计算思维在初中信息技术教学中的实践探究

许海兵

【摘  要】建设数字中国需要合格的数字公民，《江苏省义务教育信息技术课程指导纲要》指出，要培养学生的信息素养，学会用计算机的思考方式去思考问题，用计算思维的方式去解决问题，初步掌握计算机建模的信息知识。信息技术教学其本质是培养学生的现代化、信息化思维，并利用这种思维解决问题，这种思维就是计算思维。

【关键词】计算思维;初中信息技术;课堂教学

计算思维有设计思维、问题解决性思维和可视化计算机思维等多种思维，培养学生的计算思维是信息技术课堂教学的重要目标。在目前初中信息技术教学中，教师要重点给学生讲解，如何利用信息技术去解决生活中的实际问题，以扩大信息技术的应用范围。

一、初中信息技术中培养计算思维的意义

计算思维是一种使用计算科学技术设计系统、求解问题理解人类行为的方式，在教学中通过任务驱动式、实验教学式等方式来培养学生的计算思维，能够更好地提高信息技术课程教学的效果。通常情况下，计算思维在初中信息技术课程教学实践中的作用有以下几点。（1）可以让学生更加关注信息技术，在初中信息技术教学中，老师要树立全新的教学理念，制订完善的教学方案，在其中渗透计算机思维以带动学生关注信息技术，充分体现计算思维的优势，从而提高课程实践的效率。（2）带动学生思考人与信息技术之间的关系，计算机运算要遵循特定的数学法则，在初中信息技术课程教学中，引用计算思维不仅能够让学生主动思考人与信息技术之间的关系，为学生提供发现、分析、解决问题的方法和思路，同时还可以极大地丰富教学内容，以提高教学质量。（3）提高程序教学的质量，在教学中融入计算思维，可以优化教学效果，丰富教学内容，提高算法和程序设计的地位，保证程序设计的教学质量。程序设计是信息技术课程中的重要内容，在其中渗透计算思维，能够帮助学生更好地理解和掌握程序设计的知识，并提高其知识应用能力。

二、初中信息技术课程中培养计算思维的原则

（一）创新教学方法原则

在初中信息技术教学中，想要提高学生的信息素养，提升其信息技术使用能力，老师就要对学生的思维方式和思维能力进行有效的引导，培养其良好的计算思维能力，以更好地提升学生的综合素养。老师要树立起全新的教学理念，将传统的知识灌输转变为思维启迪，从而提高学生的学习热情，培养良好的问题意识。教师要丰富教学的方式，以实验教学、启发式教学、探究式教学为主，更加突出学生的学习主体地位，培养其良好的计算思维能力。

（二）整合教学内容原则

初中信息技术的教学内容比较多，包括信息收集归纳、信息需求分析、信息技术选择、信息数据加工呈现、新技术应用等，所以教师要搭配综合性较强的实践活动，以更好地整合教学内容。比如智能机器人的设计、个性学习项目的制订等，从而更好地培养学生的计算思维意识，让学生能够学以致用。

（三）注重程序思维训练原则

在初中信息技术教学中，教师可以使用VB高级语言向学生讲解程序设计的知识，帮助学生掌握程序设计的相关知识，通过程序知识和思维的学习更好地提高学生的计算思维。程序的三种典型结构也能让学生依照合理的结构、规范、顺序来探求问题解决的方式方法，从而让其计算思维能够向合理的方向发展。

（四）强化系统思维训练原则

初中信息技术教学中的部分内容，能够很好地表现出计算思维的系统观，如计算机系统多媒体作品集成等。在问题的解决中，系统思维属于高阶思维，需要学生具备良好的思维能力。系统性的信息技术知识，更加侧重于技术性和可视化，所以教师要引导学生去了解信息技术的内涵，掌握信息技术的原理，能够熟练完成信息技术的相关实践操作，在实践完成之后，教师要突出计算思维的重要性，以更好地提升初中信息技术教学的质量和效果，要对計算思维进行有效拓展，从而更好地完成系统部件的协同工作。

三、计算思维在初中信息技术教学中的实践策略

（一）在游戏中体验计算思维

游戏化设计思维并不是设计游戏，游戏化思维是用游戏的模式给学生带来更多的信息化教学体验。游戏化设计思维的引入，能够激发学生学习的热情和学习动力，可以帮助学生掌握更多知识，提高学生的学习力，培养学生正确的学习态度和对信息技术教学深度理解和认知，进而促使学生自主学习，让学生主动参与设计的全过程，这种过程参与也有助于培养学生的计算思维。例如，在苏科版八年级设计与制作动画章节的教学中，教师介绍多个动画类型，如何设计富有时代意义、内容丰富的动画？如何学习引导层动画？如何将这些动画绘画的类型综合应用在一个人物或者多个动物、多个人物的身上，去规划设计，创造出有趣味性的故事场景、动画场面，并结合这类故事场景，创设出小游戏的活动画面，以此来提高学生创造的积极性。但是有的学生创作出来的作品质量不好，未能展现出动静结合的特性。故事围绕着一般的对象，在图画上有人物跳动、摆动，有的对象之间没有配合，也会缺少融合性动感。在动画中，多种人物要素相互交叉碰撞，这是目前动画设计的关键之处，最突出就是在基本设计上都是围绕整个时间轴来联系不同的动画要素，并且确定这些要素之间关联关系。因此使学生计算思维得以提升，在设计动画图形时，引入三步法分散步骤来深度思考，进而绘制出合理的动画图片，让学生感受到计算思维的魅力，寻找问题处理的合理方法。

