概念，设计一项探究主题，在此过程中培养和巩固学生的计算思维。所谓信息集成是指根据主题内容，把文本、声音、图像、动画与视频等素材，有计划和有目的地组织起来，为主题服务。为此，教师可以设计“我的家乡”主题任务，让学生运用之前所学的文本输入、图像处理、简单动画制作、音频与视频加工等知识，运用Word、PPT、Flash、录音机、PS和Pr等软件，选题立意、设计规划、开发制作、评估测试和课堂展示等。在此过程中，各个小组可以确定介绍家乡的主题，设计讲解自然风光、历史文化和民风民俗的目标，规划这些内容的主要结构，收集、加工图文与影像素材，并运用以上软件制作PPT文件、动画和微视频等，并在小组之间进行小范围测试，收集学生反馈的数据，并根据评价进行修改和完善，最后分组展示在课堂上，由小组代表讲解这些内容。教师可以根据各个小组代表的展示情况以及小组的交流探讨情况等，进行科学的评价。

综上所述，本文主要结合计算思维在高中信息技术教学中的设计方法的相关主题，通过探究运用计算思维解决问题的一般流程，在此基础上探究高中信息技术教学中培养学生计算思维的相关设计。在具体的教学中，教师可以通过设计任务驱动模式、协作学习模式、探究教学模式等，更好地启发、培养和巩固学生的计算思维，提高高中信息技术的教学效果。

参考文献

[1]姚海.高中信息技术课程教学中计算思维的培养方法[J].中小学电教：下，2016（1）：9-10.

[2]张馨月.计算思维在高中信息技术基础教学中的应用研究[D].四川师范大学，2015.

[3]杨健.高中信息技术基础教学中计算思维培养的案例研究[J].中小学信息技术教育，2016（007）：57-59.