高中信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的思考

王珺

摘 ?要：高中教育體制改革不斷深入的背景下，對(duì)高中信息技術(shù)教學(xué)也提出了新的任務(wù)與要求，強(qiáng)調(diào)其教師在實(shí)際授課中，應(yīng)重視學(xué)生核心素養(yǎng)的進(jìn)一步培養(yǎng)，從整體上提高高中生的信息素養(yǎng)，為其今后的學(xué)習(xí)發(fā)展提供有力支持。

關(guān)鍵詞：高中信息技術(shù);核心素養(yǎng);計(jì)算思維

一份有關(guān)高考改革征求問(wèn)題的問(wèn)卷，在浙江各地掀起了熱議。這份調(diào)查問(wèn)卷第一個(gè)問(wèn)題就是“技術(shù)科目是否需要列入選考科目”，這樣極易聯(lián)想到改革出現(xiàn)的一些問(wèn)題是由技術(shù)引起的，甚至暗示了一種看法“技術(shù)不需要作為選考科目”，包括杭州溫州金華在內(nèi)的浙江各地技術(shù)教師群對(duì)于這個(gè)話(huà)題的討論都十分激烈，這塊石頭激起了一層又一層的波浪。

我也是這條技術(shù)大河之中的一員，當(dāng)其他省市在質(zhì)疑浙江省為什么把技術(shù)列入高考科目的時(shí)候，我覺(jué)得高考不是無(wú)謂地為了改革而改革，而是面對(duì)新形勢(shì)的一次主動(dòng)適應(yīng)。

一、什么是計(jì)算思維？

計(jì)算思維（Computational Thinking）的歷史至少可追溯至20世紀(jì)50年代。1980年，在麻省理工學(xué)院MIT的西摩·帕爾特教授的《頭腦風(fēng)暴：兒童、計(jì)算機(jī)及充滿(mǎn)活力的創(chuàng)意》一書(shū)中首次被提及。1996年，西摩·帕爾特教授在發(fā)表的文章中再次提及計(jì)算思維，他希望運(yùn)用計(jì)算思維來(lái)幫助構(gòu)建具有“闡述性”的幾何理論，也就是說(shuō)計(jì)算思維是一種解決問(wèn)題的思考方法，而不是具體的學(xué)科知識(shí)。它可以更好地加深人們對(duì)計(jì)算本質(zhì)以及計(jì)算機(jī)求解問(wèn)題的理解，因此越來(lái)越多的學(xué)者認(rèn)識(shí)到計(jì)算思維的重要性，引發(fā)了海內(nèi)外諸多學(xué)者廣泛關(guān)注。

在生活中，一些計(jì)算機(jī)學(xué)科出身的人會(huì)認(rèn)為編程就是計(jì)算思維，其實(shí)不然。計(jì)算思維是一種概念化的思考方式，而編程是一種行為，雖然編程的過(guò)程中用到計(jì)算思維，但計(jì)算思維絕不是編程。把信息素養(yǎng)當(dāng)做計(jì)算思維也是一種誤解。信息素養(yǎng)注重的培養(yǎng)人們對(duì)信息進(jìn)行有效利用的方式方法，重點(diǎn)在利用信息工具如excel，goldwave，ie瀏覽器的使用獲取到自己想要的知識(shí)。而計(jì)算思維是研究計(jì)算的，研究一個(gè)具體問(wèn)題怎么計(jì)算。

計(jì)算思維是信息社會(huì)學(xué)生解析問(wèn)題的一種普適的基本能力。信息社會(huì)發(fā)展對(duì)人才的需求以及高中信息技術(shù)課程自身的發(fā)展，提出了培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的新需求。在高中信息技術(shù)課中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，能提高學(xué)生利用信息技術(shù)解決問(wèn)題的能力，可以確立信息技術(shù)課程的核心價(jià)值與核心內(nèi)容，促使信息技術(shù)課從實(shí)用性教育轉(zhuǎn)變?yōu)榛A(chǔ)性教育。然而，良好的計(jì)算思維是信息技術(shù)的核心所在，它是信息技術(shù)不斷發(fā)展的原動(dòng)力，是利用信息技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的思想指導(dǎo)，考慮到學(xué)生的未來(lái)發(fā)展，上好信息技術(shù)課程能培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，讓學(xué)生更加全面地發(fā)展。

二、培養(yǎng)計(jì)算思維的策略

高中信息技術(shù)課程中，讓學(xué)生掌握基本的計(jì)算機(jī)操作能力相對(duì)來(lái)說(shuō)比較容易，但是要在課程中使學(xué)生具備計(jì)算思維能力，則需要付出一定的努力。作為高中信息技術(shù)教學(xué)中的難點(diǎn)部分，要想培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，不僅要打牢學(xué)生信息技術(shù)的知識(shí)基礎(chǔ)，同時(shí)對(duì)學(xué)生的思維能力和思維方式也提出了相應(yīng)的要求。

