初中信息技術(shù)課堂計(jì)算思維培養(yǎng)的探索與實(shí)踐

2018 年初，教育部正式公布了《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》(2017 年版)，新版《課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出了信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)之一就是計(jì)算思維。計(jì)算思維是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。

在當(dāng)前的初中信息技術(shù)課堂中，教師應(yīng)以學(xué)生為主體，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的理論知識(shí)，掌握基本的操作技能。但是，一些教師習(xí)慣性地教授顯性目標(biāo)，只是為了學(xué)生掌握操作技能而展開(kāi)教學(xué)，忽略了計(jì)算思維對(duì)學(xué)生的影響，對(duì)于計(jì)算思維的培養(yǎng)、落實(shí)還不夠，學(xué)生無(wú)法形成一定的計(jì)算思維，導(dǎo)致學(xué)生只掌握了機(jī)械的操作步驟，缺乏理解、研究問(wèn)題的思維訓(xùn)練。

一、初中信息技術(shù)課堂計(jì)算思維培養(yǎng)的必要性

信息技術(shù)與人們的生活密切相關(guān)，在社會(huì)中的有著重要作用，使人們的生活方式和思維方式產(chǎn)生了巨大變化。計(jì)算思維是人類社會(huì)不斷發(fā)展的重要基礎(chǔ)，其為人們認(rèn)識(shí)問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題創(chuàng)造了條件。

計(jì)算思維是初中生必備的基礎(chǔ)技能，初中階段通過(guò)滲透計(jì)算思維教育、培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維意識(shí)、改變學(xué)生思維方式，使每個(gè)學(xué)生都能夠“像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣思考”，提升學(xué)生思維的敏銳性和周密性，以形成科學(xué)的學(xué)習(xí)思考方式，從而促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

二、初中信息技術(shù)課堂計(jì)算思維培養(yǎng)的措施

初中信息技術(shù)課堂中計(jì)算思維的培養(yǎng)，對(duì)學(xué)好信息技術(shù)課程來(lái)說(shuō)具有重要作用，是亟待教師關(guān)心和解決的問(wèn)題。但培養(yǎng)計(jì)算思維不是短期就能實(shí)現(xiàn)的，需要合理規(guī)劃并采取有效措施。

1.提高初中信息技術(shù)教師的計(jì)算思維能力

新課改以來(lái)，我國(guó)中小學(xué)信息技術(shù)課程在教學(xué)方法、內(nèi)容體系等方面都在不斷改進(jìn)和完善，教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、教育教學(xué)的研究者，其專業(yè)素養(yǎng)應(yīng)不斷提高，計(jì)算思維能力也應(yīng)不斷提升。

初中信息技術(shù)教師可以通過(guò)以下方式開(kāi)展進(jìn)修學(xué)習(xí)，以提高自身的計(jì)算思維能力。如參加當(dāng)?shù)亟逃嘤?xùn)部門開(kāi)展的專業(yè)培訓(xùn)課程，利用網(wǎng)絡(luò)自學(xué)網(wǎng)上相關(guān)課程，如機(jī)器人、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等，了解信息技術(shù)領(lǐng)域最前沿的信息。

2.挖掘初中信息技術(shù)教材中的計(jì)算思維資源

美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)教師協(xié)會(huì)認(rèn)為，計(jì)算思維教育應(yīng)當(dāng)存在于每個(gè)課程教學(xué)中。對(duì)于我國(guó)的初中信息技術(shù)課程來(lái)說(shuō)，要在教學(xué)活動(dòng)中體現(xiàn)計(jì)算思維教育，教師在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要充分挖掘教材中所包含的計(jì)算思維資源。

在教學(xué)過(guò)程中，教師要有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系前后知識(shí)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移學(xué)習(xí)。如學(xué)生學(xué)習(xí)WPS文字時(shí)，可以讓學(xué)生聯(lián)系已經(jīng)學(xué)過(guò)的WPS 表格，將兩個(gè)軟件的組成和功能比較學(xué)習(xí)，通過(guò)前后聯(lián)系和對(duì)比，學(xué)生就能夠發(fā)現(xiàn)兩個(gè)軟件的異同，為后面的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。通過(guò)這種學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生能夠溫故知新、舉一反三，在潛意識(shí)里形成這種思維方式，再次遇到同類問(wèn)題時(shí)就會(huì)利用知識(shí)遷移去解決問(wèn)題。

