華亦琳

【摘? 要】隨著信息技術(shù)與現(xiàn)代社會(huì)之間的聯(lián)系愈加密切，信息技術(shù)這門課程在高中教育體系當(dāng)中的地位也逐漸水漲船高，可以確定的是信息技術(shù)必然會(huì)持續(xù)性地引領(lǐng)社會(huì)未來(lái)發(fā)展的主流，所以讓學(xué)生掌握基本知識(shí)和相關(guān)技術(shù)操作是該課程需要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)。而計(jì)算思維的培養(yǎng)能夠讓信息技術(shù)課程的廣度得到提升，能夠讓學(xué)生的解決問(wèn)題能力和信息素養(yǎng)得到進(jìn)一步提升。因此為了實(shí)現(xiàn)高中信息技術(shù)的預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。文章中先分析計(jì)算思維的價(jià)值和意義，然后依據(jù)實(shí)際情況給出相應(yīng)的

策略。

【關(guān)鍵詞】高中信息技術(shù)；計(jì)算思維；教學(xué)策略

計(jì)算思維是在以計(jì)算機(jī)科學(xué)概念為核心的前提下，程序性地去理解問(wèn)題并找出問(wèn)題的解決方法的一種思維活動(dòng)方式，其并非是單純地應(yīng)用計(jì)算機(jī)，而是即使脫離了計(jì)算機(jī)技術(shù)，學(xué)生仍然能夠用接近程序形式化的思維去處理問(wèn)題和分析問(wèn)題。相較于物理和數(shù)學(xué)的抽象性思維，內(nèi)容更加豐富多變，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，能夠讓他們更加適應(yīng)未來(lái)的發(fā)展

形式。

一、培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的意義和價(jià)值

（一）深化學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的層次

對(duì)于缺乏計(jì)算思維的學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們運(yùn)用計(jì)算機(jī)的層次可大致分為兩個(gè)層次，第一是簡(jiǎn)單利用信息技術(shù)的工具屬性來(lái)解決問(wèn)題，如運(yùn)用Word文檔建立文檔、用 Excel繪制表格等等，當(dāng)學(xué)生達(dá)到這一層次的時(shí)候，只能說(shuō)明他們對(duì)于計(jì)算機(jī)知識(shí)的了解還停留在非常淺層的地步；第二是對(duì)計(jì)算機(jī)本身的功能非常熟悉，能夠靈活地運(yùn)用多種渠道去解決較為困難和復(fù)雜的問(wèn)題，可以滿足日常的學(xué)習(xí)生活需求。然而在培養(yǎng)了學(xué)生的計(jì)算思維之后，他們對(duì)于計(jì)算機(jī)的應(yīng)用層次能夠拓展出更高級(jí)的層次，那就是能夠靈活地運(yùn)用信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的概念去創(chuàng)造出全新的工具，開辟全新的領(lǐng)域去解決相關(guān)問(wèn)題。就當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的主流基調(diào)來(lái)看，懂得創(chuàng)新并且能夠保持創(chuàng)新能力的人才能夠在未來(lái)的道路上占據(jù)更多的優(yōu)勢(shì)，而計(jì)算思維則是維持學(xué)生創(chuàng)新能力和解決問(wèn)題能力的基石。

（二）賦予信息技術(shù)全新的課程核心價(jià)值

在以前計(jì)算機(jī)初始發(fā)展的時(shí)候，人們對(duì)信息技術(shù)的態(tài)度是矛盾的，既知道它的重要性，但是又忽視它對(duì)教育的重要價(jià)值，即使信息技術(shù)已經(jīng)開始逐漸對(duì)社會(huì)產(chǎn)生了積極影響，乃至讓很多的人民群眾都從中受益，這仍然改變不了信息技術(shù)課程不受重視的現(xiàn)狀。其根本問(wèn)題就在于課程核心價(jià)值的缺失。而計(jì)算思維本身具有一套特殊且成熟的思維框架，高中信息技術(shù)以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維為核心的話，就能夠賦予信息技術(shù)這門課程全新的課程核心價(jià)值，為學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題提供一種全新的渠道，運(yùn)用一種計(jì)算機(jī)程序的方法來(lái)進(jìn)行解決，以及根據(jù)所學(xué)的內(nèi)容構(gòu)建相關(guān)的模型，提升了信息技術(shù)教學(xué)的教學(xué)上限。