信息技術(shù)課程中有一部分vb編程的內(nèi)容，在賦值語(yǔ)句的教學(xué)中將會(huì)頻繁出現(xiàn)的是這樣的語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)交換變量里面的值。代碼例如t=a：a=b ：b=t，在授課時(shí)候經(jīng)常會(huì)遇到一些問(wèn)題。有些學(xué)生對(duì)賦值語(yǔ)句感覺(jué)很詫異，因?yàn)榫拍炅x務(wù)教育一直灌輸?shù)乃枷胧堑忍?hào)左邊和右邊是相等的，就如實(shí)驗(yàn)課的天平。這時(shí)候跟他們解釋半天也是無(wú)用功，后來(lái)我改變了說(shuō)法，把變量當(dāng)做一個(gè)杯子，自然也引出了這個(gè)算法的思想。先解決如下的問(wèn)題：一個(gè)白色的牛奶杯里倒?jié)M了牛奶，一個(gè)紅色的杯子里倒?jié)M了可樂(lè)，現(xiàn)在請(qǐng)你想個(gè)辦法讓牛奶杯和可樂(lè)杯的液體對(duì)調(diào)。有些淘氣的學(xué)生笑稱(chēng)魔術(shù)可以，當(dāng)然并不是每個(gè)人都有當(dāng)魔術(shù)師的潛質(zhì)，所以我們還是愉快地用正常的方法解決問(wèn)題，借助一個(gè)空杯子，標(biāo)記t。教學(xué)活動(dòng)要給予足夠的時(shí)間和耐心陪伴學(xué)生改變思維方式。

此外教師在教學(xué)實(shí)際中要善于融入分層教學(xué)的理念，這樣教學(xué)的內(nèi)容和方式都易于被學(xué)生接受。在實(shí)際中，分層教學(xué)可以從兩個(gè)方向入手：一方面，對(duì)于復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)可以分層教學(xué)，將重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行分層設(shè)計(jì)，化繁為簡(jiǎn)，讓學(xué)生更易理解;另一方面，可以考慮學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)能力的不同，分配適合的學(xué)習(xí)任務(wù)，符合學(xué)生的認(rèn)知水平和知識(shí)層面，幫助學(xué)生順利地吸收知識(shí)。例如，在講解水仙花數(shù)的枚舉算法，為了讓基礎(chǔ)不同的學(xué)生更有效地了解解決問(wèn)題的思路，了解循環(huán)過(guò)程，可以采用分層式教學(xué)。例如我們要獲取三位數(shù)的水仙花數(shù)，先引導(dǎo)學(xué)生從枚舉算法的特點(diǎn)“一一列舉 逐一排查”出發(fā)，思考如何確定列舉范圍。大部分學(xué)生能確定100—999，教師引導(dǎo)對(duì)于循環(huán)次數(shù)已知的，適合用for循環(huán)結(jié)構(gòu)。然后如何判斷水仙花數(shù)，從概念入手，獲取個(gè)十百位上的數(shù)。教師以獲取個(gè)位為例，讓學(xué)生補(bǔ)充如何獲取百位和十位?；A(chǔ)較好的學(xué)生很快能寫(xiě)出表達(dá)式，鼓勵(lì)他們?cè)赩B環(huán)境中檢驗(yàn)代碼。基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生可以多思考，鼓勵(lì)擴(kuò)散思維。此時(shí)，教師再講解答案也就是代碼的每一個(gè)步驟，學(xué)生的理解也會(huì)更加深刻，對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的運(yùn)用也會(huì)更有心得。這樣通過(guò)分層次的教學(xué)模式，化解了問(wèn)題的難度，讓基礎(chǔ)各不相同的學(xué)生都能積極思考，讓學(xué)生的思維進(jìn)一步得到啟發(fā)，在此過(guò)程中對(duì)學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)起到很好的促進(jìn)效果。

上好高中信息技術(shù)課程，首要的就是要注重學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)。計(jì)算思維對(duì)于信息技術(shù)來(lái)說(shuō)，就像邏輯對(duì)于數(shù)學(xué)，是信息技術(shù)學(xué)科最基礎(chǔ)、最適用、不可或缺的基礎(chǔ)思維方式?，F(xiàn)在，對(duì)于計(jì)算思維培養(yǎng)在實(shí)際教學(xué)中仍存在諸多問(wèn)題，需要我們進(jìn)行更深入的探索。