基于計算思維的初中信息技術(shù)課程教學(xué)探索

陶天梅

【摘 要】義務(wù)教育階段的信息技術(shù)課是綜合實踐活動課程的學(xué)習(xí)領(lǐng)域之一，在幾十年的發(fā)展中，經(jīng)歷著從蓬勃發(fā)展到停滯迷茫期再到探索發(fā)展新時期的各個階段，在新時期發(fā)展的歷史機遇中，中學(xué)信息技術(shù)課未來走向何方，從而迎接新的發(fā)展和機遇呢？本文試圖從分析該課程存在的問題出發(fā)，結(jié)合初中生的特點和信息技術(shù)課的培養(yǎng)方案，探討在計算思維指導(dǎo)下，針對初中信息技術(shù)的課程目標(biāo)、課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)活動設(shè)計、教學(xué)評價等方面，提出一系列教學(xué)措施，從而培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新思維能力。

【關(guān)鍵詞】計算思維；信息技術(shù)；課程結(jié)構(gòu)；教學(xué)探索

中圖分類號： TP3-4；G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）18-0092-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.18.041

【Abstract】The information technology course during the compulsory education is one important area of the comprehensive practical activity courses. It experienced several stages from thriving， stagnation and ambiguity to exploring again in the new period after decades of development. Facing the historical opportunity in the new era， how will the information technology course go in the future to meet the new development and opportunities？ According to the characteristics of the junior middle school students and the cultivation of information technology solutions， the article try to analyze the problems and discuss the information technology curriculum target， curriculum structure， teaching design， teaching evaluation and so on under the guidance of computational thinking， at the same time puts forward a series of teaching measures to cultivate the students information literacy and creative thinking ability.

【Key words】Computational thinking； Information technology； Course structure； Teaching exploration

初中信息技術(shù)課程是一門以培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)為主要目標(biāo)、以綜合實踐活動的一個學(xué)習(xí)領(lǐng)域作為課程形態(tài)的必修課程，是從小學(xué)信息技術(shù)課到高中信息技術(shù)課的銜接課程，實現(xiàn)從小學(xué)的形象思維到高中階段的抽象思維的過渡過程，肩負(fù)著引導(dǎo)學(xué)生探索計算機科學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生掌握在信息時代利用信息技術(shù)分析問題、解決問題的能力，為探索計算機科學(xué)打下良好的基礎(chǔ)，適應(yīng)未來社會發(fā)展對創(chuàng)新型人才的要求。

1 當(dāng)前教學(xué)中存在的問題

目前中小學(xué)信息技術(shù)課程并沒有達(dá)到預(yù)想的教學(xué)效果，在課程實施中，偏離了課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，很多人甚至認(rèn)為信息技術(shù)課可有可無，信息技術(shù)課程面臨著前所未有的尷尬和危險處境?？偨Y(jié)起來，首先從課程內(nèi)容方面來看，中小學(xué)信息技術(shù)課程雖然也有幾十年的時間，但相對其他課程來說，信息技術(shù)課的課程理論體系較為薄弱，課堂教學(xué)實踐研究較少，課程更新速度慢，特別是結(jié)合信息技術(shù)本身的學(xué)科特點，往往顯得教學(xué)內(nèi)容陳舊，缺乏與時俱進(jìn)，跟不上時代對青少年信息素養(yǎng)的要求。其次，從中小學(xué)課堂教學(xué)中看，一些信息技術(shù)教師教學(xué)方法陳舊，教學(xué)模式千篇一律，將學(xué)生的信息素養(yǎng)能力培養(yǎng)簡化為步驟學(xué)習(xí)與技術(shù)操練，側(cè)重操作的機械訓(xùn)練，缺乏對學(xué)生思維的訓(xùn)練；將信息技術(shù)學(xué)習(xí)變成枯燥的機器學(xué)習(xí)，課堂缺乏活力與熱度，無法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、發(fā)散思維與解決問題的能力。再次，從社會環(huán)境看，應(yīng)試教育的背景下，使得無論是學(xué)生、家長，還是學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)，都對信息技術(shù)課程的認(rèn)識不夠，也不愿意在上面投入過多的時間和經(jīng)濟支撐。最后，目前對信息技術(shù)課程教學(xué)效果的評價標(biāo)準(zhǔn)也不統(tǒng)一，且當(dāng)前的單一的評價體系也不利于綜合評價學(xué)生的信息素養(yǎng)，不能更加全面真實地反映信息技術(shù)課的教學(xué)效果，無法調(diào)動教師的教學(xué)熱情。