通过浏览一些素材，进而帮助学生选择最佳的人物形象，构建情形，使用一句简单的话去描述这个故事的情景，之后分析剧情，再罗列出剧情中人物的形象，这样能够便于描述图表。按照人物出场顺序再找个故事开展时间场景，故事情节轴上展现不同画面，综合动画中人物和动物的对象，动画类型比较复杂，这也是动画设计的关键之处。故事开始时，在故事场景中有男孩、蘑菇、花，这些都是在场景中展现的，及男孩停下来走到一个地方，在场景中花和蘑菇的藏身地点都基本类似。男孩停留的时间多少与蘑菇、花消失时间也要吻合，在这个时间轴上能够一一对应起来。

（二）在问题解决中形成计算思维

问题处理的思考方式是指以目前现实中的问题作为解决处理突破口，来展开分析，教师在信息处理课堂上，设置问题处理关键点，以解决问题作为突破口，带动学生学习知识点。问题处理解决也是目前计算思维的核心要点，采用问题处理的方式，可以在解决中制造更多悬疑性的问题，提高学生问题处理的成效和质量，可快速吸引學生关注，引导学生主动思考。例如，讲解一些优秀案例给学生，能够给学生带来思维的拓展和冲击，也可以进一步培养学生的计算思维。例如，讲述机器人行走的信息课程片段中，机器人从左到右一起去出发，能够避开障碍进入异侧停车场上，编制程序，首先需要先规划路线，之后再拿出教学方案小组进行商议，画出机器人行走实际路线图。教师为学生创造更好的教学场景，能够创造一个复杂问题环境，校车停在停车场上，小车没有自动避让功能，为避让，需要学生先给小车规划好路线，同时在规划设计路线时，一般会让小车直立前行，过障碍物之后，左转和右转90度，停车场区域内下方，之后，再次左转右转到90度，直至到停车场停车区。此路线小车需要完成5步，个别学生在选择小车行驶到同侧停车场，然后直角拐弯，转至另一侧停车区，此路线需要小车走上三个步骤。站在学生解决日常生活问题的角度上来讲，让学生们自主看待问题处理方案，在问题分析上与方案构建上没有不同，最后会影响到问题解决处理的思路。

（三）在问题解决中运用计算思维

用计算思维方式来分析目前生活中遇到的问题，从而构建计算机模型，使问题能够得到更快的解决。模型构建是信息构架与仿真相结合的一种概念，为了更加直接去理解某事物，对该事物作抽象，必要时还需要自定义，构建合理的模型。

例如，在讲解信息技术基础中的信息获取这一堂课时，要给学生引入一个日常生活的例子，如海水受到月亮的引力而发生早潮的现象，也就是潮汐。一般状况下，船行驶近至码头，靠近码头，泄洪或落潮后，船在靠近港口时要留不小的安全间隙，这样才能够避免轮船搁浅。教师在问题中询问学生，轮船在哪一天、哪个时间段可以靠近港口，教师给学生讲课时，要针对实际问题采用分析，教师引导学生分析问题，采用计算思路分析，在一天中，哪个时间段，轮船可以靠近港口，哪个时间段轮船行驶是安全的，哪个时间是安全的间隙，以及着重研究分析潮涨潮落的规律。借助数据技术来建立函数，教师进一步搜集数据之后，让学生通过计算机以一天中的时间段作为横坐标，水深作为纵坐标来画出一个曲线，让学生深度思考，采用小组合作的方式来探究，写出合适的函数，利用计算机来求解，学生在课堂上积极学习，积极参与进来，用这种方法能够显著地促使学生面对生活中的现象会多思考一下，为什么是这样的，懂得利用计算机解决实际问题的同时，能够深入分析生活中的信息。教师在进行实践教学时，就可以结合目前教材中的内容，引入一些生活实际问题，通过建模的方式来深度分析实际问题，锻炼学生的计算思维。

在日常生活中和人们学习过程中，学生在学习期间和知识应用中都要深度反思，认识到目前习题计算错误的真正原因，也通过学习计算思维，通过纠错、冗余的方式来处理日常生活中存在的问题，在最坏的状况下，预防和保护。目前，学习与知识应用同步，教师引导学生采用启发思维解答问题，科学规划学生学习时间，教师给学生预留更多的想象空间，有效解决日常问题，存储更多的知识，以及掌握更多的问题解决技能。学生要认真认识到自己的思维，可以处理日常生活或者是学习中的问题，不断拓宽自己解决问题思维的范围，掌握更多解决问题的技巧。在班内管理事务中，班委成员带领学生去打扫教室，学生去执行，制订学生的工作量，也是一种计算过程，同时学生在超市购物，采用最佳的折扣优惠，知道所有商品价格信息之后，再选择最佳购物策略，进行合理的价格计算，能够享受到最大的优惠，在线算法，也是一类科学计算思维，合理利用计算思维，能够做出科学的决策。

四、结束语

在信息技术学科的核心素养中，计算思维是当前信息化发展的必备素质，学生要掌握这种计算思维，理解计算机如何去解决生活中的一些问题和难题。学生需要在教师指导下培养自己的计算思维能力，而教师要不断深度挖掘学生的潜能，不断整合信息技术教学资源。教师应该围绕目前计算思维深度开展教学，构建起基于计算思维的教学体系和方法，让计算思维成为培养学生核心素养的有效途径。

【参考文献】

[1]黄秋琰.基于计算思维培养的初中信息技术教学实践分析[J].智力，2021（10）：59-60.

[2]吴松慧.精度·密度·深度——计算思维在初中信息技术编程课程中的实践探讨[J].文理导航（中旬），2021（02）：88，91.