任云

摘要：信息時代，計算機及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已深度融入社會，改變著人們的學習與生活方式，“計算思維”也從計算機科學領(lǐng)域的一個概念逐漸成為時代公民適應(yīng)社會發(fā)展必備的思維能力。“計算思維”成為高中信息技術(shù)學科教學的關(guān)注熱點，而具有計算思維品質(zhì)將成為高中生學習能力的新趨勢。

關(guān)鍵詞：高中；信息技術(shù)；核心素養(yǎng)；計算思維

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）20-0101-02

2018年新一輪課改中，高中信息技術(shù)課程目標明確了圍繞“信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任”四個方面的“核心素養(yǎng)”的培養(yǎng)，“計算思維”的作為核心素養(yǎng)的重要部分首次提出。當下信息技術(shù)飛速發(fā)展，計算機及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已深度融入社會，改變著人們的學習與生活方式，“計算思維”也從計算機科學領(lǐng)域中的一個概念逐漸成為信息時代的公民適應(yīng)社會發(fā)展必備的思維能力。近年來，培養(yǎng)學生的計算思維成為高中信息技術(shù)學科教學的關(guān)注熱點，而具有計算思維品質(zhì)也將成為高中生學習能力的新趨勢。筆者作為一線教師將結(jié)合課堂教學實踐案例談一談對學生計算思維的培養(yǎng)。

1 計算思維的概述

何為“計算思維”？美國卡內(nèi)基·梅隆大學周以真教授對計算思維做出了界定，他認為計算思維是運用計算機科學的基礎(chǔ)概念進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計以及人類行為理解的涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。結(jié)合以上觀點，我認為計算思維的培養(yǎng)主要是讓學生在學習過程中利用計算機科學知識幫助，抽象、系統(tǒng)地解決問題的一系列思維活動，從而形成的內(nèi)在思維品質(zhì)和能力。

2 目前高中生“計算思維”培養(yǎng)的現(xiàn)狀分析

2.1課程目標及教材內(nèi)容缺乏對計算思維培養(yǎng)的指導意見

2003版課標旨在培養(yǎng)學生對信息的獲取、加工、管理、表達與交流的信息素養(yǎng)，十多年過去，這個目標已不能滿足新時代學生的需求。對于學生計算思維的培養(yǎng)我認為必須“編程”先行，編程中的算法思想、算法設(shè)計對“計算思維”的培養(yǎng)直接而深入。然而目前高中信息技術(shù)必修部分僅有一個子章節(jié)，2課時左右讓學生了解利用編程解決問題的思路， 對于編程學生只能“讀”和“看”談不上“寫”和“算”，用“一面之緣”“擦肩而過”這些詞語完全可以表達目前高中學生對于信息的編程加工的熟悉程度，遠遠談不上具有計算思維的能力。當然2018年新課改后，課程內(nèi)容中將增加一個重要的模塊，數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，要求學生學會對生活場景進行抽象，用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表達邏輯關(guān)聯(lián)，學會程序化解決問題的思路，值得期待！

2.2教師對于培養(yǎng)學生計算思維的意識不足

近年來“計算思維”作為新的理念被提出，而在此之前很多高中信息技術(shù)教師會認為“計算思維”是高校領(lǐng)域要研究的問題，特別是計算機專業(yè)的學生所必須具備的思維能力。這樣的誤解很容易在高中階段的教學中忽略學生計算思維的培養(yǎng)，老師們會更關(guān)注學生信息技術(shù)應(yīng)用及設(shè)計作品的能力，以及學生設(shè)計思維的培養(yǎng)，盡管在如平面設(shè)計，網(wǎng)頁設(shè)計、數(shù)據(jù)處理的課堂中也會滲透一點“計算思維”的訓練，但這樣的滲透是邊緣的。

2.3高中生對計算思維的認識缺乏興趣

高中學生經(jīng)歷了小學、初中的信息技術(shù)學習，已具備基本的信息素養(yǎng)，能夠熟練運用一些計算機軟件進行日常的信息收集加工表達等活動。目前學生的信息技術(shù)水平主要在常規(guī)應(yīng)用操作上，而要他們從平面的感性設(shè)計轉(zhuǎn)向抽象的、邏輯的理性思考，通過算法求解問題幾乎不能完成甚至缺乏思路。由于缺少計算思維的訓練，很多同學不愿意改變所熟悉計算機使用方式，認為編程太難了，有畏難情緒也不想動腦筋。

3 課堂教學中培養(yǎng)學生“計算思維”的策略

由于培養(yǎng)學生的“計算思維”將是未來高中信息技術(shù)課堂教學的重點之一，作為一線教師，近兩年來，我開始關(guān)注在課堂中學生“計算思維”的培養(yǎng)，主要增加了程序設(shè)計的學習課時，以案例引導學生學習和思考。下面我結(jié)合課堂案例談?wù)剬τ趯W生計算思維培養(yǎng)的幾點想法：

