淺析如何落實(shí)信息技術(shù)學(xué)科的計(jì)算思維核心素養(yǎng)

楊寶花

2016年，《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》將計(jì)算思維納入高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)，自此，計(jì)算思維逐步走進(jìn)信息技術(shù)課堂。通過閱讀大量的文獻(xiàn)，筆者發(fā)現(xiàn)計(jì)算思維在程序設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)展較快，在信息技術(shù)其他模塊教學(xué)中探索得較少，這可能是因?yàn)槭苣壳靶畔⒓夹g(shù)課堂教學(xué)現(xiàn)狀的限制，包括硬件設(shè)施，不能讓學(xué)生人人參與，從而沒有辦法落實(shí)計(jì)算思維核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

因此，筆者通過對(duì)計(jì)算思維概念的辨析，探討信息技術(shù)課堂教學(xué)中滲透計(jì)算思維培養(yǎng)的方法和策略，以期讓一線教師能夠通俗易懂地理解計(jì)算思維的本質(zhì)，力求計(jì)算思維培養(yǎng)常規(guī)化。

● 計(jì)算思維概念及必要性

2006年，周以真教授提出計(jì)算思維就是像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣思考問題、理解問題、解決問題的一系列思維活動(dòng)。2011年，美國國際教育技術(shù)協(xié)會(huì)聯(lián)合計(jì)算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會(huì)提出計(jì)算思維的定義，并明確思維的過程包括明確問題、分析和抽象、設(shè)計(jì)算法、評(píng)估最優(yōu)方案、遷移解決方法五個(gè)部分。

因此，計(jì)算思維就是培養(yǎng)學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)際問題分析問題、理解問題、抽象問題并能用計(jì)算機(jī)科學(xué)地處理問題的一種思維方式，計(jì)算思維不是計(jì)算機(jī)的思維，而是人的思維。為了適應(yīng)信息化時(shí)代的要求，提高公民素質(zhì)，培養(yǎng)信息化人才，國家從2001年起在中小學(xué)開設(shè)信息技術(shù)必修課和實(shí)施“校校通”工程，普及中小學(xué)信息技術(shù)教育，但其課時(shí)少，課程地位低。然而信息技術(shù)能夠?qū)崒?shí)在在地培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)信息化社會(huì)的能力，能夠激發(fā)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)工具處理解決實(shí)際問題的興趣，從而讓學(xué)生在頭腦中形成一定的計(jì)算思維能力，形成自己處理問題的獨(dú)特見解。

● 信息技術(shù)課堂教學(xué)中滲透計(jì)算思維培養(yǎng)的方法

1.轉(zhuǎn)變觀念，優(yōu)化課程目標(biāo)，落實(shí)核心素養(yǎng)

為落實(shí)計(jì)算思維這一核心素養(yǎng)，教師也要轉(zhuǎn)變觀念，更新教育理念，要把掌握計(jì)算機(jī)操作的方法和技能的課程目標(biāo)轉(zhuǎn)為核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。例如，《用智能工具處理信息》一課，為落實(shí)核心素養(yǎng)，筆者通過多次實(shí)踐，將本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)調(diào)整如下：

信息意識(shí)——引導(dǎo)學(xué)生能夠根據(jù)解決問題的需要，自覺主動(dòng)地尋求恰當(dāng)?shù)姆绞将@取與處理信息。

計(jì)算思維——通過真實(shí)情境體驗(yàn)，讓學(xué)生對(duì)人工智能有感性的認(rèn)識(shí)，了解人工智能工具使用的原理及過程，逐步養(yǎng)成利用計(jì)算機(jī)解決問題的思維方式。

數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新——在實(shí)踐中經(jīng)過深刻體驗(yàn)，使學(xué)生形成在學(xué)習(xí)和生活的其他方面應(yīng)用、創(chuàng)新及遷移的意識(shí)。

信息社會(huì)責(zé)任——在感受智能工具處理信息魅力的同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生客觀地評(píng)價(jià)智能工具給生活、學(xué)習(xí)和工作帶來的變化和影響，并合理地使用。