二、在高中信息技術(shù)課堂中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的策略

既需要讓學(xué)生能夠從整體上得到提升，又能夠針對(duì)性地加強(qiáng)學(xué)生在某一方面的思維理解，所以在高中信息技術(shù)課堂中，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維可以從宏觀層面和微觀層面這兩個(gè)方向著手，必須要從全局方面進(jìn)行總體規(guī)劃，又需要從細(xì)節(jié)方面進(jìn)行調(diào)整，不斷地提高課堂教學(xué)的適應(yīng)性和包容性。

（一）利用宏觀的教學(xué)策略來(lái)培養(yǎng)計(jì)算思維

1.游戲化教學(xué)法

游戲化教學(xué)法與計(jì)算思維和特性不謀而合，游戲化教學(xué)將某一類游戲的機(jī)制和思維方式融入到課堂當(dāng)中并且能夠讓課堂教學(xué)的氛圍更加輕松，在這種環(huán)境下學(xué)生就能夠更容易地發(fā)揮自己的想象力，而且游戲的主要目的有兩點(diǎn)：愉悅感和勝利感，一旦進(jìn)入到游戲的氛圍當(dāng)中，學(xué)生就會(huì)以贏得勝利為最終目標(biāo)，從而在潛移默化當(dāng)中調(diào)動(dòng)自己的算法思維和計(jì)算能力，在教師的引導(dǎo)下，放大游戲化教學(xué)法的特性，從而達(dá)到計(jì)算思維的培養(yǎng)。在應(yīng)用計(jì)劃教學(xué)法的時(shí)候，最重要的就是對(duì)游戲機(jī)制的選擇，選擇的游戲機(jī)制必須要符合教學(xué)的內(nèi)容，以及能夠讓學(xué)生感受到趣味性并幫助學(xué)生拓展思維。

例如在粵教版高中信息技術(shù)必修一《數(shù)據(jù)的分析》這一課，這一課主要是為了指導(dǎo)學(xué)生如何去分析數(shù)據(jù)，非常考驗(yàn)學(xué)生的信息獲取能力和運(yùn)算能力。而想要讓學(xué)生能夠?qū)@一課的內(nèi)容感興趣，就是要讓學(xué)生學(xué)會(huì)處理、分析他們感興趣的數(shù)據(jù)。通過(guò)游戲教學(xué)法將數(shù)據(jù)分析這一過(guò)程融入到游戲的機(jī)制當(dāng)中，讓學(xué)生在玩法當(dāng)中不自覺(jué)地運(yùn)用起自己的運(yùn)算能力和數(shù)據(jù)分析能力。如教師可以借助《掃雷》游戲的機(jī)制，讓學(xué)生先嘗試著清除空格和點(diǎn)擊數(shù)字，這種游戲機(jī)制天生就非?？简?yàn)學(xué)生的算法思維和計(jì)算能力，也算是非常粗淺的數(shù)據(jù)分析能力的鍛煉。為了進(jìn)一步提高學(xué)生在游戲化教學(xué)情境中的積極性，教師可以結(jié)合闖關(guān)制和積分制，可根據(jù)教師的導(dǎo)向給予不同的積分。最終學(xué)生通過(guò)游戲，既掌握了數(shù)據(jù)分析的方法，也體會(huì)到任務(wù)的完成有具體的方法和步驟。

2.項(xiàng)目學(xué)習(xí)法

計(jì)算思維的培養(yǎng)并不單是局限于教材當(dāng)中的內(nèi)容，還要考驗(yàn)學(xué)生對(duì)實(shí)際問(wèn)題的解決能力，這其中并不單單指學(xué)生對(duì)該問(wèn)題的自主探究能力，還包括了團(tuán)隊(duì)的合作能力以及創(chuàng)新能力等等，通過(guò)建立針對(duì)解決某個(gè)問(wèn)題的獨(dú)立模型，來(lái)幫助學(xué)生梳理解決思路，而項(xiàng)目學(xué)習(xí)法正好能夠滿足這一要求。以某個(gè)核心課題來(lái)建立學(xué)習(xí)項(xiàng)目，讓學(xué)生利用自己的信息渠道去搜索相關(guān)的資源，并且要通過(guò)系統(tǒng)性的梳理和規(guī)劃整理出可行的項(xiàng)目方案，在整個(gè)過(guò)程當(dāng)中鍛煉學(xué)生的統(tǒng)籌能力和運(yùn)算能力。在數(shù)字時(shí)代，絕大多數(shù)問(wèn)題借助網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)來(lái)解決一定能事半功倍，這與計(jì)算思維的培養(yǎng)不謀而合。在教學(xué)過(guò)程中經(jīng)常采用項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)法，對(duì)計(jì)算思維的培養(yǎng)有很大的促進(jìn)作用。

