计算思维在初中信息技术学科中实践分析

龚素兰

【摘 要】 信息技术的出现加快了人类文明的发展，并显著改善了人们的生活质量，信息技术也因此成为当前教育工作的重要组成部分。随着初高中信息技术课程版本的改革，计算思维的培养越来越受到重视，成为信息技术课程领域的重要内容之一。基于此，本文将对计算思维在初中信息技术学科的实践进行分析。

【关键词】 计算思维  初中信息技术  学科实践

前言：初中生的思维发展过程正由形象思维转为抽象逻辑思维，所以，对于学生的教育引导工作，教育工作者需要抓住学生的思维培育的关键期，计算思维是一种锻炼学生思维能力形成的方法，在运用计算思维进行信息技术讲解的过程中，学生的认知和动脑能力都会有所提升，激发其创新精神，进一步培养其信息素养。因此，利于计算思维方法进行信息技术授课，对教师和学生而言都具有良好教学作用。

一、关于计算思维的探析

（一）概念

计算思维主要起源于美国，其主要含义为，当人们遇到问题时，则可以运用计算机进行问题的解答，因为计算机系统中有较为系统的问题设计方案，这有助于人们节省计算时间，并且结合计算机解题，也可以拓展人们的解题思路，让人们的思维得到较好的锻炼。在其概念中，笔者得知，教育工作者在授课时也可以有效的运用计算思维授课，这样不仅能锻炼学生的思维能力，也有利于学生多方面能力的培育，如阅读能力，写作能力，数学计算能力等，结合计算机教学，学生的成长才会丰富精彩。也正因为如此，计算思维在信息技术中得到广泛的运用，人们也开始将其融入到各科教学活动中。但如何运用计算思维让信息技术教学质量显著提升？这个问题仍然需要教育工作者们积极的探究。早在2013年时，就有相关专业人士指出，计算思维的分类和排序，分别是算法思维、评估、分解、抽象与概括。以下则是对这五种分类的探析，以便于教师可以将其运用到课堂教学中。

（二）算法思维

根据信息技术大纲可以得知，计算机在解决问题的过程中具有较为明确具体的程序和步骤，每一个程序和步骤都有具体的分解，而且完善计算的时间与人类相比也较为迅速，在有限的时间内计算机可以计算出大量的问题，所以，算法思维结合信息技术对学生解题具有明确的促进作用。研究显示，在计算思维中，算法思维属于其核心概念，算法思维早在二战时就已被运用到计算机解题中，在计算机中有大量的解题方法，而且当学生结合算法思维解题时，也会形成算法思想，以便于运用到日后的解题工作中。比如，人们通常会将狼、羊、菜 过河等词语作为算法思维，如果狼想要过河吃羊，则需要带一件物品才可以过河，如果羊想要过河吃菜，也需要带一件物品，但是由于狼、羊、菜三者存在特殊联系，要想完成目标，三者则不可以同时存在，那么该如何完成目标？信息技术教师则可以提出相关的问题引导条件，引发学生独特的思考，这样学生的思维则会得到较好的锻炼。

（三）评估

对于学生思考方法的判断，教师通过以观察和测验为主，了解学生的解题思路，但是如果采用计算思维的方法，教师对学生思维判断的范围则会拓宽，在计算思维中教师则是对学生解题思路進行全方位的评估，首先，在解题前，教师会根据学生平时的解题方式结合问题，对所要解决的题目进行策划，并确定评估方式，以此探究最为合适的评估渠道。其次，在遇到复杂的问题时，对学生的思考方式进行评估，计算思维虽然在不断的尝试，但与传统评估方式相比，效果更为明显。

（四）分解

所谓计算思维中分解就是在遇到问题时，教师运用计算思维可以将一个问题分解为几个问题，这样在解题时难度则会降低。在分解问题时，教师通常会遵循 MECE 原则，这样既可以让问题不脱离原本的问题，也可以让每个问题都具有一定的独立性。比如：在解决abs 函数相关问题的过程中，计算结果应该确定数的绝对值，这既需要保障解题的全面性，也要把问题模块化，所以，对问题进行分解更为有效。而教师在引导学生运用计算思维分解题型时，则可以联系生活，如，做家务，可以为一个大问题，提问学生做家务主要包括什么，这时学生则会回答洗衣服、做饭、拖地等，将其问题进行分解 ，而如果将这些问题交给机器人，机器人是如何完成家务？这也就和其内部呈现分解有着一定的联系。

