【摘 要】新課改后，計算思維成為高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)之一，而基于問題解決的教學(xué)方法則是目前培養(yǎng)學(xué)生計算思維最常用方法之一。本文旨在探討如何從問題解決出發(fā)，有效培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力，以促使學(xué)生更好地在信息化社會中生存、創(chuàng)新和發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】問題解決；計算思維；教學(xué)策略

【中圖分類號】G434" "【文獻標(biāo)志碼】A

【論文編號】1671-7384（2025）02-060-02

引" 言

計算思維作為信息技術(shù)學(xué)科四大核心素養(yǎng)之一被寫進了課標(biāo)中[1]，計算思維的培養(yǎng)也成為信息技術(shù)教師新的教學(xué)重點之一。計算思維是一種抽象思維，它要求學(xué)生“在信息活動中能夠采用計算機可以處理的方式界定問題、抽象特征、建立結(jié)構(gòu)模型、合理組織數(shù)據(jù)；通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案；總結(jié)利用計算機解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關(guān)的其他問題解決中”[2]。為了讓學(xué)生更快地理解、掌握計算思維，教師需要將計算思維置于具體問題中，用實際問題來引導(dǎo)學(xué)生主動探索、實踐體驗，讓學(xué)生在探索實踐中深入理解計算思維，在問題解決中掌握計算思維。但從問題解決到計算思維需要一個過程，教師需要采用一系列措施引導(dǎo)學(xué)生進行思考與學(xué)習(xí)，從而促進學(xué)生計算思維的發(fā)展。

促進計算思維發(fā)展的有效策略

1.搭建“實習(xí)場”，提供計算思維生成環(huán)境

“實習(xí)場”是在實踐中為學(xué)生提供與現(xiàn)實世界相似的情境，使學(xué)生能夠在搭建的情境中面對和解決實際問題。如果說問題是計算思維的起點，那么“實習(xí)場”則是計算思維生成的“土壤”。教師只有將問題放置于“實習(xí)場”中，讓學(xué)生進行觀察、分析、經(jīng)歷、體驗，才能更好地激發(fā)學(xué)生計算思維的生成。搭建“實習(xí)場”，首先必須真實，一方面要符合事實規(guī)律，另一方面要貼合學(xué)生實際。教師可以尋找一些與學(xué)生日常生活緊密相關(guān)的情境，如購物結(jié)算、交通出行等。當(dāng)問題與學(xué)生的生活經(jīng)驗、實際情境緊密關(guān)聯(lián)時，學(xué)生能更好地理解計算思維；同時，真實的“實習(xí)場”還可以幫助學(xué)生意識到計算思維在生活中的應(yīng)用價值。其次，“實習(xí)場”要有一定的趣味性，教師可以通過引入游戲元素、故事情節(jié)的方式，激發(fā)學(xué)生的探究欲望和學(xué)習(xí)興趣。在實際教學(xué)中，教師還可以借助現(xiàn)代教學(xué)手段，如多媒體課件、互動教學(xué)平臺等，提升“實習(xí)場”的表現(xiàn)力和感染力，構(gòu)建積極的學(xué)習(xí)氛圍，使學(xué)生在輕松愉快的環(huán)境中主動學(xué)習(xí)。最后，“實習(xí)場”還可以進行跨學(xué)科融合，隨著信息科技的發(fā)展，計算思維已不再局限于信息技術(shù)學(xué)科，它與其他學(xué)科也有著廣泛的聯(lián)系，將其他學(xué)科知識融合進“實習(xí)場”，更有助于引導(dǎo)學(xué)生從多角度、多層面分析和解決問題，也方便后續(xù)計算思維的遷移。

2.設(shè)置問題鏈，拓展計算思維發(fā)展路徑

在問題解決教學(xué)模式中，問題的設(shè)置至關(guān)重要，它是開啟學(xué)生思維的金鑰匙，直接決定了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和思維發(fā)展的深度。如果課堂上看似連續(xù)出現(xiàn)的問題，實質(zhì)上卻是各自獨立的狀態(tài)，學(xué)生的思維就會出現(xiàn)散亂，所以教師應(yīng)當(dāng)抓住思維發(fā)生、發(fā)展的順序及關(guān)鍵點，設(shè)置問題鏈，用“問”激發(fā)思考，用“鏈”將思維引向深入[3]。教師在設(shè)置問題鏈時，首先要明確教學(xué)目標(biāo)，所有問題必須圍繞教學(xué)目標(biāo)展開。其次要考慮學(xué)生特點，問題鏈難度應(yīng)與學(xué)生水平相契合，太過簡單會讓學(xué)生失去挑戰(zhàn)的興趣，太過復(fù)雜會讓學(xué)生無從下手。教師應(yīng)提前調(diào)查學(xué)情，然后根據(jù)學(xué)生特點制定出問題鏈的定位尺，用定位尺確定問題鏈的起點、終點，以及中間的若干定點：當(dāng)學(xué)生水平層次較高時，定點之間的距離可適當(dāng)拉大些，反之則需要在起點與終點之間多設(shè)幾個定點。最后分解問題，形成問題鏈。本著把大問題拆解成小問題、把復(fù)雜問題拆解成簡單問題、把新問題拆分成老問題的原則，教師根據(jù)定位尺的起點、定點與終點，從初始問題情境中分解出若干相關(guān)子問題，構(gòu)建出一串有序列的問題鏈[4]。在課堂教學(xué)中，教師則按問題鏈中的先后順序一一提問，一步一步引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析、思考和探索，在持續(xù)面對和解決問題的過程中，學(xué)生逐漸掌握問題解決的方法和技巧，形成自己的問題解決策略。

