中學(xué)信息技術(shù)課學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)的策略與方法

曾日洋

【內(nèi)容摘要】當(dāng)今時(shí)代，信息技術(shù)飛速發(fā)展，計(jì)算思維成為適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的新思維。這種思維模式逐漸受到各方學(xué)者的關(guān)注和研究。目前，計(jì)算思維已經(jīng)越來(lái)越發(fā)展成為人們的基本技能，每一個(gè)人都應(yīng)該熱心于它的學(xué)習(xí)和運(yùn)用。放眼未來(lái)，在日常生活和許多職業(yè)中，的確需要一些傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)思維，但是計(jì)算思維將被用于方方面面，擅長(zhǎng)于此將是幾乎所有未來(lái)職業(yè)成功的關(guān)鍵，所以，對(duì)孩子們計(jì)算思維教育的重要性不容忽視，筆者在分析了國(guó)內(nèi)一些專家學(xué)者關(guān)于計(jì)算思維的研究成果之后，對(duì)計(jì)算思維的概念和內(nèi)涵有了更深層次的了解和掌握，并結(jié)合中學(xué)生信息技術(shù)課程，提取課程中關(guān)于計(jì)算思維能力培養(yǎng)的框架體系，對(duì)進(jìn)一步提升中學(xué)生的計(jì)算思維能力提出可行性意見(jiàn)。

【關(guān)鍵詞】中學(xué)信息技術(shù)課? 計(jì)算思維? 中學(xué)學(xué)生

所謂計(jì)算思維，通俗的講就是將計(jì)算機(jī)科學(xué)概念運(yùn)用到實(shí)際計(jì)算中去，幫助解答一些疑難問(wèn)題以及系統(tǒng)設(shè)置的規(guī)律性問(wèn)題，以便優(yōu)質(zhì)高效的完成計(jì)算任務(wù)。計(jì)算思維通過(guò)分析各類數(shù)據(jù)問(wèn)題和系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類的行為等諸多問(wèn)題，對(duì)其給予恰當(dāng)?shù)慕忉尅Ｓ?jì)算思維與人類的生活息息相關(guān)，密不可分，是一個(gè)理論和實(shí)踐相結(jié)合的系統(tǒng)性概念。隨著互聯(lián)網(wǎng)的使用和普及，人們的思維方式也有了極大的改變，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的計(jì)算思維成為人們關(guān)注學(xué)習(xí)的重點(diǎn)?？梢哉f(shuō)，計(jì)算思維在推動(dòng)新時(shí)代發(fā)展中的作用越來(lái)越突出。

一、中學(xué)信息技術(shù)課程學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)的必要性分析

加強(qiáng)中學(xué)信息技術(shù)學(xué)科學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)是目前中學(xué)教學(xué)向信息化、現(xiàn)代化邁進(jìn)的重要目標(biāo)與有效手段。對(duì)學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)已經(jīng)成為學(xué)校衡量信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)質(zhì)量的重要指標(biāo)。

1.加強(qiáng)中學(xué)信息技術(shù)課程學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)是信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)的重要目標(biāo)

學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)，是目前中學(xué)信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)的重要目標(biāo)。學(xué)校注重學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)，對(duì)學(xué)生信息處理質(zhì)量和信息加工效果提出高標(biāo)準(zhǔn)要求，能夠進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生對(duì)信息技術(shù)知識(shí)的了解和吸收。在此階段，教師要把學(xué)生的計(jì)算思維培養(yǎng)作為教學(xué)的重要目標(biāo)，注重學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng);同時(shí)，注意將實(shí)操與理論相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生在課堂中不斷討論與研究，逐漸形成科學(xué)的計(jì)算思維，為日后的信息技術(shù)課程教學(xué)培養(yǎng)工作打下良好的基礎(chǔ)。

2.加強(qiáng)中學(xué)信息技術(shù)課程學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)是學(xué)生信息技術(shù)深入學(xué)習(xí)的重要保障

激發(fā)中學(xué)生的計(jì)算思維，有助于促進(jìn)中學(xué)生對(duì)信息技術(shù)學(xué)科的深入了解和學(xué)習(xí)。計(jì)算思維的培養(yǎng)有賴于學(xué)生個(gè)人操作能力和思維能力的雙重培養(yǎng)，這些都是中學(xué)信息技術(shù)學(xué)科中各項(xiàng)知識(shí)與原理培養(yǎng)的必經(jīng)階段;同時(shí)，也通過(guò)對(duì)學(xué)生信息技術(shù)的培養(yǎng)，讓學(xué)生對(duì)操作信息技術(shù)有更深刻的體會(huì)，更能輕松的掌握計(jì)算規(guī)律，提高其計(jì)算思維能力。