2 計算思維的內(nèi)容與啟示

雖然，當(dāng)前教學(xué)中，中小學(xué)信息技術(shù)課程存在著諸多問題，但這門課不僅不能取消，還必須對這門課程教學(xué)進(jìn)行改革，真正發(fā)揮其培養(yǎng)學(xué)生計算機興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新思維、解決問題能力的作用。如何實現(xiàn)中小學(xué)信息技術(shù)課程的教學(xué)改革呢？計算思維的引入，也許是一個全新的思路。2006年美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)周以真教授提出計算思維的概念：計算思維是運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學(xué)之廣度的一系列思維活動。2010年她再次補充定義計算思維是一種解決問題的思維過程，能夠清晰、抽象地將問題和解決方案用信息處理代理（機器或人）所能有效執(zhí)行的方式表述出來。計算思維其本質(zhì)是抽象和自動化，學(xué)習(xí)計算機思維能促進(jìn)學(xué)習(xí)遷移，能引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，并采用計算思維方法解決問題，對培養(yǎng)創(chuàng)造性人才有重要推動作用，讓學(xué)生可以運用高效的思維思考。隨著數(shù)字化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，社會信息化程度進(jìn)一步提高，計算思維的應(yīng)用越來越廣泛，必須像“閱讀、寫作、算術(shù)”一樣普及，成為每個合格公民的必備素質(zhì)。

計算思維的引入，給中學(xué)信息技術(shù)課程帶來了轉(zhuǎn)機和希望，信息技術(shù)教學(xué)不再是簡化為計算機理論知識和計算機軟件學(xué)習(xí)，而是在具體教學(xué)中通過不同途徑、不同方法蘊含計算思維，豐富了信息技術(shù)課程的內(nèi)涵與意義；同時，信息社會發(fā)展日新月異，信息技術(shù)課程知識往往跟不上時代發(fā)展，而計算思維強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的抽象、分解能力，解決問題的能力以及創(chuàng)新思維能力，而這正是未來社會所需要的，也是永遠(yuǎn)不會過時的。另外，計算思維的培養(yǎng)，不僅有利于計算機學(xué)科的學(xué)習(xí)，同樣也可以提高學(xué)生的其他學(xué)科學(xué)習(xí)能力，如數(shù)學(xué)學(xué)科、物理學(xué)科等，都是相輔相成的。因此，計算思維的引入，可以改變當(dāng)前信息技術(shù)課程的尷尬處境，可以豐富信息技術(shù)內(nèi)容，拓展信息技術(shù)課程內(nèi)涵，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性也會提高，教師的教學(xué)熱情也會提高，改變社會對中小學(xué)信息技術(shù)課程的看法，提高信息技術(shù)課程的地位。因此，計算思維融入信息技術(shù)課程是大勢所趨，將改變當(dāng)前中小學(xué)信息技術(shù)課的尷尬處境，計算思維也是未來信息社會對人才的能力需求，應(yīng)將計算思維加入到學(xué)生的能力培養(yǎng)體系中。

3 基于計算思維的教學(xué)探索

3.1 明確以培養(yǎng)學(xué)生的計算思維方式為課程目標(biāo)

中小學(xué)信息技術(shù)課程的基本理念是以提升學(xué)生的信息素養(yǎng)為根本目標(biāo)，融入計算思維的思想將真正有利于信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，明確以培養(yǎng)學(xué)生的計算思維方式為核心的課程目標(biāo)，強調(diào)思維方式與解決問題能力的培養(yǎng)，以滿足未來學(xué)生在千變?nèi)f化的信息化社會中生存與發(fā)展的基本需求，提高學(xué)生運用計算思維有效、規(guī)范地解決各類實際問題的能力，并為學(xué)生在信息化社會中生活、學(xué)習(xí)及持續(xù)發(fā)展，提供知識基礎(chǔ)、能力基礎(chǔ)和思維價值觀引領(lǐng)。

3.2 抓取核心概念，教學(xué)內(nèi)容重新整合

我們要走出目前信息技術(shù)課程僅僅著眼于教給學(xué)生計算機知識和應(yīng)用軟件操作的狹隘境地，我們以計算思維為指導(dǎo)重新構(gòu)建信息技術(shù)課程體系，構(gòu)建一個培養(yǎng)學(xué)生知識、能力、思維發(fā)展相融合的信息技術(shù)教育課程教材體系。

課程體系中著重培養(yǎng)學(xué)生知識、能力、思維發(fā)展三維度，培養(yǎng)學(xué)生對信息技術(shù)學(xué)科的理解，應(yīng)用信息資源解決實際問題的能力以及由此形成像計算機科學(xué)家一樣的思考問題的思維能力?；谶@樣的思考，將初中信息技術(shù)課程結(jié)構(gòu)重新規(guī)劃，如下圖1所示。

