初中信息技術(shù)對學(xué)生計算思維能力的培養(yǎng)分析

嚴昀

摘 要：初中信息技術(shù)教學(xué)非常注重學(xué)生計算思維能力的培養(yǎng)。文章分析了開展初中信息技術(shù)教學(xué)的意義和對學(xué)生思維能力培養(yǎng)的策略，著重通過三方面的教學(xué)策略：有效啟蒙計算思維;整合教學(xué)內(nèi)容，綜合提高計算思維;掌握基礎(chǔ)算法，編程引領(lǐng)計算思維來引導(dǎo)學(xué)生有針對性地進行思考，鍛煉學(xué)生信息處理和邏輯分析能力，有利于提高學(xué)生的思維能力。教師在教學(xué)活動中有針對性地培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力和抽象思維能力，能使學(xué)生更好地解決生活中的實際問題，有利于提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：初中信息技術(shù);計算思維能力;培養(yǎng)策略

中圖分類號：G633.67文獻標識碼：A文章編號：2095-624X（2021）37-0028-02

在初中信息技術(shù)教學(xué)中，計算思維一直是教師講授的重要內(nèi)容，從教材體系來看，可以表現(xiàn)計算思維的內(nèi)容便是關(guān)于編程的問題，而這也是初中信息技術(shù)教學(xué)的重點難點。由于許多學(xué)生在初中以前并沒有接觸到過多的信息技術(shù)知識，初中信息技術(shù)教師在開展教學(xué)活動的時候必然會遇到一定的問題，這些問題會很大程度上影響教師教學(xué)活動的正常開展。但是，隨著社會發(fā)展進入新的歷史時期，計算思維對于學(xué)生的未來成長越來越重要。因此，本文就初中信息技術(shù)教師培養(yǎng)學(xué)生計算思維的策略等進行探討。

一、信息技術(shù)教學(xué)中的計算思維

在初中信息技術(shù)教學(xué)中，計算思維的培養(yǎng)是許多教師必須面對的問題，但是思維的培養(yǎng)往往是一個長期的過程，這需要教師對傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)節(jié)進行細致的打磨，制訂更加積極有效的教學(xué)策略來引導(dǎo)新時期的信息技術(shù)教學(xué)，將對學(xué)生的計算思維的培養(yǎng)和提高放在日常教學(xué)的核心位置上。計算思維的概念是21世紀初由美國的一些相關(guān)從業(yè)者提出的，廣義上的計算思維主要以計算機科學(xué)為基礎(chǔ)，而計算思維的最終目的是通過信息技術(shù)的方式來尋找解決問題的途徑。因此，在初中信息技術(shù)教學(xué)中，計算思維的應(yīng)用能夠幫助學(xué)生更好地進行本科目甚至其他科目的學(xué)習(xí)，同時有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。從學(xué)生的生活和成長過程來看，計算思維能夠幫助學(xué)生更好地在生活實踐中尋找和思考一些解決問題的途徑，以一種相對理性的方式去尋找問題的最優(yōu)解，這對學(xué)生的成長和日常生活來說都尤為重要，也在一定程度上體現(xiàn)了計算機相關(guān)學(xué)科顯著的實踐性。由此來看，教師應(yīng)該順應(yīng)信息技術(shù)教學(xué)中的計算思維培養(yǎng)策略，同時順應(yīng)時代發(fā)展對新型人才提出的更高要求，更多地去關(guān)注學(xué)生思維能力的培養(yǎng)情況，在日常的教學(xué)過程中融入新時期的價值觀思想和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)計劃，進而綜合性地提高學(xué)生的思維能力，促進學(xué)生的全面發(fā)展。

二、計算思維的積極意義

對于初中階段的學(xué)生來說，計算思維的存在具有積極意義。而從以往的教學(xué)經(jīng)驗來看，這種積極意義主要表現(xiàn)在以下兩方面。

（一）有利于學(xué)生思維能力的提高

初中信息技術(shù)中的計算思維主要依托于編程知識而存在，教師在開展編程教學(xué)的時候不可避免地要提高學(xué)生這方面的能力，而學(xué)生的計算思維或者說編程思維本身就是學(xué)生思維能力的一種，這種程序性思維能力能夠幫助學(xué)生養(yǎng)成理性思考的良好習(xí)慣，同時能夠在學(xué)生思考問題的時候為學(xué)生提供幫助。在新課程改革的過程中，教師應(yīng)更加關(guān)注學(xué)生的綜合素質(zhì)的提升情況，并且從學(xué)生的個體差異入手，對學(xué)生思維能力的提高進行針對性的引導(dǎo)。要鍛煉學(xué)生的計算思維能力，教師可以在日常的教學(xué)中以常用軟件的鍛煉為根本，拓展教學(xué)策略，給學(xué)生更多思考和鍛煉的機會，更好地提高學(xué)生的思維能力，進而促進學(xué)生的信息處理能力和邏輯分析能力的提高。