二、中學(xué)信息技術(shù)課程學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)的策略分析

1.增加“算法思維培養(yǎng)”的課堂活動(dòng)

對(duì)中學(xué)生進(jìn)行算法思維培養(yǎng)，要在信息技術(shù)課教學(xué)過(guò)程中適當(dāng)增加一些有益于提升學(xué)生算法思維能力的課堂游戲和課堂活動(dòng)。通過(guò)這樣做，不僅能夠提升學(xué)生的課堂參與度，也能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生信息技術(shù)知識(shí)的學(xué)習(xí)積極性。由此可見(jiàn)，算法思維培養(yǎng)的課堂活動(dòng)是一項(xiàng)一舉多得的教學(xué)模式，值得廣泛推廣。

在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)“算法與程序設(shè)計(jì)”的模塊中，對(duì)學(xué)生對(duì)于“算法的初步認(rèn)識(shí)”教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)可以設(shè)置一些游戲環(huán)節(jié)。比如組織學(xué)生開(kāi)展“競(jìng)猜數(shù)字”的游戲活動(dòng)。為了提高學(xué)生的參與積極性，教師對(duì)競(jìng)猜正確的學(xué)生給予一定的獎(jiǎng)勵(lì)，比如“筆記本”之類。教師可以在1～100之間隨機(jī)抽取一個(gè)數(shù)字，在抽取的過(guò)程中不要給學(xué)生任何數(shù)字暗示，抽取完成后放在手心里，背對(duì)學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)數(shù)字進(jìn)行猜測(cè)，引導(dǎo)過(guò)程需循序漸進(jìn)，必要時(shí)，可以分步進(jìn)行，對(duì)學(xué)生問(wèn)一些有針對(duì)性的問(wèn)題，比如“這個(gè)數(shù)字是否是個(gè)位數(shù)？這個(gè)數(shù)字的奇偶性？”等等，讓學(xué)生進(jìn)行猜測(cè)，鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上積極的提出任意與之相關(guān)的問(wèn)題。老師在解答的過(guò)程中，只需要回答“是或者不是”，不能做任何暗示性的回答。為了維護(hù)課堂秩序，老師可以限制每個(gè)學(xué)生只可以提問(wèn)一次。通過(guò)這種游戲方式可以實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的有效互動(dòng)，提高學(xué)生的課堂參與程度，能夠讓學(xué)生更好的提升對(duì)信息技術(shù)學(xué)習(xí)的興趣，為日后的計(jì)算思維的培養(yǎng)打下良好的基礎(chǔ);同時(shí)，也會(huì)對(duì)他們?cè)谌蘸蟮墓ぷ骱蛯W(xué)習(xí)產(chǎn)生很大的幫助。

老師在學(xué)生猜測(cè)完成后，可以進(jìn)行第二輪的“數(shù)字競(jìng)猜”游戲。比如可以選取100～200的區(qū)間，教師可以要求學(xué)生必須從數(shù)字100開(kāi)始猜測(cè);同時(shí)，為了調(diào)動(dòng)競(jìng)猜的積極性，老師讓學(xué)生們提出任意與之相關(guān)的問(wèn)題，比如“請(qǐng)問(wèn)是數(shù)字100么？請(qǐng)問(wèn)數(shù)字開(kāi)頭是1么？”等等。學(xué)生通過(guò)問(wèn)這些問(wèn)題，能夠明確“計(jì)算線索查詢”的方式。

教師還可以繼續(xù)選擇1～100中的任意數(shù)字，進(jìn)行第三輪“數(shù)字競(jìng)猜”游戲。這次，教師可以告知學(xué)生關(guān)于數(shù)字的一些有效信息，比如“明確數(shù)字高于20低于80”等等。學(xué)生在這期間可以提出關(guān)于數(shù)字的任何問(wèn)題，比如“這個(gè)數(shù)字低于50么？這個(gè)數(shù)字能被3整除么？”老師只需要回答“是或者不是?！辈恍枰卮鹌渌嘤嗟膯?wèn)題。最后，教師基于學(xué)生的回答，給出正確答案，并對(duì)游戲環(huán)節(jié)爭(zhēng)取他們的意見(jiàn)，比如“同學(xué)們，你們覺(jué)得這幾種競(jìng)猜方式，哪一個(gè)更加簡(jiǎn)單？”通過(guò)問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)同學(xué)們?cè)谡n堂實(shí)操課過(guò)程中具體問(wèn)題。在最后課堂總結(jié)階段，對(duì)每位同學(xué)的課堂表現(xiàn)予以打分，并給出評(píng)價(jià)。這樣一來(lái)，學(xué)生在數(shù)字競(jìng)猜游戲中也會(huì)感受到不同的競(jìng)猜方式下，思考問(wèn)題的不同方式，進(jìn)一步提升計(jì)算思維能力。在學(xué)生們對(duì)三輪游戲總結(jié)完成之后，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入到更加深入的游戲環(huán)節(jié)，適當(dāng)增加游戲難度。教師可以在1～500中抽取一個(gè)數(shù)字，然后再在1～1000中抽取一個(gè)數(shù)字，讓學(xué)生先后競(jìng)猜這兩個(gè)數(shù)字，進(jìn)一步鍛煉學(xué)生對(duì)數(shù)字的“二分查找方式”。學(xué)生通過(guò)對(duì)“二分查找方式”的靈活運(yùn)用，能夠更加深入了解算法的概念以及算法的應(yīng)用策略。

