計(jì)算思維在初中信息技術(shù)教學(xué)中的實(shí)踐探討

彭 炎

（江蘇省常州市新北區(qū)實(shí)驗(yàn)中學(xué)，江蘇常州 213000）

引 言

初中信息技術(shù)是培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、利用信息、處理信息的重要基礎(chǔ)課程，在信息時(shí)代發(fā)展環(huán)境下，信息技術(shù)不僅是學(xué)生適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的必備修養(yǎng)和能力，更是學(xué)生解決和挑戰(zhàn)各種難題的綜合能力。為了使學(xué)生可以更好地理解、應(yīng)用和開發(fā)信息數(shù)字世界，教師在課堂教學(xué)中要重視對學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，讓學(xué)生在計(jì)算思維發(fā)展和形成的過程中，綜合運(yùn)用多種數(shù)字工具和信息技術(shù)、資源解決問題，促使學(xué)生從探尋問題的解決方法中，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新思維和信息素養(yǎng)的全面發(fā)展。

一、理解信息本質(zhì)特征，感受科技知識原理

計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)概念解決問題的過程，在實(shí)際教學(xué)中，教師將各個(gè)知識點(diǎn)分散構(gòu)成多種數(shù)據(jù)資源，促使學(xué)生在信息數(shù)據(jù)收集、分類、存儲(chǔ)的基礎(chǔ)上進(jìn)行問題求解。計(jì)算思維在初中信息技術(shù)課程中的應(yīng)用，實(shí)際是一種以工程思維與數(shù)學(xué)思維互補(bǔ)融合形成的解決問題的工具。學(xué)生在應(yīng)用計(jì)算思維解決問題的過程中，有多種基本方法，如可以建立邏輯視圖的抽象工具，形象化表述和思考問題；也可以將問題分解為多個(gè)步驟，簡化解題過程。所以，在信息技術(shù)課程教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生探究知識概念的本質(zhì)特征，使學(xué)生可以運(yùn)用邏輯思維和計(jì)算機(jī)語言，形象化描述出解決問題的思路。初中信息技術(shù)是涵蓋電子技術(shù)、通信、計(jì)算機(jī)語言的時(shí)代前沿的技術(shù)學(xué)科，在實(shí)際教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生以科學(xué)的態(tài)度去探索信息技術(shù)。為了加深學(xué)生的理解，教師可以通過生動(dòng)形象的學(xué)習(xí)情境將學(xué)生的思維引入知識概念中，促使學(xué)生在把握信息技術(shù)本質(zhì)的基礎(chǔ)上，在實(shí)踐、探究、求證的過程中，可以靈活運(yùn)用計(jì)算機(jī)思維中抽象、程序、分解等解決問題的方法。

例如，在教學(xué)《有效獲取信息》一課時(shí)，教師可以通過信息數(shù)字的故事情境，幫助學(xué)生理解信息社會(huì)本質(zhì)特征和文化價(jià)值，進(jìn)而幫助其逐漸形成運(yùn)用數(shù)字工具解決問題的思維習(xí)慣。當(dāng)學(xué)生充分掌握信息技術(shù)中蘊(yùn)涵的知識和原理后，教師就可以將相關(guān)知識進(jìn)行概念化和抽象化處理，如可以在學(xué)生掌握獲取信息過程以及信息加工存儲(chǔ)方法的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生體驗(yàn)信息技術(shù)的人性化和大眾化的發(fā)展趨勢。之后教師可以向?qū)W生提出問題：“同學(xué)們，周日我們要去郊游了，但不知那里有多遠(yuǎn)，天氣情況怎樣？”通過生活情境指導(dǎo)學(xué)生分析信息獲取的一般過程，讓學(xué)生從生活角度感受科技發(fā)展的歷程。為了使學(xué)生更深入地理解和感受科技知識原理，教師要在具體教學(xué)實(shí)踐中，引導(dǎo)學(xué)生挖掘其中的人文價(jià)值，提高其對信息技術(shù)的敏銳性，使其潛意識地樂于適應(yīng)信息時(shí)代的發(fā)展變化，并在獲取信息的“時(shí)間范圍”“地域范圍”“內(nèi)容范圍”的比較中，有效拓展和更新信息科技知識，使自身的計(jì)算思維和理解能力得到發(fā)展和提升。

二、應(yīng)用可視思維工具，發(fā)展數(shù)字理解能力

計(jì)算機(jī)對人們的思維習(xí)慣、思維方式、思維能力產(chǎn)生了深刻的影響，運(yùn)用計(jì)算機(jī)能夠促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展，是提高學(xué)生讀寫算等普適技能的有效途徑。計(jì)算思維并非學(xué)生怎樣進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程的過程，而是一種思維和概念，可以幫助學(xué)生高效快速地解決實(shí)際問題。當(dāng)計(jì)算思維真正融入學(xué)習(xí)中時(shí)，其就會(huì)成為解決問題的有效工具。因此，教師要培養(yǎng)學(xué)生對知識結(jié)構(gòu)的重新組合能力，使學(xué)生在解決問題過程中可以有效把握信息技術(shù)知識概念之間的邏輯性，從而進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生對知識技能的理解。思維導(dǎo)圖又稱心智圖，是一種可視化思維工具，可以提高學(xué)生的思維品質(zhì)，幫助學(xué)生清晰地梳理各個(gè)信息技術(shù)概念之間的聯(lián)系，并進(jìn)一步建立完整的知識結(jié)構(gòu)[1]。教師在指導(dǎo)學(xué)生解決問題的過程中，要遵循最近發(fā)展區(qū)原則，向?qū)W生提供具有挑戰(zhàn)性又適合學(xué)生進(jìn)一步發(fā)展的概念問題，縮小學(xué)生思維中基礎(chǔ)知識和深?yuàn)W知識之間的距離，這樣不僅有助于學(xué)生思維智慧的開發(fā)，更有助于學(xué)生對基礎(chǔ)概念知識的鞏固理解，進(jìn)而有效促進(jìn)知識之間的遷移。

