浅谈高中信息技术教学中如何培养学生计算思维

娄晓刚

信息技术的不断发展，为学生对外界事物的认识提供了更多的途径，在传统信息技术课堂教学过程中，教师注重对学生动手实践能力的培养，而忽视了他们思维的发展。在科技高速发展的今天，我们已经迎来了信息化时代，在国家发展中对信息化人才的需求量将与日俱增。在课程改革以后高中信息技术教学面临着巨大的改革，因此我们在充分分析当前高中信息技术教学过程中所面临的困境的基础之上，提出提升教学有效性的策略，以此来提高学生学习信息技术知识的兴趣并提升课堂教学的实效性，从而培养学生的计算思维。

在高中课堂教学的过程中，我们的教学目的是要通过学生对于知识的学习和对技能的掌握来促进学生的全面发展，为此在教育部所颁发的《国家中长期教育发展规划改革纲要》中曾明确提出在高中阶段我们要对学生进行文化基础的提升和社会实践能力的发展。在党的十九大报告中曾明确指出，我们的教育其主要目的是为国家发展而服务，要将学生培养成为符合社会发展需要的人才，为社会主义的发展提供建设者和接班人。在当前社会发展的过程中，各种信息技术终端设备已经使我们的生活发生了巨大的改变。21世纪对于新型人才已经提出了更高的要求，在学校的教育中，我们要让学生做到全面发展，而信息技术教学是在当前社会高速发展过程中提高学生信息核心素养的一门重要课程。在日常教学开展的过程中，应该充分把握学生学习的主动性，让每一名学生都能够在课堂上学有所获，通过对于技能的提升来培养学生学习的兴趣，从而拓宽信息技术教学的路径，也为信息技术教学的改革实现完美的逆转。

一、计算思维概述

计算思维源自于20世纪50年代，由麻省理工学院西摩·帕尔特教授提出，即解决问题的思考方法，并非具体化学科知识，计算思维能加深人们关于计算本质计算及求解问题的印象。如今，越来越多学者意识到计算思维的重要意义，并引起高中信息技术教师的关注。在现实生活中，高中信息技术学科，教师普遍认为编程即计算思维，实则不然。计算思维属于概念化思考方式，而编程属于一种行为。虽然在编程过程中少不了计算思维的支持，但计算思维不等同于编程，计算思维是信息时代学生解决问题的基本适应能力。在信息化背景下，社会关于人才的需求愈加严格，在教学高中信息技术学科时，要求教师培养学生计算思维，促使学生应用计算思维解决学习问题。

二、高中信息技术培养学生计算思维面临的困难

1. 學生参与意识不强

在高中信息技术教学的过程中，学生的参与意识不强，使得课程教学的实效性无法保障，因为学生总认为信息技术不是考试科目。所以，他们在课堂学习的过程中总是抱着一种侥幸心理，而且在听教师讲课的内容时总是走马观花，在自己实践的过程中就存在着较大的问题，进而影响了学生在学习过程中的参与热情，导致他们的学习有效性无法保障。

2. 教师教学热情不高

由于信息技术课程在教学过程中不能够通过考试来检验学生的成绩，所以教师在教学的过程中教学热情并不高，有些教师索性将信息技术课程改为学生的自习课，让学生学习考试科目。

3. 学校硬件无法满足当前教学需要

高中信息技术教学开展过程中，是需要学校以强大的硬件资源来保障教学时效性的。有些学校机房建设非常落后，且网络配备不能够满足当前学生学习的需要，在部分学校的教学过程中，电脑的操作系统已经远远落后于当前时代的发展，有些学校是以windows XP系统开展教学，但是在社会发展的过程中，windows11已经快要面世，这样的教学具有一定的延后性，也不能够满足当前社会发展的需要。

三、高中信息技术培养学生计算思维的策略

培养学生计算思维，是要通过对计算思维步骤的掌握来完成学生对于外界问题的认知，通过对问题本质规律的找寻来解决我们日常生活和学习工作中常见的问题。

1. 借助生活发展分解思维

在高中信息技术学习的过程中，要想形成某种特定的思维，就必须要通过潜移默化的影响来引导学生养成某种思维模式。计算思维中的分解思维是帮助学生化难为简的重要思维模式，通过对学生计算思维中分解思维的培养，可以让学生认清问题的本质，通过将问题拆解来完成任务。这就要求教师在课堂教学的过程中，帮助学生去找到问题的关键点，借助对问题的分步化解决来培养学生的计算思维。

例如：当前网络已经走进千家万户，但是在使用家庭网络的过程中，我们会遇到多个人共同使用同一个网络的现象。在必修二信息系统中的通信这一单元学习的过程中，我们让学生掌握了网络数据传输的基本理念，那么要想让家庭中的每一个成员都应用同一个网络，就需要借助路由器来对网络信号进行路由广播，那么此时我们要解决的问题就是如何搭建好路由器与用户之间的问题。在解决这个问题之前，我们就要通过对问题进行分解，来找出解决问题的最佳答案。首先是选择一个适用于家庭的无线路由器;接下来要考虑到家庭中的每一个角落信号的衰减量，这样才能够合理安排路由器的位置;第三步要留有一定的宽带余量，这样可以防止增加信息设备后带宽率无法满足使用要求。在学生将以上问题进行分步完成以后，他们解决问题的思维将会得到逐步提升。

