探究信息技术教学中学生计算思维培养的策略

徐晟

摘 要：信息技术是高中课程教学的必修学科，可以通过锻炼学生创建文档的熟练度和操作计算机程序的规范度，培养和拓展学生的计算思维，有效地帮助学生提高解决问题的速率。计算思维是学生分析和解决问题所借助的基础手段之一，培养学生系统性规整问题要点的能力，养成善于利用信息化数据解析问题的良好习惯，能够最大限度地发挥信息技术教学的显著优势。文章简要探究信息技术教学中学生计算思维培养的策略。

关键词：信息技术教学;高中生;计算思维;培养策略

中图分类号：G63          文献标识码：A          文章编号：1673-9132（2021）36-0103-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2021.36.051

随着新课改的不断深化，培养学生计算思维变得越来越重要，教师要通过信息技术教学循序渐进地向学生灌输计算思维，深入贯彻新课改提出的全新要求，实现学生核心素养的提升。计算思维是高中信息技术课程所独有的思维体系，具有一定的教育意义和利用价值，教师应想方设法地引导学生初步建立起基本的计算思维，让学生灵活地将其应用在各个学科的问题解答中，逐渐完善学生的思维体系，确保学生解题方法的多元化和高效性，推动信息技术教学课程质量和水平的提高。

一、计算思维的基本含义

一方面，计算思维是一个科学化的问题求索过程，旨在通过运用不同形式的问题研究方式将每个亟待解決的难题简化为易于理解的问题，能够清楚地明确问题的考查点和其中涵盖的理论，让学生熟悉问题的具体解答流程和步骤，详细地梳理出解析问题的思路。计算思维是一种将多种解答手段融会贯通的递归思维，不是单纯地注重问题的解答过程，而是逐步引导学生探索问题的突破口，仔细思考问题中所隐含的思维导向，能够充分地考虑问题的各种解决途径，主动探寻出合宜的解答方法，确保问题能够得到合理的解决。另一方面，计算思维能够引导学生从多角度分析问题，使其学会预测和评估问题解答的可能性，从最复杂的情况中还原和重温问题，深入体会和感受问题的整个构思和创建的过程，进一步掌握和巩固问题解答方法。计算思维能够提高学生全面汇总大量数据的能力，锻炼学生综合分析信息数据的水平，并且能够对数据进行快速运算和验算，让学生在反复的数据处理中，增强对数字的敏感性，建立多维度思考问题的能力，实现学生解题效率的提高。计算思维不同于其他思维模式，其讲究学生运用解题方法的灵活度和准确性，能够从问题的根源找寻解决之道，适度地扩大问题的知识涵盖范围，创设出科学化、合理化的问题处理措施。

二、培养学生计算思维的意义所在

（一）消除学生对计算机科学的刻板印象

信息技术课程教学不是如同程序员一样对计算机进行操作和编程，而是要求学生从基础概念中剥离出其中所涵盖的计算思维，能够将其有效地运用在实际生活和课程学习中，彻底改变学生原有的思维方式，消除学生对计算机科学的刻板印象，使学生端正学习态度，逐渐重视信息技术教学课程[1]。教师应经常性地将生活中的案例引述在课堂中，让学生明确信息技术课程与日常生活在思维理论上的互通性和一致性，清楚地认识到计算思维的具体表现形式，便于学生对计算机科学进行重新定义，认真地参与到课程中的每个任务互动和技术分享中，让学生在潜移默化中获得计算思维的培养和锻炼，学会理智和全面地解析问题。教师应利用信息技术课程教学打开学生计算思维的多个层面，从抽象化的计算机科学观念中提炼出属于自身独有的解题手段。

（二）促使学生明确计算思维的实施主体

计算思维的培养和实施主体是学生，而非冰冷的计算机。教师应不断强调学生在课堂中的主导性，让学生意识到计算机只是人类计算的辅助物，并不是解决问题的主要参与者，促使学生明确计算思维的实施主体。计算机的计算程序建立在人类编写计算程序的基础上，是人类利用自身的创造力和计算思维的劳动成果，教师应适度地鼓励学生从信息技术教学中发掘新型的解题思路，能够有效地规避当前策略的弊端和漏洞，逐步改善和健全计算机科学的基本理论[2]。计算思维是使学生快速适应现代化信息社会和大数据时代的有效思维模式，学生利用计算思维能够进一步思考和辨析复杂的信息化社会环境，从大量的信息数据中高效地挖掘出有益的知识理论，实现学生知识储备范围的扩大和问题解析能力的提升。

（三）帮助学生创造出多种科学解题策略

计算思维是建立在计算机科学理论的基础之上，为学生增添多样化的解题思维，并帮助学生创造出多种科学化思想。这些科学化思想不是已经存在的历史产物，而是学生在教师的指导下，依据计算思维的概念，重新创新出的用以求解问题的计算思想，让学生彻底摆脱传统思维框架的束缚，实现思想境界的升华[3]。教师应对学生自身创造的解题方法进行合理的评价，认真审视和估量该种方式所依据的计算机科学理论，耐心地为学生指出其中存在的思想缺陷，并通过共同的讨论和研究，进一步完善学生创新出的科学解题方式，增强学生的自信心。

