例谈初中信息技术教学中计算思维培养策略研究

梁玉芳

摘 要：随着学生发展核心素养的提出，学科核心素养已成为当前学校、教师重点关注并研究的课题。信息技术学科核心素养包括了“信息意识”“计算思维”“数字化学习”和“信息责任”四个方面，目前，“计算思维”已经成为信息技术课程中核心素养培养的一个重要维度。对于学生来说，计算思维的培养已经到了刻不容缓的地步。文章以苏教版初中信息技术八年级《算法及算法的描述》一课为例，从计算思维的四个要素方面谈一谈在初中信息技术课堂教学中培养计算思维的策略与方法，从而提升学生的信息技术核心素养。

关键词：初中信息技术;计算思维;核心素养;算法

一、 引言

在信息化高速发展的今天，国内外对学生学科核心素养日趋重视。“计算思维”是信息技术核心素养之一，它最早是由周以真教授在计算机权威期刊提出的，是指运用计算机科学领域的思想方法形成解决问题方案的过程中所包含的一系列思维活动。她认为“把一个看来困难的问题重新阐释成一个我们知道问题怎样解决的方法，计算思维是人类求解问题的一条途径，可以是各种学科的，也可以是生活中的问题。”《江苏省义务教育信息技术课程纲要》明确提出计算思维是信息技术学科核心素养之一，是解决问题的基础能力之一，是学生必须掌握的最基本的思维方式。作为一名信息技术教师，如何在教学中贯穿计算思维的培养，如何提高学生的核心素养，这就需要我们在进行教学设计时将“计算思维”渗透到每一个教学环节中，文章以苏教版《算法与算法的描述》一课为例，从分解思维、算法思维、抽象思维、概括思维四个方面谈谈计算思维培养的几个策略。

二、 创设情境，提出问题，训练分解思维

现实生活中有很多问题，如何解决现实问题呢？可以有很多思路，这种思路就是计算思维，计算思维本质上是一种使用科学工具进行高效解决问题的方法，它不是知识和工具本身，而是抽象模拟以寻求问题解决最优化方案的系统过程。而分解问题是解决复杂问题的好方法，分解就是把大问题拆成小问题，把复杂问题拆解成简单问题，把新问题拆成老问题，这样有助于将复杂的没有头绪的问题分割为较小的容易解决的几个步骤完成。

創设情境是教学设计中比较重要的一个环节，好的情境有利于学生激发学习兴趣，在本节课的导入环节，笔者用《起跑线》电影中的片段来创设情境，引出抽签程序，再通过对传统抽签过程的分析，得出解决问题的几个步骤，引出算法的概念，并揭示课题。教师利用生活化的情境，提出问题，让学生运用所学知识解决问题，老师通过提问引导学生分析问题并将大问题分解成小问题从而得出解决问题的办法。

教学片段1：创设情境，提出问题

师：大家都看过《起跑线》这部电影吗？这部电影讲述了一对中产阶级夫妇为了让孩子能够从小就获得最好的教育，走上人生巅峰而绞尽脑汁择校的故事，我们来看其中一个片段。（播放视频）

师：这段视频中通过什么样的方式让贫穷的孩子能够进入名校？生：抽签。

师：传统的抽签和电脑抽签比较，你更倾向于哪个？为什么？

师：今天我们就来编写一个抽签程序随机派法。

教学片段2：分解问题，揭示课题

师：虽然电脑程序抽签效率高，速度快，但是与传统抽签比较，其过程是相似的，请一位同学上来模拟演示抽签过程，其他同学思考，用语言描述抽签过程。（语言简洁）

生：第一步：输入名单;第二步：进行抽签;第三步：输出结果。

师：我们把这些可操作的步骤，称为解决抽签问题的一个算法，所以什么是算法？请你概括。

师生总结：算法是解决问题的方法和步骤，今天这节课我们就来学习算法与算法的描述。

该教学片段中把抽签程序的大问题分解成了简单的学习任务，抽象为“输入名单—进行抽签—输出结果”的过程。

分解问题是解决问题的一个重要方法，也是计算思维的一种。周以真教授将计算思维描述为“关于对抽象的自动化处理”，那么，在信息技术学习的过程中通过分析问题培养学生“抽象”的意识能力，就是为发展计算思维，培养数字创新能力打下了基础。

三、 分析问题，绘制流程图，培养算法思维

算法思维是计算思维的核心。那什么是算法，在这一课的概念中就提到，算法是解决问题的方法和步骤，最经典的理解算法概念的就是“狼、羊、菜过河”的小游戏，狼、羊、菜要过河，猎人一次只能带一样过河，狼和羊、羊和菜不能同处，学生可以通过玩游戏的方式多次尝试，最终发现狼和菜可以共存的特性，找出最终的方法，每一种方法的尝试就是算法思维能力提高的过程，方法有多种，每一种方法将它完整的写出步骤，即为一种算法，在这节课中，笔者是如何让学生理解算法的概念的呢？

以生活中最简单的例子“烧水泡茶”为例，假如要喝一杯茶有以下几个步骤：A烧水、B找茶叶、C洗涮茶具、D沏茶，你是如何安排呢？学生可以得出如下两种方法：

第一步：烧水;

第二步：水烧开后，洗刷茶具，拿茶叶;

第三步：沏茶。

第一步：烧水;

第二步：烧水过程中，洗刷茶具，拿茶叶;

第三步：水烧开后沏茶。

两种解决问题的步骤就是两种算法，可以明显地看出第二种算法的效率更高，在解决同一个问题时可以使用不同的算法，要尽量使用设计简单，高效的算法来解决问题，算法的优劣直接影响所编程序的质量，算法是一个程序的灵魂，所以在解决问题的过程中要不断训练学生的算法思维。除了用自然语言来描述算法外，还可以用流程图来表示算法，其比自然语言更有优势：逻辑思维更清晰，不易产生歧义。绘制流程图的软件有很多，个人认为画程不错，以本课为例，如果要制作抽签程序，我们可以用绘制流程图的方法，通过不断完善程序引出算法的三种结构：顺序结构、分支结构、循环结构，这种层层递进，层层剥解的方式，引导学生不停地思考，能够训练学生的算法思维。