在信息技術(shù)必修模塊中很多內(nèi)容如果采用項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)法，學(xué)生能夠?qū)W到的不僅僅是課本知識(shí)，更是解決問(wèn)題的能力。例如在粵教版高一信息技術(shù)必修一第六章《人工智能及其應(yīng)用》中，對(duì)于初始接觸計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的學(xué)生來(lái)說(shuō)，“人工智能”這個(gè)詞語(yǔ)天生就帶著強(qiáng)大的吸引力，先激發(fā)學(xué)生的興趣之后，再開啟項(xiàng)目化教學(xué)。教師可以從教材中的多個(gè)課時(shí)中，讓學(xué)生自由地選擇其中一個(gè)課時(shí)來(lái)作為一個(gè)項(xiàng)目展開研究，以自己當(dāng)前所掌握的信息資源去了解人工智能在各個(gè)領(lǐng)域方面的應(yīng)用情況，讓學(xué)生在這個(gè)研究過(guò)程當(dāng)中統(tǒng)計(jì)出人工智能當(dāng)前研究的主要問(wèn)題以及人工智能領(lǐng)域發(fā)展的利弊，讓學(xué)生結(jié)合當(dāng)前自己所掌握的信息手段去計(jì)算怎么提高信息收集的效率以及對(duì)人工智能未來(lái)發(fā)展的暢想等等，讓學(xué)生針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行思考并嘗試解決，以一個(gè)完整的項(xiàng)目式的教學(xué)方法去培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

3.混合式學(xué)習(xí)教學(xué)法

在近些年來(lái)，線上教學(xué)得到了蓬勃發(fā)展，各種線上教學(xué)的平臺(tái)擴(kuò)充了教學(xué)的形式以及他們的教學(xué)資源也更加豐富，混合式教學(xué)則是將線上教學(xué)與線下教學(xué)進(jìn)行有機(jī)組合，充分發(fā)揮出兩種教學(xué)模式的教學(xué)特性。對(duì)于初始接觸信息技術(shù)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，必須要注重他們理論知識(shí)和實(shí)踐能力的均衡發(fā)展，盡可能形象地讓他們掌握計(jì)算機(jī)的相關(guān)知識(shí)并且能夠通過(guò)自己的獨(dú)立理解形成知識(shí)體系，對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的概念能夠有深入的理解。另外，混合式學(xué)習(xí)教學(xué)法是一種非常靈活的教學(xué)法，學(xué)生要在傳統(tǒng)教學(xué)或者教師指導(dǎo)之前先進(jìn)行學(xué)習(xí)，教師需給學(xué)生提供課前的學(xué)習(xí)資料，我們可以在課前資料中設(shè)置一些培養(yǎng)計(jì)算思維的環(huán)節(jié)和內(nèi)容，也可以在課上設(shè)置，依據(jù)混合式學(xué)習(xí)的這些特點(diǎn)，在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維不是難事。例如在粵教版高中信息技術(shù)必修一《知識(shí)與智慧》這一課時(shí)的教學(xué)當(dāng)中，這一課時(shí)的內(nèi)容與計(jì)算思維的培養(yǎng)非常契合，是為了讓學(xué)生明白認(rèn)知工具和運(yùn)用工具之間的差別。在學(xué)生一貫的概念當(dāng)中，知識(shí)與智慧其實(shí)是并列的，想要加深學(xué)生對(duì)這一課時(shí)的學(xué)習(xí)印象，教師就應(yīng)該幫助學(xué)生走出這種思維的慣性，甚至是讓學(xué)生對(duì)這一思維產(chǎn)生質(zhì)疑。所以在教學(xué)之前可以先借助問(wèn)題教學(xué)法，以“知識(shí)等同于智慧嗎”這一問(wèn)題作為導(dǎo)入，讓學(xué)生先產(chǎn)生質(zhì)疑，然后運(yùn)用微課給學(xué)生介紹一些計(jì)算機(jī)常見(jiàn)的工具，比如Word文檔、 Excel等等，然后拋出一個(gè)課題讓學(xué)生展開研究，如將某個(gè)銀行的日常收支繪制成圖表，讓學(xué)生通過(guò)教師所給出的數(shù)據(jù)來(lái)分析應(yīng)該運(yùn)用哪個(gè)工具來(lái)解決問(wèn)題，然后再考慮應(yīng)該如何運(yùn)用這個(gè)工具來(lái)更好地解決問(wèn)題。在解決這一問(wèn)題的過(guò)程當(dāng)中，學(xué)生就會(huì)領(lǐng)略到認(rèn)知工具和應(yīng)用工具是兩回事，而知識(shí)就是另一種形式的工具，智慧就是學(xué)會(huì)如何運(yùn)用工具來(lái)讓自己更好地解決問(wèn)題，獲得更加美好的生活。

