高中信息技术教学中学生计算思维培养存在的问题及对策探究

蒋亚梅

（如东县掘港高级中学，江苏 南通 226400）

信息技术推动着当今社会的快速发展，相关人才更是国家发展的重要战略。为了让更多的学生接触、了解、探索信息化技术，我国从小学开始便开设了信息技术相关课程。高中阶段，学生对社会发展、信息技术等都有了一定的认知，此时是提升、深化学生信息技术素养的重要时期，在人才培养中更是有着不可替代的作用[1]。随着教育改革的深化及核心素养的提出，信息技术教育也有了更加明确的目标，计算思维作为学科素养之一，也是学生学习、运用信息技术的基础。然而，在实际的高中信息技术课堂中，对学生计算思维的关注及培养并不充分，导致学生虽然上过信息技术课，但是并不具备新时期高中学生所应具备的学科素养，因此，探究在教育新阶段培养学生计算思维的方法与策略，具有十分重要的意义。

一、计算思维概述

计算思维作为四种核心素养中的一种，不仅要求高中生熟练掌握、运用各种基础知识，更是需要学生针对不同问题，独立应用计算思维分析和解决问题。将计算思维进一步分为算法、分解、抽象、概况及调试五个部分，这些则对教师及学生提出了较高的要求[2]。在高中信息技术教学中，培养学生的计算思维不但能够提高学生的考试成绩，而且可以提升学生解决实际问题的能力，强化其思维逻辑与思辨能力，促进学生形成独立的思维，提高学生对信息的综合运用及解答问题的能力。

二、培养学生计算思维的意义

（一）教学改革的需求

教育领域为顺应时代的发展，各学科均积极进行改革，虽然说学生在生活中能够随时感受信息技术带来的各种便利，但是并不能对相关知识有一个明确的认知。学校作为系统传授学生信息技术知识的重要阵地，我国要想在未来国际社会信息技术发展竞争中占领先机，则需要利用好校园这块阵地，为达到这一目的，教育部制定了相应的学科素养培养要求[3]。计算思维素养的提出，为高中信息技术教师的教学设计提出了明确的方向。通过这一素养的引导，信息技术学科更是不断创新教学方法与模式，更好地促进学生对信息技术知识的学习，为国家战略发展培养基础人才。

（二）提高学生综合素质

随着社会的发展，对于人才的要求也越来越高，掌握一定的信息技术知识是学生未来发展中所必须具备的，而计算思维则能够帮助学生更加系统地掌握相关知识，在学习中更快速地理解掌握书本内的知识，更加高效地完成相关任务。同时也可以让学生进行自我思考，更加明确自己的学习目标，制订出相应的方案，促使学生专业素养的逐步提升。计算思维的提升能够让学生在未来的学习生活中具有更强的思维认知及更高的综合素质。

（三）促进教师教学观念的转变

对学生计算思维的培养为教师提出了更高的要求，需要教师不断提升自己的专业素养。原有的信息技术教学方式已经不适合新的教学形势的发展要求，教师应结合素质教育探索出更加有效的教学方法，不断优化教学方案，从而达到提升学生计算思维、促进学生全面提升的目的。

三、存在的问题

（一）学校缺乏重视

受应试教育大环境的影响，学校始终以学生高考作为自身追求的目标，而信息技术并不是高考必考科目，因此，学校就会将其纳入“副科”行列。在日常教学课程设计中，学校为了增加学生学习其他高考科目的时间，就会将信息技术课程的课时安排得很少，有时甚至直接取消这一课程[4]。学校的这种态度更是会直接影响到教师及学生的认知，直接导致教师在教学过程中不认真备课、不仔细设计教学方案，认为教学只是走走形式。学生也会有同样的想法，认为学好学坏都无所谓，不会影响自己的高考成绩，因此在课堂上，学生更多的是在娱乐，只有少部分学生被兴趣支撑着认真学习。而这些现象的产生都是因为学校、教师及学生本人对于信息技术学科没有正确的认知，导致教学活动无法正常开展，更无从说培养学生的计算思维了。

