高中信息技术教学中学生计算思维的培养策略

董 超

(利辛县第一中学 安徽亳州 236700)

伴随着信息技术的飞速发展，高中信息技术教学逐渐从培养学生的软件操作能力转向注重培养学生的计算思维。信息技术课程要求全面提升学生信息素养，帮助学生掌握学科基础知识与技能，把握核心要素，不断引导学生建立全面的信息意识和提高计算思维。计算思维是高中信息技术素养的核心，如何在高中信息技术教学中引入计算思维，使学生理解计算思维的内涵，培养学生的计算思维意识，解决学习中存在的问题，促进学生灵活运用所学知识，实现知识的迁移和应用是值得思考的问题。

一、计算思维的内涵

计算思维主要指运用基本逻辑思维进行数据处理、问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学广度的一系列思维活动。计算思维不是程序化的，是一种适用于计算机科学领域的思维方式。

计算思维在解决问题的过程中运用了各种数学手段和方法，采用推理的计算方法以及运用计算思维的方式来帮助教师找到问题的正确解答。在教育教学过程中，要求教师注重培养学生的思维，指导学生利用信息技术进行计算思维能力的培养，进而深化认知能力，扩展思考问题的深度和广度，提高学习知识的效率。

二、培养学生计算思维的重要性

(一)计算思维可以提高学生的数学能力

培养计算思维少不了计算，计算一定会用到数学知识，因此数学对计算思维的重要性不言而喻。在锻炼学生计算思维的时候，可以把数学知识实际应用起来。这有利于激发学生学习数学的积极性和兴趣，学生再学起数学来，就不会觉得那么枯燥，还会觉得数学很重要，可以得出计算结果。比如，我们经常列举求1到100的和，运用高斯求和的方法，首项与末项之和乘以项数再除以2就是结果，这里我们要善于观察，灵活运用数学知识，提高计算思维。

(二)提高逻辑思维能力，养成严谨的习惯

在计算思维实现的过程中，建立数学模型有利于培养学生的逻辑思维能力和严谨的思维习惯。计算过程错误，学生会重新检查数学建模，有时候一些细微错误不一定容易发现，这就需要学生拥有耐心，这能培养学生严谨态度和抗挫折能力，以及重新再来的勇气。

(三)提高学生的沟通能力

在整个计算思维的训练过程中，学生难免会遇到问题，从而去寻求解决的方法，会向老师、家长和同学求助。也许实现一个计算思维的途径会有点复杂，需要学生集思广益一起去完成，这就要求学生及时沟通，互相学习和帮助，在互动中寻求解决方案。

(四)培养学生思考和解决问题的能力

计算思维本身就是为了解决问题而提出的，是为了解决问题而提倡的一种思维方式，有利于锻炼和培养学生思考问题、解决问题的能力。学生通过计算思维的实践和计算操作实现了自己想要的数学模型的时候，自信心和自我认可能力会得到提高。

三、现阶段培养学生计算思维遇到的问题

(一)学生的计算思维能力参差不齐

高中信息技术教学除了使学生了解了算法、简单程序设计等，还要引导学生运用计算思维解决问题。在学习和生活中遇到任何问题，首先应该去思考如何运用此种方式方法来进行问题的分析、思考、解决等，久而久之，学生便能逐渐提高思维能力。

高中阶段的学生都来自不同的初中学校，学生了解或掌握的信息技术知识存在很大的差异，加上义务阶段对信息技术课程不做过多要求，参差不齐。这使学生逐渐形成了信息技术课就是玩游戏、上网等的思想，学生对一些基础概念不了解，这将不可避免地导致学生计算思维能力的缺乏。

(二)教师重视程度不够，理念陈旧

大多数教师对新教材、新教参、新课标的学习不深入，对信息技术核心素养认识肤浅，对计算思维的概念、内涵、特征等也是一知半解，掌握不透彻，缺乏教学经验和教学实践，课堂教学中存在诸多问题。如只注重学生使用计算机的操作能力，限于最基础的内容教学，没能从根本上认识培养学生利用计算机解决问题的能力的重要性，难以实现以计算思维为核心的信息技术素养培养目标。教师只是单一地完成教学任务，完成学考任务，没能在新课改理念下，提高自我思想站位，提升自我专业素养。

(三)课堂教学形式单一，缺乏创新

高中信息技术课堂应更好地依托信息技术设备，拓展课堂内容，创设问题情境，及时反馈课堂教学信息。然而，目前高中信息技术课堂的教学互动性不强，学生参与度不高。教学形式过于单一，难以激发学生的求知欲，对学生计算思维能力的培养不够。许多教师只注重讲解枯燥乏味的理论知识，而忽视了学生通过计算机操作获取知识的过程，容易使学生失去学习热情。教师要想激活课堂教学，就要调整教学形式，不断丰富自己的专业知识，结合学生兴趣内容创新教学方式，并提高学生动手实践的能力。

(四)教学评价环节有待改进

高中信息技术教学多数都是以教师讲解为主，课堂互动较少，教师很难了解学生对所学知识的认识程度，反馈评价形式单一。针对不同的课程内容实施教学评价的方法也不尽相同，教师很难把握评价机制，灵活运用评价方法，实施有目的的教育教学。另外，教师评价时更注重学生对内容的理解掌握情况，而不是对教学目标的达成情况，教学评价方式单一，不利于对学生的计算思维的培养。这些都需要我们思考解决方法。

