徐 琰

（山東省青島市城陽第三高級中學，山東青島 266000）

簡單來說，計算思維是指在解決計算機科學問題的過程中所產(chǎn)生的一系列活動，它是信息技術(shù)教學的基礎(chǔ)教學內(nèi)容和培養(yǎng)方向，對于學生的社會性發(fā)展具有重要意義。所以，在高中信息技術(shù)學科的教學實踐中，教師要以培養(yǎng)高中生計算思維為主要目標，讓學生既能掌握基本的算法和編程知識，也能結(jié)合這些知識和基本技能，闡釋和解決信息技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)的實際問題，以此達到提升高中生解決實際問題的能力和計算思維的目的，強化計算技術(shù)教學的實用性和實踐性。

一、高中信息技術(shù)教學中培養(yǎng)學生計算思維的重要意義

以計算思維作為信息技術(shù)教學的培養(yǎng)目標，與以往教學目標略有不同，在該目標的指引和驅(qū)動下，教師會對傳統(tǒng)的課程教學內(nèi)容、方式等做出調(diào)整和改變，引入具備實踐性和綜合性特征的教學內(nèi)容，并指導學生自主探究和深層分析，在此教學模式下，高中生也創(chuàng)新了學習方法，他們會積極利用信息化和現(xiàn)代化的學習手段，將所學知識運用于實踐之中，對信息學科和現(xiàn)實生活中的問題展開探索和分析，所以他們不僅能夠提升解決問題的能力，還能逐漸符合新時代對人才的要求，進而推動學生的社會性發(fā)展［1］。除了對學生本身的成長與發(fā)展產(chǎn)生了重要意義之外，以計算思維為培養(yǎng)目標，也優(yōu)化了信息技術(shù)的課程結(jié)構(gòu)，它不再以基礎(chǔ)知識和技能課程為主，而是增添了實踐課程和活動課程，同時也豐富了課程內(nèi)容的數(shù)量，能夠為學生提供更多的選擇，由此可見，將計算思維作為培養(yǎng)目標和教學指標，其實際價值十分明顯。

二、高中信息技術(shù)教學中培養(yǎng)學生計算思維的策略

（一）合理設(shè)置目標，確定培養(yǎng)方向

目標的重要性不言而喻，只有具備清晰的目標，才能確保后續(xù)教學和實踐活動的有序展開，為了在高中信息技術(shù)教學中培養(yǎng)高中生的計算思維，教師要合理地設(shè)置目標，結(jié)合計算思維的概念、特點等，精心選擇與其相關(guān)的信息技術(shù)課程內(nèi)容，提前預設(shè)學生應達成的學習效果、具備的思維能力等，并按照目標中的具體要素，科學地組織課程內(nèi)容、安排課堂教學計劃［2］。以Python 程序設(shè)計教學為例，教師可從學科知識、問題解決、編程指導、設(shè)計算法、編寫代碼等不同方面設(shè)置培養(yǎng)目標，融入培養(yǎng)學生計算思維的理念，讓學生在學習程序設(shè)計知識和技能的過程中形成計算思維、增強實踐能力。同時，課程目標中體現(xiàn)出的培養(yǎng)要求也要契合高中生的思維深度和真實能力。在設(shè)定目標之前，教師要提前利用數(shù)據(jù)化分析等手段，結(jié)合過往的教學和實踐經(jīng)歷，了解高中生的計算思維能力，在此基礎(chǔ)上設(shè)定目標，才能確保目標能夠真正與高中生的成長與發(fā)展需求相吻合。

