淺談計算思維在中學(xué)信息學(xué)競賽教學(xué)中的培養(yǎng)

王璋

摘 要：隨著信息時代的來臨，計算機已經(jīng)成為當(dāng)今社會發(fā)展的必需品，與其相關(guān)的技術(shù)和思維成為人們工作、學(xué)習(xí)乃至生活過程中的基礎(chǔ)能力之一，同時也是學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生的重點內(nèi)容之一。其中，計算思維作為以計算機科學(xué)來解決問題的一種概念，受到計算機領(lǐng)域的研究以及整個社會的廣泛關(guān)注。主要以計算思維在中學(xué)信息學(xué)競賽教學(xué)中的運用為例，針對高中階段的計算思維教學(xué)以及信息學(xué)競賽教學(xué)的現(xiàn)狀，提出計算思維在中學(xué)信息學(xué)競賽教學(xué)中的滲透培養(yǎng)的相關(guān)措施。

關(guān)鍵詞：高中信息技術(shù);計算思維;信息學(xué)競賽

自計算思維在ACM雜志上被定義以來，其一直處于學(xué)生信息技術(shù)素養(yǎng)的核心地位。近年來，計算思維作為一種人類特有的思維方式，其在將數(shù)學(xué)思維和工程思維進行有機結(jié)合的前提下，從多個抽象層面的角度出發(fā)去解決問題，這一思維適用于任何人。中學(xué)信息學(xué)奧林匹克競賽旨在讓學(xué)生通過參加競賽來提高其邏輯能力、創(chuàng)新能力以及計算思維能力，并在這一過程中增強合作與競爭意識，從而使得其計算機素養(yǎng)以及綜合素養(yǎng)得到有效提升，為國家信息技術(shù)人才培養(yǎng)作出貢獻。

一、中學(xué)計算思維與信息學(xué)競賽教學(xué)現(xiàn)狀

（一）中學(xué)計算思維教學(xué)現(xiàn)狀

目前，對于計算思維的培養(yǎng)還沒有完善的方案，主要依靠信息學(xué)競賽教學(xué)這一方式讓學(xué)生在潛移默化之中培養(yǎng)其計算思維能力。信息學(xué)競賽教學(xué)中所涉及的教材為學(xué)生的計算思維提供具體案例，例如枚舉、回溯等算法。其他較為實質(zhì)性的方案措施仍在研究或者嘗試過程中，尚未得到權(quán)威認(rèn)證。

（二）中學(xué)信息學(xué)競賽教學(xué)現(xiàn)狀

信息學(xué)奧林匹克競賽，即NOI，是我國自1984年開始創(chuàng)辦的面向?qū)W生的計算機程序設(shè)計競賽，旨在提高學(xué)生信息技術(shù)水平，使其成為滿足國家需要的優(yōu)秀人才，但由于受我國教育體制影響，信息學(xué)課程受重視程度較低[1]。主要原因在于兩個方面，一是在高考中對信息學(xué)有所要求的地區(qū)較少，從而導(dǎo)致信息學(xué)競賽的開展未能有效針對所有中學(xué)生，甚至出現(xiàn)個別地區(qū)學(xué)生或家長對于信息學(xué)競賽聞所未聞;二是部分地區(qū)高考不要求信息學(xué)，因此學(xué)習(xí)人數(shù)較少，少數(shù)學(xué)習(xí)這一課程的學(xué)生難以找到專業(yè)培訓(xùn)教師，從而影響信息學(xué)競賽的推廣。