（二）教师专业化程度不高

学校对信息技术课程的忽略导致师资力量匮乏，在许多高中学校，甚至没有专门的信息技术教师，而是由其他学科教师代领，而这些教师往往没有专业的知识，对信息技术的内容掌握得十分匮乏，导致无法达到培养学生计算思维的要求和目标。同时，一些教师对于信息技术学科及其核心素养没有明确的认知，没有上进的动力和实质的追求，导致教学重点出现偏差。

（三）学生缺乏信息意识

高中时期，学生方方面面感受到信息技术的重要性，并且经过初中阶段的学习，对信息技术拥有一定的认知。高中时期一些学生已经具备操作各种软件、熟练使用计算机的能力，具有较高的学科素养；但也存在着个别学生对于信息技术一窍不通的现象，这样两极分化的情况是十分普遍的，导致教师无法有效实施教学计划和开展教学进度。

（四）缺乏实践性

信息技术实践性比较强，但是在实际教学中受到各种外在因素的影响，学生获取知识的途径仅仅依靠书本，所获取的知识也只能是理论方面，导致学生对知识的掌握仅仅处于表面，缺少通过理论知识解决实际问题的机会，直接导致学生无法深刻理解相关信息技术知识，无法理解信息技术课程开设的意义，不利于学生信息技术素养的提升。

四、教学策略

（一）提高认识，转变观念

要想在高中信息技术课堂培养学生的计算思维，首先要改变学校、教师、家长及学生对信息技术学科的传统认知。学校及教师应当认识到在当今社会发展中，信息技术所占据的重要地位，转变教师与学生对信息技术“副科”身份的认识，让学生认识到自己所学知识对社会发展的积极作用，增加学生学习知识的动力，为培养学生的计算思维打下基础[5]。学校要增加其课程开设数量，加强机房等设施的利用率，同时引进专业的技术人才，为培养学生信息技术素养提供坚实的保障。教师要逐步提升自己的专业素养，改变传统的教学思维与模式，通过网络视频、教师交流等渠道获取最新的教学理念，并将其与实际课堂进行深度融合。教师要在课堂中引导学生不要以“副科”的眼光看待信息技术，充分认识到信息技术对人类发展的促进作用，进一步激发学生的学习热情。

如在“信息系统与社会”的章节内容教学中，教师就应在课前做好充足的准备，明确本节教学的目标，即让学生明确“信息技术的发展历程”，思考“信息技术与人类的联系”等。在讲解信息技术的发展情况时，以自动驾驶汽车、智能机器人等在现实生活中的应用为例，让学生独立思考、大胆想象，畅想信息技术在未来生活中会为人们带来哪些改变，增强学生对信息技术的学习兴趣，从而爱上信息技术的学习。

（二）创新教学方法

传统的教学方法虽然能够让高中生了解基本的信息技术知识，但是能让高中生做到熟练掌握和深入应用，却是很难实现的。因此，教师要逐步改变传统的教学方法，积极学习各种新型前沿知识，并将其与信息技术课堂进行有机融合，提高信息技术课堂的教学效率，促进对学生计算思维能力的培养[6]。

培养学生计算思维不仅仅需要科学的教学方法，还需要对教学内容进行严格设计与分析。在实际的教学中，积极采用新的教学理念，提升信息技术教师的学科素养，不断优化与革新教学模式，以课本内容为依托，但又不仅仅局限于书本，积极发挥教师在信息技术课堂的引导作用，让学生能够自觉地思考问题、发现问题、探究并最后解决问题。这就需要教师根据教学的内容合理地选择教学方法，促进学生计算思维的提升。教师在教学中以明确的计算思维进行讲解，在一遍遍的接触中，学生也会逐步形成相应计算思维。