例如，在教學(xué)關(guān)于網(wǎng)絡(luò)各知識點(diǎn)難題的過程中，教師可以指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)上的Smartdraw 和Mindmapper 等軟件繪制思維導(dǎo)圖。在繪制圖形前，教師要組織學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)重點(diǎn)知識概念進(jìn)行討論和描述，讓學(xué)生可以進(jìn)一步鞏固網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識，加深對網(wǎng)絡(luò)知識難點(diǎn)的掌握程度。在通過討論交流確定題目知識點(diǎn)后，教師引導(dǎo)學(xué)生在頭腦中建立起與網(wǎng)絡(luò)知識點(diǎn)抽象概念的聯(lián)系，并以“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”為中心向外發(fā)散思維，發(fā)現(xiàn)信息技術(shù)環(huán)境下“網(wǎng)絡(luò)”概念知識的相同點(diǎn)和邏輯關(guān)系。接著教師應(yīng)通過繪制各個(gè)知識概念的分支節(jié)點(diǎn)，幫助學(xué)生梳理“因特網(wǎng)”“信息安全”“網(wǎng)絡(luò)協(xié)議”等網(wǎng)絡(luò)知識概念，使其構(gòu)建起系統(tǒng)的可視化知識結(jié)構(gòu)。運(yùn)用思維導(dǎo)圖建構(gòu)信息技術(shù)的基本知識結(jié)構(gòu)，可以使學(xué)生的頭腦中清晰地梳理信息技術(shù)概念之間的脈絡(luò)關(guān)系。當(dāng)學(xué)生能夠明確各個(gè)知識概念之間的邏輯關(guān)系后，教師可以組織學(xué)生選取“收發(fā)郵件”“搜索引擎”等某一個(gè)知識節(jié)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)踐體驗(yàn)，進(jìn)一步深化對信息技術(shù)知識的學(xué)習(xí)，促使學(xué)生在互助協(xié)作的學(xué)習(xí)過程中，達(dá)到新的發(fā)展區(qū)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算思維和信息技術(shù)內(nèi)容的有效融合。

三、樹立信息建模思想，明確問題解決過程

計(jì)算思維是利用抽象、分解、簡化、程序、算法、邏輯思維高效解決問題的思維形式。在實(shí)際解決問題過程中，學(xué)生的思考是被動(dòng)和機(jī)械性的，即使在反復(fù)的操練體驗(yàn)過程中，也無法把握問題知識的解決規(guī)律。因此，教師可以通過建模思想，引導(dǎo)學(xué)不斷地探尋問題的內(nèi)在聯(lián)系，并通過構(gòu)建和調(diào)用已有模型，切實(shí)提高對問題的解決效率。在實(shí)際解決問題的過程中，教師要啟發(fā)學(xué)生分析信息技術(shù)問題產(chǎn)生的原因，促使學(xué)生在思考解決問題方法途徑的實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)最優(yōu)的解決途徑，并將其簡化成解決問題的有效模型。而在解決分析問題時(shí)，學(xué)生要通過觀察、對比、分類、整理來確定問題的規(guī)律特征，并運(yùn)用信息技術(shù)知識和思維方式，構(gòu)建問題的解決思想和方法。

例如，在學(xué)習(xí)關(guān)于WPS 文字、表格、演示軟件界面知識過程中，學(xué)生可以快速調(diào)用相似的問題模型，找出辦公軟件中相同的選項(xiàng)卡等多項(xiàng)功能。所以，無論是在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)還是文字處理的過程中，學(xué)生都可以從實(shí)踐體驗(yàn)中抽象出一般規(guī)律，并建立模型，這樣再次遇到相似問題時(shí)，其就會(huì)自覺執(zhí)行模型中的步驟，簡化問題的解決過程。同樣在Flash 動(dòng)畫軟件學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生可以通過深入的分析探索，確定腳本與動(dòng)畫序列的關(guān)系，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。

結(jié) 語

綜上所述，計(jì)算思維與日常生活具有緊密聯(lián)系，教師在信息技術(shù)課程教學(xué)中，應(yīng)注重對學(xué)生科學(xué)概念的培養(yǎng)，使學(xué)生可以深入地感受和理解數(shù)字世界的文化價(jià)值，并綜合利用數(shù)字工具和信息技術(shù)對問題進(jìn)行處理。同時(shí)，教師要鼓勵(lì)學(xué)生積極實(shí)踐、體驗(yàn)和探究，指導(dǎo)學(xué)生以科學(xué)的態(tài)度去探索數(shù)字信息技術(shù)，幫助學(xué)生更好地理解計(jì)算機(jī)世界的本質(zhì)特征和內(nèi)涵，進(jìn)一步使其在計(jì)算思維的聯(lián)想擴(kuò)展中，不斷優(yōu)化問題解決方案，有效實(shí)現(xiàn)信息素養(yǎng)和計(jì)算思維的發(fā)展提升。