（二）創(chuàng)設(shè)現(xiàn)實情境，建立抽象模型

在信息技術(shù)和現(xiàn)代科技高速發(fā)展的社會背景下，信息技術(shù)學科教學不單單要讓學生了解和學習知識，也要讓他們認識到知識與生活之間的關(guān)聯(lián)，并能有意識地利用所學知識解釋、解決實際問題，這與計算思維的培養(yǎng)目標相吻合，也體現(xiàn)出了當前信息技術(shù)學科教學的核心要點。為達成以上目的，教師可以根據(jù)信息技術(shù)課程的教學內(nèi)容創(chuàng)設(shè)現(xiàn)實情境，以真實且生動的問題為載體，激活學生的認知和探索興趣，讓他們凝練出重點知識、建立起抽象模型，并將抽象模型與具體的生活問題對應起來，在這一過程中，學生即可明確抽象化概念與具象化生活問題之間的關(guān)聯(lián)。而為了幫助學生深入理解抽象模型，并能有效地解決模型中的問題，教師也要引進思維導圖、流程圖、程序圖等類型的可視化工具，引導他們將抽象化的概念和程序轉(zhuǎn)化為簡潔、具象化的圖形，而后，學生結(jié)合現(xiàn)實情境中的實際問題，展開一系列的計算、探討和分析，在這一過程中尋求問題的答案和最優(yōu)結(jié)果。由此，學生既強化了生活化意識，也能進一步提升計算思維能力和運用知識的實踐能力。

（三）借助現(xiàn)代科技，轉(zhuǎn)換思維方式

計算思維的主要特征是化繁為簡、化難為易、化抽象為具象，當一個問題或者概念過于抽象時，學生若具備計算思維，便能合理地將其轉(zhuǎn)化為一個個簡易的問題和要素。而要想培養(yǎng)學生的計算思維，首要任務(wù)是轉(zhuǎn)換學生的思維方式，讓他們具備合理轉(zhuǎn)化問題的能力。基于此，教師可以借助現(xiàn)代化的教學科技，通過直觀演示的方式給予學生自主探究和深度學習的機會，引領(lǐng)他們集中學習、反復練習編寫程序的方法、步驟，并能借助動畫、圖片和微視頻等有效載體，了解程序的具體要素，當學生的直觀思維得以激活后，他們的思維方式自然能夠得以轉(zhuǎn)化，這也有助于培養(yǎng)和強化高中生的計算思維。當結(jié)束直觀演示后，教師要為學生創(chuàng)造獨立思考和自主探究的時空條件，引導學生回顧教師采用的步驟和方法，展開動手操作活動，著力挖掘和探索出更加多元和便捷的計算方法，達成強化學生計算思維的目的。

（四）設(shè)計編程活動，尋求最優(yōu)算法

在人類的發(fā)展歷程中，其認知規(guī)律呈現(xiàn)出“實踐→理論”“現(xiàn)象→本質(zhì)”的規(guī)律和趨勢，如果單純地研究和學習理論知識，那么這樣的教學活動是沒有實際意義和價值的。從這一視角出發(fā)，為培養(yǎng)和鍛煉學生的計算思維，教師可以依據(jù)課程教學中的編程模塊，將課內(nèi)教學內(nèi)容與課外實踐探索融合起來，設(shè)計編程活動，讓學生通過編寫代碼的方式尋求程序中的最優(yōu)解法。而且，編程活動也有助于使學生的計算思維更加具體。在編程活動的推進歷程中，教師應要求學生明晰編程的具體步驟，引導他們提前制訂編程計劃，將“明確需求”—“分析思路”—“代碼實現(xiàn)”等步驟體現(xiàn)在編程計劃之中，并于每一板塊中預設(shè)目標，在此基礎(chǔ)上，學生既能明確問題是什么，也能在探索的過程中尋求解決問題的最優(yōu)算法，通過整個循序漸進的過程，學生的計算思維會呈現(xiàn)出階梯式提升的狀態(tài)［3］。

（五）巧設(shè)梯度任務(wù)，激活計算思維

由于智力水平、學習能力等方面存在的差異，一部分學生解決問題時習慣于“硬拼”，一部分學生僅僅停留在問題的表面，還有一部分學生傾向于探索問題的最佳解決辦法，在教學中，若教師忽視這種差異性，對于學生的成長和課程的發(fā)展都無益處。因此，教師要尊重學生之間的差異，巧妙地設(shè)計和發(fā)布梯度式的學習任務(wù)，為學生提供階梯式遞進的算法、編程方面的學習材料，契合每一個學生的實際學習能力和成長需求，讓他們在學習基礎(chǔ)知識和技能、鞏固知識以及創(chuàng)新性運用知識的遞進式思維過程中，形成計算思維、增強實踐能力，進而推動高中生的群體性發(fā)展，這樣才符合新課標以及社會對人才的要求。