3.開(kāi)展多樣的實(shí)踐活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維

(1)采用靈活的教學(xué)方式開(kāi)展實(shí)踐活動(dòng)

在初中信息技術(shù)教材中，部分理論知識(shí)對(duì)初中生來(lái)說(shuō)比較抽象,教師需要對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行合理處理，強(qiáng)化和培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。如學(xué)習(xí)蘇科版《初中信息技術(shù)(七年級(jí))》中《認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)》時(shí)，如果單純地學(xué)習(xí)理論學(xué)生不易掌握。因此，可以采用直觀的方式學(xué)習(xí)。筆者所在學(xué)校會(huì)準(zhǔn)備多臺(tái)已報(bào)廢的電腦，教師示范拆解，通過(guò)實(shí)物展示學(xué)習(xí)各個(gè)硬件的形態(tài)和作用。學(xué)生通過(guò)小組合作，將電腦分解、拆卸、觀察，化抽象為具體，能更深入地了解計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)，為后期學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(2)運(yùn)用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式開(kāi)展實(shí)踐活動(dòng)

信息技術(shù)倡導(dǎo)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，通過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)可以有效地培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。中國(guó)傳媒大學(xué)的王海波和張偉娜曾以“網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)與制作”課程為例，實(shí)踐過(guò)基于計(jì)算思維的教學(xué)改革的研究。

4.利用豐富的課外活動(dòng)拓展計(jì)算思維

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在信息時(shí)代的飛速發(fā)展，我們的世界也日益朝著程序化、數(shù)據(jù)化和智能化方向發(fā)展，如智能家居、智能機(jī)器人、人臉識(shí)別等給我們的生活帶來(lái)了很大便利，越來(lái)越多的人想擁有計(jì)算思維能力，“從小就編程”也成為一股熱潮。對(duì)初中生來(lái)說(shuō)，也有必要進(jìn)行并強(qiáng)化這方面的培養(yǎng)。

借助機(jī)器人社團(tuán)，能夠鍛煉學(xué)生的計(jì)算思維。目前應(yīng)用比較廣泛的Lego機(jī)器人是一個(gè)很不錯(cuò)的培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的教學(xué)平臺(tái)，其集合了電動(dòng)馬達(dá)、傳感器、可編程主機(jī)等結(jié)構(gòu)，搭建上手容易，程序設(shè)計(jì)可視化。近幾年，我國(guó)對(duì)機(jī)器人以及創(chuàng)客比賽的重視程度在逐步提高，筆者所在學(xué)校也積極組織學(xué)生參加全國(guó)計(jì)算機(jī)表演賽、江蘇省機(jī)器人比賽等。參賽過(guò)程中，學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)搭建機(jī)器人、編制運(yùn)行程序、調(diào)試和控制機(jī)器人解決實(shí)際任務(wù)。通過(guò)完成巧妙的任務(wù)編程，學(xué)生能深刻體驗(yàn)到計(jì)算思維的核心思想，并能利用其解決實(shí)際問(wèn)題，計(jì)算思維能力也能得到促進(jìn)和發(fā)展，為學(xué)生的長(zhǎng)期發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

總之，在信息技術(shù)核心素養(yǎng)的幾個(gè)要素中，計(jì)算思維是最基礎(chǔ)也是最重要的。在教學(xué)過(guò)程中，教師要善于學(xué)習(xí)，提高自身的計(jì)算思維能力，結(jié)合具體課堂的學(xué)情，挖掘初中信息技術(shù)教材中的計(jì)算思維資源，開(kāi)展多樣化的實(shí)踐活動(dòng)，利用社團(tuán)和競(jìng)賽拓展延伸學(xué)生的編程能力，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，激發(fā)其創(chuàng)新能力，全面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。