三、培养学生计算思维的有效对策

（一）创设具体的故事情境，增强学生的代入感

具体的故事情境能够有效地吸引学生的专注力，增强学生的代入感，让学生在情境的牵引下，按部就班地展开信息技术课程的学习，熟练地掌握各种应用软件的操作流程，清楚各个任务的操作顺序和步骤差异，便于学生顺利地解答新的问题。教师可以将图片、短片等多种工具巧妙地引用在课程教学中，适当地创设一些有趣的故事情境，激发学生的探究热情和学习主动性，让学生在问题的引导下自主地探索每一步的具体操作细节，并在探索的过程中勇于发现并提出问题，逐渐增强自身对知识的渴求欲望和对问题刨根问底的决心。例如，在开展高中教科版必修一“数据的计算”的教学中，教师首先向学生提出鸡兔同笼的问题，并邀请数名学生分别扮演两种角色，让其他学生根据鸡兔数量的增减变化直观地计算出鸡兔脚数的具体数值，并巧妙地利用预先编制好的数据求值函数，将数字完整地登记在电子表格中，根据教师的具体要求筛选出符合条件的数据，掌握将表格排序和筛选功能组合起来的技能，以达到更好的数据分析效果。表格的公式应用是计算机编程的必经程序，教师应想方设法帮助学生熟练地掌握基本函数的使用方法，便于其日后更好地学习高级函数应用。

（二）设置不同等级的导学问题，增强学生自主探究意识

信息技术课程所涉及的内容多是学生在学习前期未曾接触的，对学生理解理论知识和解析问题增加了一定的难度，教师应根据学生的学习情况设置不同等级的导学问题，针对性地增强学生的自主探究意识，让学生在导学问题的作用下，高效地完成分析、辩证、解答问题的整个流程，让学生在反复的尝试和试错中形成严密的计算思维，善于从多方面思考和辨析问题。教师不应盲目地设置导学问题，而是要尊重不同学生学习水平的差异性，根据其能力差距分等级、分难易地创设问题，促使每位学生都能够融入课堂答题环节中，避免因教师的教学疏忽而影响学生的思维培养。例如，在开展高中教科版必修一“数据编码”的教学中，教师结合本次课程的教学目标和重难点，陆续地询问学生计算机一般以何种方式储存数据信息，以及计算机所具备的存储功能通常只能用哪几个数字符号表示等问题，并播放事前准备的视频，让学生带着导学问题观看视频，初步认识二进制的具体内容，理解数据编码的价值和意义。另外，教师不断地鼓励学生勇敢地提出自身对视频中所涉及的数据编码知识的困惑和不解，并及时将全班学生提出的问题进行汇总整理，要求学生以小组的方式展开初步的探究和挖掘。教师在学生自主探究的过程中，要充分发挥指导作用，适当对学生进行点拨和引导，让学生顺利地越过问题障碍，大大地缩短学生在探究过程中所浪费的时间。

（三）巧妙地利用各种应用软件，培养学生利用现代教学工具的能力

伴随着我国信息技术的迅速发展和电子设备的广泛普及，各种应用软件层出不穷，为人类获取信息提供了多种渠道。教师在信息技术教学中要巧妙地利用各种应用软件和平台，让学生随时随地都能够接收到相关的科学知识，培养学生擅于利用现代化教学工具解答问题的能力。教师应经常性地分析教材的各个章节和板块，对于学生难以理解的教学单元，通过播放讲解视频的方式，反复强调课程中的重点和难点，让学生自觉地把握课程的知识侧重点。教师不应以提高学生操作计算机的熟练程度为教学目标，而是要让学生深入地发掘各种应用软件所隐含的抽象化理论和自动化技术，防止学生思维素养的停滞和落后，一味地专注于软件的实践性，而忽略了其隐藏的本质性构建元素。例如，在開展高中教科版必修一“做出判断的分支”的教学中，教师首先要求学生利用表格分别汇总出班级内男生和女生的基本信息，为课程后期的学习做准备。教师将测算身体健康指数的公式发布在学习互动平台上，让学生分析男女生测算公式的差别，思考怎样对计算程序进行修改才能实现数据信息的一次性录入，引出分支结构的思想。其次，教师要求学生观看教学软件中推送的学习视频，让学生自由地记忆分支结构中所需掌握的计算公式，清楚不同公式的类型特征，掌握分支结构语句的一般格式和使用方法。

四、结语

培养学生计算思维逐渐成为未来教学任务需要完成的新目标，教师应迅速适应这一改变，不断改善和更新自身的教学策略，将计算思维有效地融入并渗透在信息技术教学中，增添具有社会性色彩的现代化元素，推动学生综合能力素养的提升和拓展。

参考文献：

[1]何波.议高中信息技术课程教学中学生计算思维的培养策略[J].中学课程辅导（教学研究），2018（33）：86.

[2]洪瑾.高中信息科技教学中学生计算思维的培养策略[J].新教育时代电子杂志（教师版），2018（19）：120.

[3]张春华.论高中信息技术教学中学生计算思维的培养[J].中国新通信，2019（9）：205.

[责任编辑 李爱莉]