2. 发展多元思维，提升模式辨别思维

在信息技术课堂教学的过程中，我们必须要通过发展学生的多元化思维，让他们能够对生活中常见的事物及本质有最基本的辨别，这样才能够发展学生的辨别思维。信息技术教学的过程中，我们要提高学生对不同问题所处模式的辨别，这样才能够找出其中的相同点和不同点，借助归类的思想对问题进行整合处理。

例如：在高中信息技术课堂教学的过程中，教师要想让学生能够明确信息社会责任，这一节的教学内容就可以借助模式辨别思维，对学生进行知识的教学。在进行“社会安全威胁和应对”教学时，我们可以让学生通过对社会威胁的辨别来找出其相应的解决办法。这样就完成了我们这一节课的教学内容，而且借助对某些特定行为的辨析，可以让学生来了解威胁当前信息安全的行为有哪些，并如何去防止这些行为对于个人信息安全造成隐患。

3. 依据个性发展抽象思维

课堂教学的过程中，作为教师要对学生的学习兴趣进行正确分析，能够了解当前学生的学习需要，这样才能够有针对性地开展教学。在高中阶段开展信息技术教学时，教师要通过提供充足的资源来吸引学生的参与。在了解学生身心发展特点及他们现有的知识水平的基础上开展教学活动，这就离不开教师与学生的有效沟通。由于学生生活环境的不同，他们的兴趣也是不一样的，因此在沟通的过程中，我们需要知道每一个学生的学习兴趣，了解他们日常所接触到的事物。这样我们在设计教学活动的时候就能以学生的认知为基础。

例如：面对相同的问题，不同的人可能会有不同的想法。为此我们必须要通过培养学生的抽象思维来发展他们的创新能力，这样学生在理解问题时就有了更多的参考。在高中信息技术课堂教学的过程中，我们要依据学生的学习特点来为他们提供不同的学习内容。抽象实际上是要找出某种解决问题或者是运算的一个通用性的公式。例如，我们利用计算机的思维去求等差数列的和时，实际上是采用了项与项之间的相加而进行的求解，通过一步一步的循环计算，最终得到我们想要的结果，这实际上就是常规思维的运算;但是要想培养学生的通常计算能力，就必须要通过对规律的寻找来找出项数之间存在的某种关系。

4. 优化学习氛围，了解算法流程

环境对学生的影响是悄无声息的。若要信息技术教育在高中教育课程中得到应用，就必须要打造一个良好的环境，让学生能够在日常学习的过程中，充分感受到信息技术教育对当前学习和生活的影响。

例如，可针对某一事件让学生来绘制流程图，建描述算法流程圖，实际上就是信息技术终端设备，在处理问题时所采用的一种简单而明了的运算过程，当某一条件符合以后，数据的处理才会继续，否则将会进入到连续运算之中，进而得出结论，那么我们也可以让学生来自制流程图，去解决日常学习过程中和生活中常见的一些问题，在解决问题过程中反复应用计算思维，积累经验。

5. 应用软件教学，锻炼计算思维

高中信息技术教学时，使用软件完成教学工作，教师要向学生传授操作软件的技术，培养解决问题的实力，促使其进一步理解计算思维。比如，在讲解Excel电子表格应用知识之际，为了有效地落实计算思维培养目标，教师在课前组织学生收集班级内所有同学的信息，包含身份证号码、姓名、手机号等，指导学生如何通过有限信息提取更多资源，借此活动要求学生提取班级内学生的出生日期，具体到年份、月份及具体日期，并计算男女比例。当学生完成教师布置的任务后，便进一步升华了计算思维。

6. 改进教学方式，深挖计算思维

高中信息技术教师立足学科教材，重组课程内容，挖掘更多适合培养学生计算思维的相关知识点。教师可以结合具体教学目标，明确主题，将生活中的现实问题抽象成计算机科学信息问题，引导学生善于发现问题、自主提出问题以及使用计算思维高效解决问题。培养学生计算思维，这是一个漫长的过程，需要教师不断创新教学方式，才能帮助学生建构完备的计算思维体系。此外，教师也可以结合生活实践及任务驱动等导入方式，联系单元主题，构建良好的学习情境，应用科学研究及工程研究等案例，帮助学生快速融入学科教学情境，持续锻炼计算思维。

结束语：新时代背景之下高中信息技术的教学应该依托于社会的发展，通过对学生多元化能力的提高，来促进学生的学以致用能力，而且应该以网络资源为背景，通过提高学生的学习积极性，拓宽学生的视野，来确保课堂教学时效性的不断提升，这样才能够为学生信息核心素养的提升奠定基础。在高中信息技术教学的过程中，作为教师需要充分意识到我们的课堂教学一定要吸引学生，让每一个学生都感受到学习信息技术对生活的重要性。课堂教学的过程中，要通过对于教学环节的设计来提高学生的求解问题的能力，并且让学生在求解的过程中养成一种思维，这样才能够提升课堂教学对于学生的影响，最终使得学生计算思维在信息技术学习的过程中得到快速提升。让学生能够拥有更多的实用能力，为个性化的发展和逻辑思维的创新奠定扎实基础，为高中信息技术的教学改革拓宽一条新的路径。