（二）從微觀的角度培養(yǎng)計(jì)算思維

微觀角度培養(yǎng)計(jì)算思維即是放大計(jì)算思維某一方面的特性，周以真教授為了能夠讓人們更容易理解計(jì)算思維的具體內(nèi)容，將計(jì)算思維的定義簡(jiǎn)化為包含了算法思維、抽象、建模、約簡(jiǎn)、分解、概括等多種思維的復(fù)雜思維模式，在實(shí)際教學(xué)當(dāng)中需要考慮到學(xué)生個(gè)人的特性，他們?cè)诿鎸?duì)這些復(fù)雜的思維模式時(shí)，必然有擅長(zhǎng)的方向和不擅長(zhǎng)的方向，在宏觀的教學(xué)策略當(dāng)中是很難顧及到學(xué)生的差異性的，所以需要宏觀角度來(lái)進(jìn)行教學(xué)調(diào)整，針對(duì)性地放大某個(gè)方面的特性，針對(duì)一個(gè)方面來(lái)設(shè)計(jì)一系列的課堂活動(dòng)，幫助學(xué)生強(qiáng)化自己所擅長(zhǎng)的方面，形成具有個(gè)人特色的計(jì)算思維。以算法思維的內(nèi)容為例，算法本身就是一種能夠獨(dú)立解決問(wèn)題的辦法，算法思維便是建立在學(xué)生對(duì)客觀事物本質(zhì)的認(rèn)知，能夠系統(tǒng)化去思考問(wèn)題并解決問(wèn)題的一種思維方法。為了放大算法思維的特點(diǎn)，應(yīng)該引領(lǐng)學(xué)生學(xué)會(huì)如何設(shè)計(jì)算法以及掌握更多種的算法?？梢越Y(jié)合游戲教學(xué)法來(lái)通過(guò)變換不同游戲機(jī)制的游戲來(lái)讓學(xué)生完成算法的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，針對(duì)性地強(qiáng)化學(xué)生的算法思維。再比如問(wèn)題建模的相關(guān)內(nèi)容，問(wèn)題建模便是整理出解決某一類問(wèn)題的固定思路，然后將涉及這一思路的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類總結(jié)，建立一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)。在針對(duì)性強(qiáng)化這一方面的時(shí)候，不能夠引用過(guò)于復(fù)雜的數(shù)據(jù)，以免學(xué)生不能夠完全理解，這就需要使用一些抽象和約簡(jiǎn)的手段來(lái)處理數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的復(fù)雜性。最后將一個(gè)大問(wèn)題分解成一個(gè)個(gè)的子問(wèn)題來(lái)解決，是我們解決問(wèn)題時(shí)常常使用的方法，這也是計(jì)算思維的一種思維方式。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)于未來(lái)社會(huì)的發(fā)展必然是至關(guān)重要的，而培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，能夠讓他們更加適應(yīng)未來(lái)社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)，其重要性是不言而喻的，而且要培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，教師就必須要對(duì)計(jì)算思維的概念和本質(zhì)有深入的了解，然后從宏觀教學(xué)調(diào)整和微視層面的思維應(yīng)用著手進(jìn)行教學(xué)規(guī)劃，并且要在教學(xué)實(shí)踐當(dāng)中不斷地調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。與此同時(shí)，在當(dāng)前的高中信息技術(shù)教學(xué)中還缺少了如何確定學(xué)生的計(jì)算思維在課堂教學(xué)的培養(yǎng)過(guò)程中得到了有效的培養(yǎng)，這同樣需要教師進(jìn)行深入地探討研究。

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