初中信息技術(shù)對學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)分析

陸世遠(yuǎn)

摘要：計(jì)算思維、理論思維與實(shí)驗(yàn)思維并稱三大科學(xué)思維，是當(dāng)前教育界和計(jì)算機(jī)界受關(guān)注度較高的重要課題，而其中在信息技術(shù)課程中對中學(xué)生進(jìn)行計(jì)算思維能力的培養(yǎng)備受關(guān)注。在初中信息技術(shù)教學(xué)中加大對學(xué)生計(jì)算思維的鍛煉，既能夠綜合提升學(xué)生的信息化素養(yǎng)，也能進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。文章基于計(jì)算思維的基本概念及相關(guān)應(yīng)用，通過提出多方面的創(chuàng)新性教學(xué)策略，探究其在初中信息技術(shù)中的實(shí)踐渠道和應(yīng)用價值，希望能為初中信息技術(shù)教學(xué)方式的優(yōu)化升級提供參考。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維;初中信息技術(shù);創(chuàng)新教學(xué)

引言：在初中信息技術(shù)教學(xué)中，計(jì)算思維一直是教師講授的重要內(nèi)容，從教材體系來看，可以表現(xiàn)計(jì)算思維的內(nèi)容便是關(guān)于編程的問題，而這也是初中信息技術(shù)教學(xué)的重點(diǎn)難點(diǎn)。由于許多學(xué)生在初中以前并沒有接觸到過多的信息技術(shù)知識，初中信息技術(shù)教師在開展教學(xué)活動的時候必然會遇到一定的問題，這些問題會很大程度上影響教師教學(xué)活動的正常開展。但是，隨著社會發(fā)展進(jìn)入新的歷史時期，計(jì)算思維對于學(xué)生的未來成長越來越重要。因此，本文就初中信息技術(shù)教師培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的策略等進(jìn)行探討。

一、計(jì)算思維在初中信息技術(shù)課程教學(xué)中的作用

2006年，周以真教授提出，計(jì)算思維是一種將計(jì)算機(jī)科學(xué)問題應(yīng)用于理解系統(tǒng)設(shè)計(jì)、問題解決和人類行為的方法。在周以曾教授的研究基礎(chǔ)上，許多學(xué)者提出了計(jì)算思維的符號概念，如編程、算法、數(shù)據(jù)軟件，以及計(jì)算思維中的形式計(jì)算、結(jié)構(gòu)化、鏈接和優(yōu)化。在學(xué)習(xí)信息技術(shù)課程的背景下，王榮亮教授認(rèn)為，通過任務(wù)驅(qū)動、研究型、實(shí)驗(yàn)型的教學(xué)模式，可以有效激發(fā)學(xué)生的計(jì)算思維。

一般來說，計(jì)算思維在初中信息技術(shù)課程的教學(xué)中有以下幾個作用：一是鼓勵學(xué)生關(guān)注信息技術(shù)。在初中信息技術(shù)教學(xué)中，在此基礎(chǔ)上重新測試課程并制定系統(tǒng)全面的教學(xué)計(jì)劃，融合計(jì)算思維，鼓勵學(xué)生關(guān)注信息技術(shù)，充分發(fā)揮。促進(jìn)計(jì)算思維，有效提升課程實(shí)際效果二、鼓勵學(xué)生思考學(xué)生與信息技術(shù)的關(guān)系計(jì)算機(jī)操作必須遵循一定的數(shù)學(xué)規(guī)則在初中信息技術(shù)教學(xué)中引入計(jì)算思維，不僅可以激發(fā)學(xué)生思考人與信息技術(shù)的關(guān)系，也可以為他們提供發(fā)現(xiàn)的思路和途徑。，分析和解決問題，豐富課程教學(xué)內(nèi)容保證課堂教學(xué)的有效性三、提高編程的教與學(xué)能力將計(jì)算思維融入教學(xué)中，不僅可以優(yōu)化教學(xué)體系，豐富教學(xué)內(nèi)容，還可以改善算法和程序設(shè)計(jì)的狀態(tài)，提高程序設(shè)計(jì)教學(xué)的效率和質(zhì)量。程序設(shè)計(jì)是信息技術(shù)課程體系中的一門必修課。