2.運(yùn)用PBL教學(xué)模式滲透計(jì)算思維的培養(yǎng)

PBL是一種基于問題探究的教學(xué)方法，讓學(xué)生圍繞問題展開討論，從而想辦法探索或運(yùn)用已學(xué)知識(shí)、技能解決問題，落實(shí)課程的核心素養(yǎng)。例如，為了讓學(xué)生更好地體會(huì)到人工智能在生活中的應(yīng)用，筆者在《用智能工具處理信息》一課中設(shè)計(jì)了一連串相互關(guān)聯(lián)的問題，逐步引導(dǎo)學(xué)生思考，并找到合適的方式解決問題，如在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，利用假期旅行真實(shí)情境設(shè)計(jì)問題“出國旅游如果要問路，語言不通怎么辦？”教師引導(dǎo)學(xué)生探究智能翻譯的工具，學(xué)生提出可以用在線翻譯，也可以用手機(jī)翻譯軟件，同時(shí)通過自我體驗(yàn)總結(jié)出人工智能工具運(yùn)用的效果、注意事項(xiàng)。

3.運(yùn)用項(xiàng)目式教學(xué)方法培養(yǎng)計(jì)算思維

很多教師提到項(xiàng)目就覺得特別難，擔(dān)心學(xué)生無法完成，其實(shí)“項(xiàng)目式教學(xué)”可以將教學(xué)內(nèi)容分割成若干個(gè)子目標(biāo)或者子項(xiàng)目，這樣既能降低完成的難度，又能讓學(xué)生通過項(xiàng)目感受和體驗(yàn)整個(gè)項(xiàng)目從設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)再到反思的完整過程。

在Word、PPT、程序設(shè)計(jì)教學(xué)中，可以結(jié)合學(xué)生的生活實(shí)際確定項(xiàng)目主題，然后規(guī)劃表達(dá)主題需要的文字、圖片、音樂、視頻等。例如，在“爭(zhēng)做垃圾分類小達(dá)人”這一項(xiàng)目中，學(xué)生首先要探索垃圾究竟有哪些分類，那如何體現(xiàn)自己是垃圾分類小達(dá)人呢？學(xué)生需要思考是通過知識(shí)問答還是通過分類游戲積分的形式完成？是通過板報(bào)宣傳還是通過影視介紹的方式表達(dá)？是用文字表述還是用程序?qū)崿F(xiàn)？這些問題能夠充分激發(fā)學(xué)生思考，從而養(yǎng)成利用計(jì)算機(jī)解決問題的思維習(xí)慣，提高計(jì)算思維能力。

4.運(yùn)用情境再現(xiàn)的體驗(yàn)與實(shí)踐，促進(jìn)計(jì)算思維的遷移

情境再現(xiàn)的體驗(yàn)與實(shí)踐是信息技術(shù)課堂教學(xué)中重要的環(huán)節(jié)，但因?yàn)檎n時(shí)少，很多時(shí)候教師只要求學(xué)生掌握技能和操作，而對(duì)知識(shí)的運(yùn)用和遷移顧及不到，針對(duì)此問題，在Excel表格數(shù)據(jù)與加工這一節(jié)，筆者專門開展了一次研討——《運(yùn)用計(jì)算思維求解問題——表格數(shù)據(jù)的分析與處理》，通過展示新冠疫情期間各地疫情的相關(guān)數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生挖掘這些數(shù)據(jù)背后的秘密，再創(chuàng)設(shè)情境分析疫情期間各家庭的收支情況。這樣既是舉一反三激發(fā)學(xué)生積極思考，也讓學(xué)生能夠靈活運(yùn)用計(jì)算思維解決問題，實(shí)現(xiàn)知識(shí)、技能和計(jì)算思維的遷移。

在信息技術(shù)課堂教學(xué)中培養(yǎng)計(jì)算思維，其方法和策略還需要不斷地探索與實(shí)踐，作為一線教師要做好課堂教學(xué)后的反思，形成有效的計(jì)算思維培養(yǎng)的方法和策略，為未來社會(huì)培養(yǎng)合格的信息化人才。

參考文獻(xiàn)：

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