關(guān)注計算思維要素，深耕信息技術(shù)課堂

王曉明

新一輪課改將我國基礎(chǔ)教育的總目標(biāo)落實到了發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)上，具體到信息技術(shù)學(xué)科，其核心素養(yǎng)的四個要素為信息意識、計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任。其中的計算思維是最能體現(xiàn)當(dāng)前學(xué)科核心價值的素養(yǎng)。同時，當(dāng)下以數(shù)據(jù)抽象、自動化處理為代表的計算正改變著人們的心理認(rèn)知和行為方式，這種轉(zhuǎn)變也正是計算思維所引發(fā)的。計算思維已經(jīng)成為人類社會解決問題的重要思維方式之一。

● 初中階段計算思維的相關(guān)界定

筆者依托現(xiàn)有的關(guān)于計算思維的解讀、《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》以及課堂教學(xué)的實踐，摒棄一些晦澀難懂、超出初中生能力范圍的部分，分析了計算思維中的常見要素（如右表），并且梳理了初中信息技術(shù)教學(xué)中體現(xiàn)計算思維的課堂模式（如下頁圖），基于富有趣味的情境，能遷移已有知識與技能開展問題解決或項目處理，并根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的需要在過程中通過問題分解或數(shù)據(jù)抽象，形成問題或項目的解決方案，實施一定的自動化處理，體驗一般性問題的解決方法，最后把所學(xué)知識與技能遷移到其他問題的應(yīng)用。

● 現(xiàn)狀分析

目前，初中信息技術(shù)課堂教學(xué)的設(shè)計與實施，還存在著目標(biāo)界定不清、過程定式同質(zhì)、方法流于形式等方面的不足。雖然在教學(xué)過程中教師關(guān)注和強(qiáng)調(diào)學(xué)生的核心素養(yǎng)，但從實際效果來看，初中生的技能操作較好，而學(xué)科思維缺失。其實，計算思維已經(jīng)與現(xiàn)實生活水乳交融，但它在教學(xué)中卻割裂于教學(xué)的過程，究其原因有如下三點：①計算思維的意識缺位;②沒有真正了解計算機(jī)的工作原理;③沒有抓住計算思維的本質(zhì)。

● 聚焦教學(xué)前的課堂預(yù)設(shè)

要想讓計算思維精準(zhǔn)落地，應(yīng)該在實施課堂教學(xué)前根據(jù)教材內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定，抓住計算思維的要素，采用計算思維的問題解決過程去預(yù)設(shè)課堂，具體方法為：①分析教材中蘊(yùn)含的計算思維;②設(shè)定基于計算思維的培養(yǎng)目標(biāo);③遴選課堂中涉及的教學(xué)策略;④設(shè)計有針對性的項目學(xué)習(xí)活動。

● 聚焦教學(xué)中計算思維的關(guān)鍵要素

1.抽象

抽象是指摒棄繁雜的細(xì)節(jié)，抽取并關(guān)注對象本質(zhì)的過程。在初中信息技術(shù)課程中，Office軟件、Photoshop與Flash等相關(guān)教學(xué)內(nèi)容看似在傳遞怎么樣使用軟件，但作為教師應(yīng)深挖課程的內(nèi)涵與隱義。例如，Excel中的公式是由引用的單元格和運(yùn)算符號或函數(shù)所構(gòu)成，因此，單元格的引用就成為Excel的關(guān)鍵。其實，單元格的地址類似于程序設(shè)計中的變量或內(nèi)存中的存儲地址，單元格的地址引用正是對數(shù)據(jù)的一種抽象表達(dá)。對數(shù)據(jù)的抽象是把大量的有重復(fù)性的運(yùn)算交給計算機(jī)“自動化”處理前的準(zhǔn)備，因此，抽象是達(dá)成自動化實現(xiàn)的前提。

同樣，分解與約簡也屬于抽象。一個非常復(fù)雜的問題用常規(guī)的方法難以解決，不妨換個思路：將這個復(fù)雜的問題拆解成若干小的且容易解決的問題，逐個擊破，最后整個大問題也就得以解決;或者縮小問題規(guī)模，利用迭代處理。因此，學(xué)生在用計算機(jī)對問題進(jìn)行求解時，首先要對問題進(jìn)行分析，然后再抽象適合在計算機(jī)中表示的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和構(gòu)建形式化的數(shù)學(xué)模型。

2.自動化

自動化在計算思維中是指計算機(jī)按照一定的運(yùn)算規(guī)則，可以在無人值守的情況下進(jìn)行批處理操作等，在此過程中發(fā)揮其強(qiáng)大的運(yùn)算能力。讓學(xué)生親身體驗自動化的高效實現(xiàn)，在培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)的同時，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)及探究能力等。

3.知識遷移與一般性解決問題的方法

知識遷移在計算思維中又稱泛化。任何一種學(xué)習(xí)都要受到學(xué)習(xí)者已有知識、技能、態(tài)度等的影響，只要有學(xué)習(xí)，就會有遷移。遷移既是學(xué)習(xí)的繼續(xù)和鞏固，又是提高和深化的條件。同樣，遷移的運(yùn)用有助于學(xué)生計算思維能力的培養(yǎng)。初中信息技術(shù)中“明確問題、設(shè)計方案、實施反饋、修訂完善”等一般性解決問題的方法在課堂教學(xué)中普遍存在，更適合初中生，但關(guān)鍵是需要去發(fā)現(xiàn)和梳理。

● 結(jié)語

隨著時間的推移、社會的進(jìn)步，學(xué)科教學(xué)不再僅是專業(yè)的知識與技能的傳授，還需要對學(xué)生進(jìn)行學(xué)科思想及思維方式的培養(yǎng)。因此，計算思維在信息技術(shù)學(xué)科中的重要性將會凸顯。同時，筆者認(rèn)為，計算思維會逐步產(chǎn)生對其他學(xué)科的影響，或者與其他學(xué)科思維相互融合。我國現(xiàn)階段關(guān)于計算思維的培養(yǎng)尚有較大的研究空間，將計算思維融入具體的教學(xué)實踐需要更多的人參與進(jìn)來并推動其發(fā)展，最終實現(xiàn)讓學(xué)生真正具有計算思維的能力，形成適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。