（六）引進驅(qū)動項目，推動深度探究

高中信息技術(shù)學科與項目化教學理念的融合是推動學生深度探究、培養(yǎng)學生計算思維的重要途徑，當學生能夠?qū)W科知識和技能巧妙地運用于現(xiàn)實生活中，他們的計算思維也能得以形成和增強。在課程教學實踐中，教師要引進驅(qū)動性的項目，讓學生在項目探索中將學科知識與現(xiàn)實世界中的問題關(guān)聯(lián)起來，以此創(chuàng)新教學形式，推動學生展開深度探究。

1.以熱點話題為載體設(shè)計驅(qū)動項目。高中生是一個緊跟時事、追求流行的新時代群體，他們對于新鮮事物的熱情十分高漲，如果教師能夠在教學中引入一些熱點話題，那么他們參與項目學習活動、展開深度探究的積極性也能有所加強。針對高中生的這一特性，教師可以立足于高中生的視域，從他們感興趣的時事熱點、流行事物中，選擇一個具有代表性的話題，如“某抖音UP 主粉絲數(shù)量變化趨勢的算法分析”等，以高中生熟悉的抖音短視頻作為切入點，從初始階段便吸引學生的注意力。當學生的注意力愈加集中時，教師宣布項目化學習計劃，將學生組建成不同的項目學習小組，讓他們結(jié)合信息技術(shù)學科的算法等方面的知識，搜集和整合數(shù)據(jù)信息，借助算法公式和其他統(tǒng)計手段，探究數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律、明確其本質(zhì)，并在項目小組中展開辯證性的討論和解析，共同得出最終的結(jié)論。在這一過程中，學生在熱點話題的引領(lǐng)下，產(chǎn)生了項目化探究的興趣，也能利用信息技術(shù)知識和技能，開啟深度探究活動。而針對熱點話題的信息技術(shù)項目化學習活動，教師也要組織小組匯報活動，讓他們結(jié)合真實經(jīng)歷、算法結(jié)果等多個要素，闡釋本組的觀點和想法，在此過程中，學生的計算思維便可不斷增強。

2.以日常生活為素材設(shè)計驅(qū)動項目。除了熱點話題之外，項目化學習活動還可以聚焦于高中生的日常生活，從與他們衣食住行息息相關(guān)的事件中，提煉出探究性和實踐性的問題，將其作為項目化學習的選題，讓各個項目小組第一時間了解選題的要點，并集中撰寫項目計劃書，針對實地調(diào)研、數(shù)據(jù)搜集、整理和統(tǒng)計等多個環(huán)節(jié)，進行預設(shè)和提前分析，針對可能出現(xiàn)的問題制作出不同的預案，在此基礎(chǔ)上，以日常生活為素材的項目化學習活動便具備了基本的框架［4］。隨后，教師要求學生正式開啟項目學習活動，以驅(qū)動性的項目為載體，讓他們調(diào)研居民用水量、早高峰和晚高峰某一路段的車流量、某一超市一個月以來菜價的變化幅度等，在小組長的帶領(lǐng)下，各成員密切配合，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析、篩選、歸納、總結(jié)等多個流程后，利用計算機的算法程序、統(tǒng)計表等，計算出最終的數(shù)據(jù)和結(jié)論，從而為交通管理、市場價格監(jiān)管等部門提供可行性的意見和建議，借助信息技術(shù)學科的專業(yè)知識，為解決實際問題建言獻策。