2.增加“分解思維培養(yǎng)”的課堂活動(dòng)

在信息技術(shù)教學(xué)過(guò)程中，分解思維培養(yǎng)方式是教師為了提升學(xué)生對(duì)信息技術(shù)知識(shí)的靈活掌握程度常用的一種教學(xué)方式。分解思維就是教師基于每個(gè)學(xué)生的特點(diǎn)，進(jìn)行有針對(duì)的教學(xué)設(shè)計(jì)，隨時(shí)改進(jìn)教學(xué)方案，打造高互動(dòng)、高生成性的中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)模式，給學(xué)生帶來(lái)全新的信息技術(shù)學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

這里，筆者以計(jì)算機(jī)硬件組成為例。教師在信息技術(shù)教學(xué)過(guò)程中，為了能夠?yàn)閷W(xué)生真實(shí)展現(xiàn)計(jì)算機(jī)硬件組成設(shè)備，可以在課堂上有選擇性的對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行拆卸。這些工作可以借助多媒體方式，不必現(xiàn)場(chǎng)操作，可以事先錄好拆卸過(guò)程，然后在課上給學(xué)生們放映出來(lái)。讓學(xué)生真切看到計(jì)算機(jī)的每一個(gè)零部件的構(gòu)成和組成方式，這樣，學(xué)生們對(duì)計(jì)算機(jī)的了解也會(huì)更加全面。教師可以在學(xué)生觀看完多媒體視頻之后，給予他們自由發(fā)言的時(shí)間，可以限定為10分鐘，每個(gè)人限定3分鐘之內(nèi)，發(fā)言內(nèi)容要與觀看視頻相關(guān)。在學(xué)生發(fā)言過(guò)程中，教師也要認(rèn)真做好記錄，對(duì)每一位學(xué)生的發(fā)言進(jìn)行大綱式總結(jié)，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生在發(fā)言中向老師提出問(wèn)題，教師要一一作出解答。最后，在課堂快要結(jié)束的時(shí)候，教師要檢查學(xué)習(xí)成果，可以通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生競(jìng)技搶答等方式，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行驗(yàn)收，進(jìn)一步提升學(xué)生的問(wèn)題分析能力。學(xué)生門(mén)形成縝密的思維邏輯，創(chuàng)新能力有所提升，也能夠讓他們更好的勝任以后的工作，提升其適應(yīng)社會(huì)的能力。

結(jié)束語(yǔ)

不難發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)代信息時(shí)代的大背景下，大部分學(xué)生都能夠接觸到計(jì)算思維，但是對(duì)計(jì)算思維的理解還處于啟蒙和引導(dǎo)階段，還不能夠深刻的意識(shí)到計(jì)算思維的重要性。要想讓學(xué)生對(duì)計(jì)算思維有更全面和更深刻的認(rèn)知，這就需要教師能夠通過(guò)教學(xué)實(shí)踐將計(jì)算思維的理念以全新的教學(xué)方式引入到中學(xué)生的信息技術(shù)教學(xué)課堂中去，將提升學(xué)生的計(jì)算思維能力作為實(shí)踐教學(xué)的重中之重。因?yàn)殡S著信息技術(shù)全球化的發(fā)展，學(xué)生信息技術(shù)的綜合學(xué)習(xí)越來(lái)越多的依靠信息技術(shù)科學(xué)教學(xué)中計(jì)算思維的培養(yǎng)，這是一個(gè)不可爭(zhēng)辯的大背景趨勢(shì)。教師通過(guò)對(duì)學(xué)生算法思維能力的培養(yǎng)以及對(duì)算法思維分解方式的培養(yǎng)，能夠鍛煉學(xué)生的計(jì)算思維，真正展現(xiàn)信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)的價(jià)值和必要性，實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合學(xué)習(xí)能力的全面提升，這也有助于為社會(huì)培養(yǎng)出一批更具創(chuàng)新能力的人才。

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（作者單位：廣東省惠州市第一中學(xué)）