二、計(jì)算思維在初中信息技術(shù)課程教學(xué)中的滲透方法

（一）樹立建模思想，有效啟蒙計(jì)算思維

在培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的過程中，建模思想起到的作用是極為重要的。而且，在學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活實(shí)踐中都會有許多單靠機(jī)械記憶無法解決的問題，如果教師只是單一地進(jìn)行知識的講解，那么當(dāng)更換應(yīng)用場景時，學(xué)生往往會束手無策，很難找到針對性的解決策略。一旦操作場景發(fā)生了改變，許多學(xué)生就無法有效地解決問題。因此，教師就應(yīng)將建模思維滲透到教學(xué)中，使學(xué)生在腦海中樹立建模思想，以建模的方式來培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

例如，“雞兔同籠”問題就是一個可以用來培養(yǎng)學(xué)生建模能力的經(jīng)典案例。問題描述：有若干只雞和兔在一個籠子里，已知雞和兔共有35個頭，94只腳，請推斷雞和兔分別有多少只？教師可以引導(dǎo)學(xué)生分析并建立模型。所謂模型，就是利用數(shù)學(xué)符號去描述系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)量關(guān)系，概括出可操作的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。一般情況下，模型可以進(jìn)行遷移應(yīng)用。在日本，人們也在研究“雞兔同籠”問題，只不過日本人將之稱為“龜鶴問題”。經(jīng)過對比就會發(fā)現(xiàn)，“龜”和“兔”都是4只腳的動物，“鶴”和“雞”都是2只腳的動物，所以“龜鶴問題”的模型和“雞兔同籠”的模型是一樣的，甚至還會衍生出更多其他的同類問題，在解決問題的過程中，學(xué)生的計(jì)算思維能夠得到發(fā)展。

（二）盡量選取生活相關(guān)教學(xué)案例

信息技術(shù)學(xué)科內(nèi)容抽象，但又與生活息息相關(guān)，因此教師在一些抽象且難度較大的教學(xué)內(nèi)容中可以適當(dāng)引用生活化案例，或者對案例場景進(jìn)行再現(xiàn)，讓學(xué)生在一種相對熟悉的情境下進(jìn)行思維遷移，運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬解決案例問題，為計(jì)算思維能力的有效鍛煉開辟渠道。例如在七年級《數(shù)據(jù)圖表與分析》一章中要求學(xué)生對所分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行對應(yīng)的圖表制作。創(chuàng)建圖表并不復(fù)雜，但由于圖表種類較多，部分學(xué)生容易對其屬性產(chǎn)生混淆，因此教師可以引用生活中常見的圖表讓學(xué)生更好區(qū)分，如氣溫變化圖、家庭支出比例圖和各省份GDP比較圖，這些圖分別有折線圖、扇形圖及柱狀圖，可見用途不同，圖表種類就會各有差異。對圖表屬性差別有所了解后，教師可以提供某個家庭收支費(fèi)用的數(shù)據(jù)，讓學(xué)生進(jìn)行圖表的制作。有了前面案例的參考，再加上這些與學(xué)生日常生活息息相關(guān)的數(shù)據(jù)，學(xué)生可以“對癥下藥”，操作起來自然也更有熟悉感。一個簡單的生活案例引入，可以一步步引導(dǎo)學(xué)生由淺入深地思考與探究，更有利于計(jì)算思維的不斷滲透。

（三）在問題解決中滲透

在初中信息技術(shù)課程教學(xué)實(shí)踐中，問題解決主要是以現(xiàn)實(shí)問題解決為核心，并根據(jù)教學(xué)大綱要求設(shè)置問題，再以問題為突破口來引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)習(xí)效率的。在問題解決過程中，教師要在實(shí)踐中盡可能地制造懸念，以此激發(fā)學(xué)生的探究興趣，促使他們積極參與教學(xué)活動，確保課堂教學(xué)的有效性。另外，科學(xué)、合理的問題解決案例有利于打破學(xué)生的固有思維模式，使其計(jì)算思維能力得到提升。

結(jié)語：綜上所述，初中信息技術(shù)的課堂教學(xué)應(yīng)該更多地注重提高學(xué)生的計(jì)算思維，以更好地符合新時期的教學(xué)要求，為國家的現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)專業(yè)化人才。在初中信息技術(shù)教學(xué)中，計(jì)算思維的培養(yǎng)主要依賴編程知識的教學(xué)，教師應(yīng)該將編程教學(xué)與學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)融合起來，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

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