二、計算思維在中學(xué)信息學(xué)競賽教學(xué)中的培養(yǎng)措施

（一）充分認(rèn)識計算思維，重視信息學(xué)課程

現(xiàn)階段，大多學(xué)生和家長以及學(xué)校教師都對計算思維沒有一個充足的認(rèn)識，往往將計算思維直接與信息技術(shù)畫上等號，導(dǎo)致教師在教學(xué)過程中將計算機的具體技術(shù)教學(xué)作為教學(xué)重點，導(dǎo)致學(xué)生的計算思維能力有所弱化[2]。關(guān)于計算思維的教學(xué)，主要是培養(yǎng)學(xué)生在解決問題時的思維拓展能力。因此，教師在進行信息學(xué)競賽教學(xué)的過程中，可以提出某一問題，讓學(xué)生針對這一問題進行分析，并就其分析結(jié)果選擇某一求解途徑，以鍛煉其思維能力，這就是計算思維培養(yǎng)的主要過程。然而在實際情況中，學(xué)生計算思維的培養(yǎng)過程艱難，主要由于信息學(xué)課程地位低下造成的。部分學(xué)校認(rèn)為開展信息學(xué)課程會影響學(xué)生其他學(xué)科的成績，甚至認(rèn)為其有浪費學(xué)校課時的嫌疑。然而計算思維作為一種每個人都應(yīng)該具備的基本技能，需要學(xué)校、家長以及學(xué)生自己高度重視信息學(xué)相關(guān)課程，充分認(rèn)識這一系列課程以及信息學(xué)競賽教學(xué)對于計算思維培養(yǎng)的重要作用，保障課程安排的合理性。

（二）完善配套設(shè)施，改善教學(xué)環(huán)境

由于高中階段學(xué)生計算思維的培養(yǎng)具有一定的特點，對相關(guān)的配套設(shè)施要求較高。首先在硬件方面，計算思維與計算機的聯(lián)系緊密，因此學(xué)校需要改善機房環(huán)境，及時更換新設(shè)備以保障學(xué)生擁有良好的實踐環(huán)境。其次，學(xué)生計算思維的培養(yǎng)，需要有一個良好的學(xué)習(xí)氛圍和學(xué)習(xí)環(huán)境來支撐，這就需要教師在具備專業(yè)知識的基礎(chǔ)上，積極引導(dǎo)學(xué)生運用計算思維解決問題，并嘗試將其運用至其他學(xué)科，從而在一定程度上鼓勵了學(xué)生進行主動探索，進而培養(yǎng)其計算思維。

（三）重視學(xué)生差異性，實施分層教學(xué)方式

由于不同學(xué)生之間存在明顯的差異性，所以教師在進行教學(xué)活動時需要采取分層教學(xué)的方法。教師可以根據(jù)自己所了解的學(xué)生計算思維能力的不同，將學(xué)生科學(xué)地劃分為若干小組，對各小組制訂不同的教學(xué)目標(biāo)，例如在進行程序設(shè)計相關(guān)教學(xué)時，對于能力較差的小組，教師可以主要培養(yǎng)和強化其模型建立和算法設(shè)計的能力，而對于能力較強的小組，可以在前者的基礎(chǔ)上加強其問題求解、編碼以及延伸拓展能力。這一教學(xué)方式，不僅僅尊重了學(xué)生之間的差異性，還對計算思維的培養(yǎng)過程賦予科學(xué)性，讓學(xué)生在特定的認(rèn)知水平下，最大程度培養(yǎng)自身的計算思維能力，從而有利于信息學(xué)競賽教學(xué)質(zhì)量水平的提升。

綜上所述，計算思維作為一種人類特有的思維方式，能夠有效促進信息學(xué)競賽教學(xué)的發(fā)展。結(jié)合現(xiàn)階段的教學(xué)情況來看，其在信息學(xué)競賽教學(xué)中的培養(yǎng)過程是漫長而艱辛的，仍需要我們不斷探索。在新時代的背景下，計算思維的作用大有可觀，因此強化對于學(xué)生計算思維的培養(yǎng)，勢在必行。

參考文獻：

[1]李頂銳.淺談高中信息技術(shù)教學(xué)中計算思維的培養(yǎng)[J].文理導(dǎo)航·教育研究與實踐，2017（10）.

[2]許華.淺談高中信息技術(shù)課程教學(xué)中計算思維的培養(yǎng)[J]. 名師在線，2018，63（26）：72-73.

注：本文是江蘇省現(xiàn)代教育技術(shù)研究2017年度立項課題《基于計算思維培養(yǎng)的中學(xué)信息技術(shù)教育策略研究》（課題立項批準(zhǔn)號2017-R-55027）階段性成果。