3.1案例教學法貼近生活，激發(fā)學生學習興趣

對“計算思維”的培養(yǎng)，是希望學生能夠運用計算機的計算科學思想去解決生活的實際問題，形成一種新的思維能力適應(yīng)社會發(fā)展的需要，像計算機科學家那樣思考問題，而不是要求學生人人都能成為程序員會寫代碼，所以對于零接觸的高中生，編程入門的學習內(nèi)容和難度必須要把握好。興趣是最好的老師，也是學生學習思考的動力，如果一開始就是語法規(guī)則、數(shù)據(jù)類型這些枯燥的理論學習可能影響學生的學習興趣，所以以貼近生活、學生熟悉的情景案例引入，學生更容易接受和感興趣。例如：用vb設(shè)計一個“word編輯器”，學生都很熟悉word，字體、字號、顏色、樣式，設(shè)計這樣的小程序，會讓學生有一種設(shè)計開發(fā)者的感覺，迅速從應(yīng)用思維轉(zhuǎn)換到程序設(shè)計思維上，良好的開端會有事半功倍的效果，利用這個小案例讓學生對于程序的界面、代碼、運行有一個全面的了解?！笆謾C桌面助手”“桌面屏?！薄斑\算器”等這些學生熟悉的問題一個個由計算機程序設(shè)計來解決，既增加了學生的興趣，也收獲了成就感，案例教學讓學生“玩著學”“學著想”“想著學”潛移默化中提升了計算思維的能力。

3.2堅持循序漸進的學習方法，體驗訓練計算思維的樂趣

在培養(yǎng)學生的計算思維過程中，堅持由易到難，由簡到繁，化難為易、化繁為簡，逐步深化思考的過程，使學生系統(tǒng)地掌握計算機科學的思維方式。例如程序的三個基本結(jié)構(gòu)中循環(huán)語句是學習的一個難點，這節(jié)課我做了這樣的設(shè)計，如下：

問題一至三，要求逐步提高，學生活動逐步煩瑣但思考不足，問題四學生使用的方法和教師給出的循環(huán)結(jié)構(gòu)做對比，讓學生體會計算機處理問題的優(yōu)勢和計算思維的樂趣。問題五則是引導學生運用科學的計算方法完成圖形繪制，從無意識的達成學習目標到有意識地利用計算分析改變路線完成設(shè)計，整個過程中學生深刻體驗到計算思維的魅力。

3.3 “項目式”推進，提高學生計算思維的能力

“項目式”教學是近年來高中信息技術(shù)課程中教學實施中的一種重要方式，基于項目開展教學，將項目任務(wù)貫穿幾個課堂，能使學生在真實的項目情景中，開展一系列高度相關(guān)和連續(xù)的學習活動。“項目式”的推進學習，有利于提升學生的計算思維能力，問題的解決不局限于一堂課一種方法，而是運用越來越好的方法去呈現(xiàn)。例如在vb入門時，學生掌握了用隨機函數(shù)制作一個“幸運抽獎”的程序，可這個程序有漏洞，可以作弊，并且只顯示學生的學號。后來介紹timer計時器時，我們將程序改進，變成數(shù)字不停滾動，避免了作弊的可能性，再到學習后面引用外部數(shù)據(jù)時，我們又將程序改進為滾動所有同學的姓名，具體過程如下：

圖2的設(shè)計過程中還有一個小插曲，一個班級如有47名同學，程序利用兩個顯示框何將47的個位和十位數(shù)分解顯示，如何將所有的同學包含在內(nèi)，這里面數(shù)字顯示范圍是值得思考的。很多同學會認為左框“1-4”，右框“1-7”的范圍，錯誤的設(shè)置會讓十幾位同學不在選取之列，這樣的問題在編程學習過程中時常會有，每一次的改進，都促進了學生的思考與分析。圖三完成后，同學們在屏幕上看到自己的姓名不斷跳躍顯示出來，情緒特別高漲，但是面對的新問題是如何解決數(shù)據(jù)的溢出，項目式創(chuàng)建過程中，每一步都涉及數(shù)據(jù)分析、算法實現(xiàn)、人機交互等問題，抽象、系統(tǒng)地解決問題過程中很大程度地提升了學生計算思維的能力。

4 結(jié)語

由于新課標，新課程還沒有正式開展，以上只是筆者結(jié)合課堂實踐教學關(guān)于對高中學生“計算思維”培養(yǎng)的一些粗淺想法，還有諸多不足之處。早在1972年圖靈獎得主艾茲格·迪杰斯特拉就提出“我們所使用的工具影響著我們的思維方式和思維習慣，從而也將深刻地影響著我們的思維能力”，高中學生作為新一代信息公民，具有計算思維品質(zhì)是大勢所趨，在今后的教學實踐中我將持續(xù)深入的研究。

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