3.繪制流程圖，展示計算思維加工過程

計算思維培養(yǎng)的關(guān)鍵在于把握計算思維的加工過程。但思維是抽象的，它是存在于大腦中的一種復(fù)雜而高級的活動，教師只有將抽象的思維通過具象的形式表達出來，才能更好地對計算思維進行加工。流程圖就是一種非常重要的思維展示形式，它通過不同的圖形、清晰的線條和帶指向的箭頭，直觀展示了思維加工過程中各個步驟之間的邏輯關(guān)系。在問題解決過程中，教師通過流程圖的繪制，可以讓學(xué)生直觀地看到問題的核心和關(guān)鍵點，降低問題的理解難度。特別是面對復(fù)雜的問題時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生逐步分析流程圖的結(jié)構(gòu)和關(guān)系，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的本質(zhì)和規(guī)律。而學(xué)生在解決問題時先繪制流程圖，則可以將復(fù)雜的問題解決過程分解為若干個簡單的步驟，更快地梳理出問題的關(guān)鍵信息和邏輯關(guān)系，找到解決問題的思路。因此，流程圖可使整個思維過程變得有條理和具有系統(tǒng)性，特別是學(xué)生使用“畫程”軟件繪制流程圖時，還可以借助軟件功能直接運行流程圖，即時得到運行結(jié)果，然后用得到的結(jié)果反過來檢驗算法正確與否，大大提高了檢驗效率，同時還有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，提高他們的學(xué)習(xí)參與度。

4.歸納問題解決模型，實現(xiàn)計算思維遷移應(yīng)用

在課標(biāo)中，計算思維水平還要求學(xué)生能夠把在一個問題中獲得的思維模式或經(jīng)驗方法，應(yīng)用到其他問題或者其他領(lǐng)域中，這也要求學(xué)生具備計算思維的遷移應(yīng)用能力。因此，教師在課堂上解決了一個問題后，還需要對所學(xué)知識進行總結(jié)、梳理和歸納，將復(fù)雜問題抽象為更簡單的普適性問題解決模型。通俗地說，就是指引導(dǎo)學(xué)生從具體問題中抽象出一般的規(guī)律和方法。例如，當(dāng)完成“計算一個班級所有學(xué)生的平均分”問題后，教師還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生提取出該問題的關(guān)鍵元素：班級、學(xué)生、分?jǐn)?shù)和平均分，然后將“班級”抽象為一個“字典”，“學(xué)生”抽象為字典中的一個“字”，“分?jǐn)?shù)”則為該字對應(yīng)的“值”，“平均分”則是所有值的算術(shù)平均值。這樣，我們就得出了計算一個字典中所有值的算術(shù)平均值的問題解決模型。然后在生活中尋找同類問題，如計算某地平均氣溫、計算學(xué)生平均身高等。學(xué)生在解決新問題時，通過比較新問題與已知問題的結(jié)構(gòu)和特征，找到它們之間的相似性，用問題解決模型得出新問題的解決方法。由此可見，問題解決模型在助力計算思維遷移方面扮演著關(guān)鍵角色，它能夠提供一種系統(tǒng)化的方法來理解和解決問題，進而促進計算思維的遷移應(yīng)用。

結(jié)" 語

計算思維的培養(yǎng)是一個長期而復(fù)雜的過程，需要教師在教學(xué)中不斷完善和優(yōu)化。在這個過程中，教師一方面需要不斷探索和實踐，不斷更新教學(xué)理念和方法，另一方面則要為學(xué)生營造自由、寬容的課堂文化氛圍，鼓勵學(xué)生自由思考，積極探索。師生只有共同努力，才能尋找到更加有效的教學(xué)方法和策略，從而提高學(xué)生的計算思維能力，為他們未來的學(xué)習(xí)和生活奠定堅實基礎(chǔ)。

注：本文系江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究第十五期基礎(chǔ)教育課程教學(xué)管理改革研究專項課題“以項目式學(xué)習(xí)提升高中生計算思維的實踐研究”（課題編號：2023JY15-GL-L22）、江蘇省蘇州市吳中區(qū)“十四五”規(guī)劃課題“基于項目式教學(xué)的信息技術(shù)學(xué)科‘四感’教學(xué)策略研究”（課題批準(zhǔn)編號：145QG3003）的研究成果

參考文獻

中華人民共和國教育部. 普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S]. 北京：人民教育出版社，2018.

魏小山，楊偉，武健，魏寧. 計算思維培養(yǎng)：來自實踐的觀察與思考[J]. 中國信息技術(shù)教育，2023（14）：4-12.

嚴(yán)均鈺. 小學(xué)信息科技基于核心素養(yǎng)的問題鏈設(shè)計研究[J]. 中國信息技術(shù)教育，2021（10）： 32-36.

編" "輯：張曉震