如在“人工智能的运用”这一课的教学中，在正式授课之前，教师首先通过视频、动画及讲解的方法，逐步引导学生进入专业知识的学习。如教师可以播放各种ET工业图片，让学生思考运用了哪种技术，而后通过视频带领学生了解人工智能在工业、农业、日常生活中的应用。其次，在程序编码教学中，教师应当给予学生充足的练习时间，同时布置相应的课后作业，对学生进行分组，让每一组学生运用之前所学的Python 语言设计出一个小程序，此时组内每一位学生则需要进行相应的数据代码编写，最后将小组所有成员所写的程序进行总结、归纳及展示。通过这样的教学方法，学生能够及时巩固之前所学的知识，对于构建信息知识体系有着积极的促进作用。

（三）丰富教学内容

高中信息技术知识具有碎片化这一特点，加之学生缺乏时间及机会，导致学生虽然已经在理论知识上掌握了解决方法，但是不能在实际操作中解决实际问题，学生本身也无法形成有效的解决问题的计算思维及其知识框架[7]。为了提高学生对信息技术知识的实际应用能力，教师在教学过程中应该增加诸多生活化内容。计算思维的培养作为一个长期的过程，需要教师在课堂上进行合理的教学设计，一方面，教学内容需要紧贴学生需求，并且将学生所熟悉的生活融入其中，以此促进学生对知识的掌握，激发学生的学习欲望。另一方面，教师要通过合理的教学设计，对学生的计算思维进行培养，使得学生在掌握诸多内容的同时，提升其自身的计算能力。

如在“计算机解决问题”这一内容的讲解中，教师首先可以提出：“现在大家用QQ、微信等软件时，都需要设置密码，而密码设置得太简单会不安全，太复杂自己又会忘记，那么，我们应该如何设计出最为合适的密码呢？”面对这一问题，学生会进行激烈的讨论。随后，教师便可以提出“如果运用自己所学的算法来设置密码，是不是即使忘记也能够通过程序推导出密码呢？”通过这样一个生活情景的创设，便可以引导出本章的教学主题。通过引入一些最新的信息技术的应用场景，积极构建出相关的教学内容，激发出学生的参与热情，以培养高中生的创造力，提升其应用计算思维解决问题的能力。

（四）遵循规律，循序渐进

虽然高中时期学生已具备较强的认知能力，但是在面对计算思维这一抽象概念时，学生理解起来依旧存在困难。尤其是班级内学生信息技术素养存在较大差别，教师更要清楚地认识到这种差异的存在。因此，在实际的教学中，不能单纯为了培养信息技术而培养，而是要从高中生学习信息技术的实际出发，根据学生已有的基础，遵循学科发展规律，做到科学合理有序地培养。

如在“算法的控制结构”中，其中分支结构作为比较简单的内容，学生理解起来比较轻松，此时教师就可以从最为简单的部分开始。首先，教师设计出一个分支结构，带领学生分析其所具有的内容与格式。在此基础上，教师可以通过播放“机器人走正方形”的动画，让学生思考其所用的控制结构形式，待学生思考结束后展示其循环结构流程图。通过这种由简单到复杂的讲解方法，帮助学生快速理解相关问题，在这一过程中，学生的计算思维也会得到培养。另外，教师可以借助互联网将课堂上讲解的内容及课后习题答案上传至学习平台，供学生自主学习，而且教师可以与学生进行交流，将课堂逐步扩大至课外，不断强化学生的计算思维。

五、总结

计算思维作为学好信息技术的四大素养之一，对学生知识的学习及未来的发展都具有十分重要的意义。然而，受到应试教育及升学率这一大环境的影响，信息技术这一对人类社会发展具有十分重要意义的学科并未受到应有的重视。存在着学校缺乏重视、教师专业化程度不高、学生信息意识不足及缺乏实践性等诸多问题，严重影响了信息技术教学的高效进行。面对当今高中信息技术教学中存在的问题，首先要转变学校、教师及学生的思想认识，改变其对信息技术“副科”的固有认识，逐步改变教师的教学理念，提高教师的素质水平。在此基础之上，教师要进一步优化课堂教学设计、丰富教学内容及遵循学科内在规律，循序渐进地推进信息技术学科的发展，以期在未来的教学中，提升学生的计算思维。