在這個課程體系中，計算機基本概念和信息工具操作技能是計算思維培養(yǎng)的兩個基礎(chǔ)部分，包括傳統(tǒng)的一些課程知識，同時在教學(xué)中滲透計算思維的培養(yǎng)；而在計算思維方法和計算思維應(yīng)用兩個部分中，著重思維方法訓(xùn)練和知識的綜合應(yīng)用，真正培養(yǎng)計算思維方法，以及應(yīng)用此方法解決實際問題的能力。計算思維應(yīng)用主要是指應(yīng)用計算思維的方法解決實際問題的能力，包括信息需求分析、信息收集與管理、信息加工與表達(dá)、信息技術(shù)工具選用、新技術(shù)探究與適用等，可以在教學(xué)中，開展一些綜合性的學(xué)習(xí)活動，如多媒體作品生成，設(shè)計個性化的智能機器人及確定個性化的研究性學(xué)習(xí)項目等，在這些活動中，都可以很好的培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，真正的做到學(xué)以致用。另外，在整個課程結(jié)構(gòu)中，需要時刻貫穿信息化社會中的各種行為規(guī)范，如信息安全意識、信息使用規(guī)范、信息道德準(zhǔn)則等，使學(xué)生能夠正確理解信息技術(shù)對社會發(fā)展和個人學(xué)習(xí)生活的雙重影響，認(rèn)識到不正當(dāng)使用信息和信息技術(shù)帶來的后果和影響，以及其中涉及到的道德和法律責(zé)任，保護(hù)個人信息安全，自覺遵守信息行為規(guī)范和道德準(zhǔn)則，使學(xué)生成為一名合格的信息社會公民。

3.3 基于計算思維的教學(xué)活動設(shè)計

如何在教師的教學(xué)活動設(shè)計中體現(xiàn)計算思維的思想呢？我們基于以下幾點考慮：

3.3.1 富有挑戰(zhàn)性的主題

基于課程內(nèi)容的重新整合，我們可以將信息技術(shù)教學(xué)內(nèi)容不再單純以單元和課時為單位，而可以是模塊化、專題化的形式，形成富有研究性、綜合性、開放性的研究主題，便于學(xué)生發(fā)散思維，計算思維的培養(yǎng)。

3.3.2 提供更多相關(guān)的學(xué)習(xí)支架

為了促進(jìn)學(xué)生高階學(xué)習(xí)、深層次學(xué)習(xí)活動的展開，教師應(yīng)該提供給學(xué)生更多的學(xué)習(xí)資料，便于查閱與自主學(xué)習(xí)；同時，在開展數(shù)字化學(xué)習(xí)活動中，教師還可以提供數(shù)字化學(xué)習(xí)工具、交流平臺，思維導(dǎo)圖，以及確保活動開展的監(jiān)控機制等。

3.3.3 選擇更合適的學(xué)習(xí)方式

對于一個復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)，可以分層次學(xué)習(xí)，將活動進(jìn)行分解成一個個子活動，小組合作，協(xié)作學(xué)習(xí)，通過頭腦風(fēng)暴、討論學(xué)習(xí)等方式，解決問題。

3.4 教學(xué)評價

在評價方面，應(yīng)圍繞知識與技能、應(yīng)用信息技術(shù)解決實際問題的能力以及計算思維訓(xùn)練等維度展開，倡導(dǎo)過程性評價和終結(jié)性評價相結(jié)合、定量評價和定性評價相結(jié)合、自評互評和師評相結(jié)合的綜合評價方式；采用分級評價對每一個教學(xué)過程，學(xué)生反應(yīng)進(jìn)行評價，及時改進(jìn)教學(xué)過程，實現(xiàn)對教學(xué)過程的全監(jiān)管。

4 結(jié)語

計算思維概念的提出對當(dāng)前信息技術(shù)教學(xué)注入了新的思路，也提出了新的挑戰(zhàn)。本文針對當(dāng)前初中信息技術(shù)課程現(xiàn)狀，存在的問題，以計算思維為指導(dǎo)重新定位信息技術(shù)課程目標(biāo)，在課程結(jié)構(gòu)，教學(xué)活動設(shè)計等方面進(jìn)行了大膽的探索，期待在后面的實踐中加以應(yīng)用，并不斷改進(jìn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]杭月芹，管致錦，陳德裕.計算思維驅(qū)動下的計算機導(dǎo)論課程改革[J].計算機教育，2014（2）：3.

[2]朱淑鑫，徐煥良，黃芬等.基于計算思維的計算機導(dǎo)論教學(xué)探索[J].高校實驗室工作研究，2014（1）：2.

[3]王偉.計算機科學(xué)前沿技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012.

[4]王吉慶.信息素養(yǎng)論[M].上海：上海教育出版社，2000.