（七）開發(fā)算法游戲，深化計算思維

縱觀傳統(tǒng)高中信息技術(shù)學科的教學活動，部分課堂中存在學生參與性不強、思維不夠活躍的情況，他們的計算思維仍然停留在淺層階段，難以將其轉(zhuǎn)化為解決問題的能力和信息素養(yǎng)，這樣自然無法實現(xiàn)預期中的培養(yǎng)目標。隨著信息技術(shù)改革進程的推進，教師要擺脫傳統(tǒng)教學思想和理念的束縛，以高中生的內(nèi)心需求為依據(jù)，開發(fā)趣味化的算法游戲，突破學生對信息技術(shù)課程的刻板印象，讓學生感受到信息技術(shù)教學內(nèi)容中暗含的本質(zhì)和規(guī)律，并通過“我來解解看”“我來算一算”等算法游戲，將所學的基礎(chǔ)算法知識應用于游戲活動中，讓他們能夠?qū)?shù)字化的技術(shù)和手段與模擬化的情境融為一體，此種方式既能改變傳統(tǒng)教學中學生參與性不強、思維不活躍的情況，還能進一步深化他們的計算思維，讓他們真正達到學以致用的目的。而且，為了加強游戲的趣味性，教師也可以融合競技性的教育理念，將學生合理地劃分為不同的游戲競賽小組，給予他們同樣的游戲模型，讓他們互相比拼算法的速度、準確性，并能在小組商議、共同探究的過程中加深計算思維。與此同時，教師也要為游戲競賽配備專門的獎勵措施，人為地增加游戲的趣味性和驅(qū)動性，使得學生能夠在物質(zhì)和精神獎勵的雙重加持下自愿地參與比賽，并能在游戲中有效地運用算法知識、解決實際問題，至此，信息技術(shù)學科的教學活動即可達成深化學生計算思維的目的。

（八）應用多元評價，考查培養(yǎng)成果

在高中信息技術(shù)的學科教學中，要想實現(xiàn)培養(yǎng)計算思維的目標，明確學生的學習和成長情況，評價的內(nèi)容和方式也十分重要。教師要應用多元化的評價方法和技巧衡量學生的計算思維水平，考查他們在課堂學習和實踐過程中取得的實際成果，明確他們是否具備解決問題的意識和能力，從而在日后的教學中有針對性地調(diào)整教學和培養(yǎng)對策。而從目前的教學實況來說，教師可以采用量化評價和質(zhì)性評價兩種方式，通過問卷和試題等展開量化評價，依據(jù)學生的測試和調(diào)查結(jié)果，以最終的分數(shù)為參考依據(jù)，明確學生的計算思維的形成與發(fā)展情況。而后，以思維量表為載體，系統(tǒng)化地評估學生的計算思維能力，最大程度上刨除其他因素的干擾，初步了解高中生在信息技術(shù)學科的學習實況。此外，教師也要采取質(zhì)、量結(jié)合的評價方式，同步使用兩種評價方式，將隨機測試、問卷調(diào)查、思維量表以及面對面訪談等多種形式融為一體，對學生展開全方位、多角度的評估和考查，找準學生的思維薄弱點，將其作為后續(xù)教學和培養(yǎng)工作的重點。而且，無論是量化還是質(zhì)性評價，教師都要將其貫穿于信息技術(shù)學科教學的始終，這樣方可了解學生的思維成長歷程，也有助于推動學科教學的發(fā)展。

三、結(jié)語

從實踐中可以看出，計算思維對于學生的成長與發(fā)展意義重大，在信息技術(shù)教學中，教師通過合理設(shè)置目標、創(chuàng)設(shè)現(xiàn)實情境、借助現(xiàn)代科技、設(shè)計編程活動、巧設(shè)梯度任務(wù)、引進驅(qū)動項目等策略和手段，將培養(yǎng)學生的計算思維作為重要目標和教學方向，重點突破傳統(tǒng)計算機教學模式中的弊端和不足，為學生搭建實踐和探究的平臺，讓他們能夠?qū)⒄n堂中所學的基礎(chǔ)知識、技能等，運用于解決問題的過程中，并將這些知識和技能轉(zhuǎn)化為個人的能力和修養(yǎng)。