賈霈

摘 要：計算思維是以計算過程為基礎，利用計算機科學概念和思維方式，完成相關(guān)問題的解答和設計，幫助人們理解和利用知識的思維活動，具有抽象性和自動化特點。在非計算機領域中應用計算思維主要體現(xiàn)在科研領域，如計算生物學、計算化學等。化學是高中階段的一門重要學科，計算思維在化學學習應用中的研究不多，結(jié)合學生的日常學習，借助計算思維培養(yǎng)學生多元化計算思維能力，推動化學教學有效開展。結(jié)合高中化學教學，提出幾點計算思維的應用策略。

關(guān)鍵詞：計算思維;高中化學;應用策略

計算思維并非是一門孤立的學問，同時也并非一門學科知識，主要源自計算機科學，與數(shù)學思維有著非常密切的關(guān)系。計算思維和數(shù)學思維緊密相連，借助計算思維解決問題，需要利用相應的模型，將復雜問題簡化處理，利用計算思維的可靠性和自動化解決學生的學習問題。因此，在高中化學課堂中，有效利用計算思維，優(yōu)化課堂教學活動，可以幫助學生理解化學知識，掌握計算思維方式開展學習活動，完善學生的知識結(jié)構(gòu)。

一、借助抽象計算思維，優(yōu)化化學教學活動

高中化學知識內(nèi)容較為抽象，學生的課堂學習和理解有著一定的難度，為了幫助學生更好地學習和掌握化學知識，教師可以結(jié)合計算機思維中的抽象思維，轉(zhuǎn)化問題解決方式，借助計算機處理方式，將復雜的知識簡單化，從表面探索問題本質(zhì)，結(jié)合現(xiàn)象分析其本質(zhì)，加深化學抽象知識的學習和理解，提高化學課堂教學效果。例如，人教版高中化學必修一“離子反應”的教學中，為了幫助學生理解離子反應這一抽象概念，教師可以借助抽象計算思維，有效利用計算機技術(shù)，讓學生觀察表面現(xiàn)象，開展深層次的理解。在具體課堂中，教師可以結(jié)合兩個化學實驗活動，如硫酸銅溶液和氯化鈉溶液混合、硫酸銅溶液和氯化鋇溶液混合兩個化學反應，結(jié)合實驗現(xiàn)象的觀察讓學生對實驗前后的離子變化進行分析和總結(jié)。通過實驗觀察其表象，教師借助計算機課件播放離子反應的動畫，將抽象的離子反應內(nèi)容，更加形象地展示出來，幫助學生更好地學習和理解，提高課堂教學效果。高中化學課堂中，借助計算思維實現(xiàn)抽象知識的形象轉(zhuǎn)化，教師能引導學生從現(xiàn)象深入理解化學知識本質(zhì)。

二、借助遞歸計算思維，優(yōu)化化學教學效果

遞歸思維主要結(jié)合課堂教學過程，引導學生尋找規(guī)律，優(yōu)化課堂學習過程，開展課堂推理活動，將較為復雜困難的問題轉(zhuǎn)化成多個小問題，幫助學生全面掌握化學知識，完善學生的知識結(jié)構(gòu)體系。借助計算機的程序結(jié)構(gòu)，簡化課堂活動設計，引導學生由淺入深地思考化學問題，加深化學知識本質(zhì)的學習和理解，構(gòu)建高效化學課堂。例如，人教版高中化學必修二“元素周期律”的教學中，為了幫助學生掌握元素周期律知識，教師可以利用計算機創(chuàng)設問題情境，通過多個問題引導學生思考，提高學生課堂學習效果。問題一：原子序數(shù)是什么？結(jié)合其規(guī)定方式，序數(shù)與原子組成的哪些粒子數(shù)有關(guān)？結(jié)合問題，教師可以利用多媒體課件展示核電荷數(shù)1～18的元素，將學生劃分成相應的小組，單數(shù)小組畫出3～10號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，雙數(shù)小組畫出11～18號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，所有學生畫出1、2號原子結(jié)構(gòu)示意圖。在學生完成示意圖繪制之后，利用課件展示18個元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。通過學生的繪制和觀察，讓學生尋找原子核最外層電子排布和原子序數(shù)的規(guī)律。教師繼續(xù)展示課本中的相關(guān)表格，繼續(xù)追問，問題二：在表格中，元素原子半徑和原子序數(shù)有著怎樣的規(guī)律性變化？問題三：元素化合價和元素原子序數(shù)有著怎樣的規(guī)律性變化？借助此種思維方式，幫助學生掌握元素周期律知識，深入理解元素周期律本質(zhì)。

三、引入模型計算思維，提高化學學習效果

高中化學課堂中，有不少知識內(nèi)容較為抽象，僅僅依靠文字講解難以幫助學生學習和理解，因此教師可以利用計算思維中的模型思維向?qū)W生展示知識相關(guān)模型，幫助學生學習和掌握知識。高中化學課堂中，對于重點和難點內(nèi)容，學生學習較為困難，教師通過構(gòu)建和展示化學模型，引導學生思考和探究，利用計算機創(chuàng)建模型，進行相應的修改和完善，使學生更加全面地掌握化學知識內(nèi)容。例如，人教版高中化學必修二“最簡單的有機化合物”的教學中，通過課堂活動要求學生掌握甲烷的結(jié)構(gòu)，從而深入理解甲烷性質(zhì)，推出烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，加深對有機物性質(zhì)的學習和掌握。在具體的課堂活動中，教師鼓勵學生動手制作甲烷結(jié)構(gòu)模型，結(jié)合相應的實驗活動，開展自主探究活動。為了幫助學生更好地理解，教師借助多媒體播放烷烴相關(guān)動畫視頻，借助對比、分析和模型構(gòu)建，使學生掌握多樣化學習方式，提高課堂教學效果，實現(xiàn)學生化學思維的培養(yǎng)。

四、結(jié)語

高中化學教學中，計算思維可應用在多個方面，教師要借助計算思維完成課堂教學任務。在實際的化學教學中，計算思維還有很多應用空間，教師要不斷探索和發(fā)現(xiàn)。通過計算思維的引入和應用，教師要培養(yǎng)學生良好的思維習慣，使其掌握科學有效的學習方法，提高學生課堂學習效果，實現(xiàn)學生多元化思維培養(yǎng)，構(gòu)建高效化學課堂。

參考文獻：

[1]曹玉峰，郭津含，曹恩強.計算思維在高中化學學習中的應用[J].吉林省教育學院學報，2019，35（10）：119-122.

[2]王榮良.基于思維視角的計算思維教育落實[J].中小學數(shù)字化教學，2020（1）：20-23.

編輯 薄躍華