四、计算思维能力的培养策略

(一)针对学生能力，实施分层教学

就笔者所在学校学生而言，高一学生来自县城或农村初中，相当一部分学生来自农村，这就导致学生在信息技术知识与学习能力上有一定的差异。针对这种情况，平时教学过程中，应该注重分层教学，分配的任务有基础型、提高型、挑战型，让不同层次的学生都有任务可做，学生在完成任务的同时，获得成就感，提高对信息技术学科的兴趣，在完成任务的过程中锻炼了计算思维，实现计算思维的培养。

比如，在解决角谷猜想这个问题时，教师应引导学生理解问题的含义，即对于任意一个正整数，若是奇数，则乘3加1；若是偶数，则除以2，得到的结果再按照上述规则重复处理，最终总能够得到1。为了让学生都能够理解算法，以及能运用循环结构解决这个问题，教师以一个实际数字来演示过程，比如数字5，是奇数，按照规则乘3加1，得到16，此时得到的结果是偶数，按照规则除以2，得到8，这时多数学生都能按照思路进行计算。如此反复，学生可能会想到用循环结构，学有余力的学生可能就会想到for循环结构不能使用，因为不知道循环次数，只能使用while循环结构。这时继续引导，学生会想到有两种情况势必要在循环结构中加上条件，这就运用到之前学的双分支if条件结构，基础薄弱的学生即使不会写代码，但是思路清晰，学有余力的学生可能已经根据算法写出主要代码了。最后教师再加以梳理，根据设计的算法步骤，完成代码的编写，运行调试，取数验证程序的正确性。通过对问题的剖析，提出解决问题的思路，细化问题，对复杂问题进行分解，让不同层次的学生都能进行有效的思考，学生在思考的过程中锻炼了计算思维，提高了解决实际问题的能力，达到触类旁通的目的。

(二)提升教师专业能力，完善考核机制

学校每年都有继续教育培训，培训有线上、线下两种形式，虽然培训内容实用，但落实下来却难收到良好的效果。参与线上、线下培训的教师多数是被动学习，收到的效果很不好，培训流于形式，相关内容没有钻研，没有熟悉教材，没有对课标更好地把握，以至于不能将新的教育教学理念应用到课堂教学当中。

为了提升教师的专业能力，让新课标教学理念应用于课堂教学中，每一位信息技术教师都需要积极地学习和思考。由于信息技术知识更新速度快，作为信息技术学科教师，更应该跟上时代的步伐，走在信息技术前沿。我们不仅要具备深厚的学科素养，还要加强自身专业学习，坚持活到老，学到老，丰富自己的学科专业知识，以适应新时代的发展和技术创新。

(三)开展项目式教学，培养计算思维

学生计算思维的培养，离不开恰到好处的教学方法。适当的教学方法，可以更有效地培养学生的计算思维能力，提高教学课堂效果。比如，项目式教学方法就是在教师的指导下，将一个相对独立的项目任务交由小组进行完成，小组成员进行任务分工，分别负责信息收集、方案设计、项目实施、形成报告和评价。学生可以通过参与项目的实施来提高解决问题的能力，理解和掌握整个过程和每个环节的任务要求。总之，课堂教学就是不断突出学生的主体地位，加强学生之间的相互合作，帮助学生提高思维能力，加强课堂互动，提高学生的参与度。例如，在学习必修1第四章《程序设计基础》时，可以引入身体健康质量指数BMI作为项目范例，通过顺序结构，分支结构的学习，学生一步一步地了解了变量、输入输出函数、程序的结构等，既完成了项目的各项任务，又能通过这一计算结果了解自己身体胖瘦情况，帮助学生调整饮食。学生对此类项目活动有很高的参与度和浓厚的兴趣。

(四)创新教学评价机制，发挥评价作用

借助本学科的教学优势，教师可以创新评价方法，丰富评价形式，将评价运用到学生学习活动的过程中，突出过程性评价的重要地位，调动学生参与活动的主观能动性，鼓励学生之间互相评价。教师指导评价和综合评价，对学生参与活动的积极性和任务完成情况进行评价，优化学生的学习行为和教学过程，提高课堂效率。例如，在学习制作幻灯片这节内容时，给学生更多的自主支配空间，让学生自己收集相关素材，可以小组或个人完成，提交作品。教师先抽取部分学生展示自己的作品，并发表自己的创作想法，以及制作过程中用到哪些知识，然后同学点评，最后教师进行综合评价，赞扬作品的构思和制作过程中出现的亮点，对不足之处提出改正意见。这样不仅提高了学生的实践能力，还锻炼了学生的表达能力。

新课程改革已经实施，通过高中信息技术课程教学促进学生计算思维能力提高是一项巨大的系统工程，任重而道远，教师应砥砺前行，不断求索和实践运用。作为高中信息技术学科的核心内容，提高计算思维的应用能力，运用信息技术分析和解决问题，形成解决方案，是提高学生信息技术核心素养的关键。因此，每一位课任教师都应该清楚地了解计算思维在这门学科中的重要程度。教师需要进行更深入的研究，创新教学，发现问题，探索问题，然后解决问题。教师应找到有效培养学生计算思维能力、符合教学实践、有利于学生终身发展、有利于学生更好地适应社会的教学方法和策略。