（五）抽象

在解决问题的过程中，人们经常会采用抽象思维的方式解题，这样则可以将一些较为细节问题隐藏，去除不重要的问题条件，以此问题的核心更为明显，这样才能确定问题主要考察的方面。比如，水果有什么？橘子、香蕉、哈密瓜，将这些信息排除，则可以发现，这些水果的本质依旧是水果，从中可以得知，抽象实际上就是一个现象转换的过程，有普遍的现象转换为本质，这样人们在解决问题的过程中则可以探究其变化规律，在解题时也会更加轻松。

（六）概括

对于完成的问题，则可以对其进行概括，这样既可以做好归纳，也能从中衍生出新的问题，并发现更为丰富的知识，这些新的知识将以原有的问题作为基础不断的拓展。因此，在运用计算思维解题时，要能做好更为相关问题的处理工作，这样则可以让解题效率增长。比如，关于百钱买百鸡的问题，其中解题条件为公鸡、 母鸡及小鸡，在确定解题条件后，对结果做出一个判断，再次进行验证，反复得出结果，并做出准确的概括，这样解题方式则会更加突出，并对学生日后的学习产生影响。

二、关于计算思维在信息技术教学实践的深入探析

（一）游戏计算思维设计

初中生的兴趣爱好虽然与小学生存在一定的差异，但不可否认，初中生依旧喜爱游戏，在游戏中可以感受快乐，对未知的游戏产生较强的探究欲望。因此，在运用计算思维展开信息技术授课时，教师则可以借助游戏的方式，让学生在游戏中锻炼自己的计算思维能力。教师在设计游戏计算思维教学方案的过程中，应注重游戏方式和机制的设计，让学生可以遵守游戏规则，有针对性的完成游戏目标，游戏计算思维的训练，能让学生愉快的学习信息技术知识，并在游戏化的学习过程中，对信息技术产生充足的学习动机，并对所要学习的知识有正确的认知，教师运用游戏的方法对学生的计算思维加以引导，则会帮助学生形成正确的价值观念，让学生逐渐形成良好的信息技术素养，这对于学生日后的思维锻炼有着良好的效果。举个简单的教学案例，如在 《动画设计与制作》这一节课中，其中主要包括的动画类型有动画补间动画、形状补间动画、引导层动画、遮罩动画等。教师在组织学生学习这些动画类型时，不仅需要让学生了解其运用的过程和方法，而且也需要让学生对动画游戏进行分解、抽象并进行描述概括，利用计算思维方式培养学生解决问题的能力，这样学生才会感知动画中每个人物形成的原因，学生也会对动画效果为之惊奇，从而操作兴趣也会被激发，这时教师则可以让学生操作计算机在游戏中做一些相关的动作，如移动、跳跃、挪动。

（二）可视化计算思维设计

伴随计算机广泛运用在人们生活和工作中，大数据也随之形成，人们可以将所掌握的数据输入到计算机中，计算机根据人们提供的数据对大量的信息进行整理归纳，以此形成大数据，运用计算机形成的数据，不仅归类明确，而且数据信息量也较大，与传统的数据归纳相比，方法较为简单，并且效果良好，而正因为计算机具有如此功能，人们运用计算机的这些功能开始转换计算思维，将其数据转化为可视化的计算思维。为了让数据显示更为清晰，有利于人们的观察，人们开始借助计算机绘制图形，将数据融入到其中。而教师在授课时，则可以运用数据和图形的结合，让学生学习电子表格的操作方法，这样学生则可以对数据做好统计和处理，也可以运用图形表达数据，如我国不同城市空气优良指数，学生可以结合函数知识，绘制图表。对于初中生而言，大量的数据会影响其计算思维，所以，教师应给予一定的绘制条件，让其根据条件进行图表制作，如每个城市空气具体的指数，不同时段的指数，这样学生则可以掌握关键词，然后进行建模，学生会根据已有条件对问题进行处理，将其简单化，绘制电子表格时，将关键信息输入其中，以X轴、Y轴为代表，輸入相关的指数信息。这样所完成的图表清晰具体，一目了然，教师也可以提出相应的问题，让学生结合问题继续制作图表，根据不同城市指数变化，分析每个城市的污染程度，这样学生的思维既可以得到锻炼，计算思维的可视化也会产生效果。

结束语：总之，作为一名信息技术教师，在运用计算思维讲课的过程中，教师注重学生的主体性，给与学生充足的锻炼思维的空间和时间，让学生可以自主思考信息技术的教学问题。在日常生活中，教师要带领学生一起学习信息技术知识，运用计算思维深入发掘更为丰富的信息技术知识，这样教师和学生的教与学的能力才会逐渐提升。对于教学方法，教师也应积极改进，为学生提供优质的教学条件，这样才有助于让计算思维在信息技术中产生良好的效果，学生和教师的信息素养也会随之形成。

参考文献

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