（二）有利于學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的提高

從時代發(fā)展的進程來看，教師將日常教學(xué)與學(xué)生計算思維的提高相互滲透本身就是時代發(fā)展提出的新要求，新時期以來，我國的信息技術(shù)實力不斷增強，邁入信息化社會的進程也不斷加快，在這樣的背景下，教育領(lǐng)域培養(yǎng)出來的人才更應(yīng)該掌握一定的信息技術(shù)能力，以更好地適應(yīng)時代的發(fā)展。但是，初中階段的學(xué)生往往很少有足夠的社會閱歷，必然會缺乏相應(yīng)的能力和經(jīng)驗，無論編程還是計算方面的能力都略顯欠缺。在這種情況下，如果教師能夠在教學(xué)活動中有針對性地培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，這對學(xué)生信息技術(shù)實力的增強也有著很重要的作用。而且，初中階段的學(xué)生往往思維較為活躍，計算思維能夠幫助學(xué)生找到一種程序性思考的方法，有利于提高學(xué)生抽象化思考的能力，引導(dǎo)學(xué)生更好地解決現(xiàn)實中可能存在的問題，對學(xué)生實踐能力的提高也有著積極意義。

三、培養(yǎng)學(xué)生計算思維的策略

（一）樹立建模思想，有效啟蒙計算思維

在培養(yǎng)學(xué)生計算思維的過程中，建模思想起到的作用是極為重要的。而且，在學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活實踐中都會有許多單靠機械記憶無法解決的問題，如果教師只是單一地進行知識的講解，那么當(dāng)更換應(yīng)用場景時，學(xué)生往往會束手無策，很難找到針對性的解決策略。一旦操作場景發(fā)生了改變，許多學(xué)生就無法有效地解決問題。因此，教師就應(yīng)將建模思維滲透到教學(xué)中，使學(xué)生在腦海中樹立建模思想，以建模的方式來培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。

例如，“雞兔同籠”問題就是一個可以用來培養(yǎng)學(xué)生建模能力的經(jīng)典案例。問題描述：有若干只雞和兔在一個籠子里，已知雞和兔共有35個頭，94只腳，請推斷雞和兔分別有多少只？教師可以引導(dǎo)學(xué)生分析并建立模型。所謂模型，就是利用數(shù)學(xué)符號去描述系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)量關(guān)系，概括出可操作的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。一般情況下，模型可以進行遷移應(yīng)用。在日本，人們也在研究“雞兔同籠”問題，只不過日本人將之稱為“龜鶴問題”。經(jīng)過對比就會發(fā)現(xiàn)，“龜”和“兔”都是4只腳的動物，“鶴”和“雞”都是2只腳的動物，所以“龜鶴問題”的模型和“雞兔同籠”的模型是一樣的，甚至還會衍生出更多其他的同類問題，在解決問題的過程中，學(xué)生的計算思維能夠得到發(fā)展。

（二）整合教學(xué)內(nèi)容，綜合提高計算思維

初中信息技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容相對豐富，如果教師要鍛煉學(xué)生的計算思維，就可以將有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容整合起來，有針對性地對學(xué)生的計算思維進行鍛煉。在信息技術(shù)教學(xué)中，教師應(yīng)該將理論教學(xué)與實踐教學(xué)相區(qū)分，同時將課堂中的知識與生活中的案例解析相互匹配，綜合提高學(xué)生的計算思維能力。

學(xué)生在課堂上跟著教師學(xué)完理論知識之后，就需要考慮如何將理論應(yīng)用于實踐中，進而解決實際問題。因此，教師還需要創(chuàng)設(shè)一些真實情境，設(shè)置真實的問題，讓學(xué)生嘗試解決，在解決問題的過程中，培養(yǎng)高階思維，進行深度學(xué)習(xí)。比如，教師可以讓學(xué)生設(shè)計一個程序，用來計算每個人的BMI指數(shù)，并根據(jù)BMI指數(shù)指導(dǎo)人們該如何合理飲食和運動。源碼如下：

Let h = Val（Text1.Text）

Let m= Val（Text2.Text）

Let h=h / 100

Let bmi= m/（h *h）

Let bmi = Int（bmi *10+0.5）/10

Let Labe16.Caption = bmi

If bmi<= 18.4 Then

Let Image2.Picture = LoadPicture（"瘦.git"）

Let Label7.Caption="您太瘦了，多吃點！"

End If

If bmi >18.4 And bmi<= 23.9 Then

Let Image2.Picture =LoadPicture（"正常.gif"）

Let Labe17.Caption="您體重正常，不錯！"

End lf

If bmi > 239 And bmi<=27.9 Then

Let Image2.Picture = LoadPicture（"偏重.gif"）

Let Labe17. Caption="您有點胖，注意！"

End If

If bmi > 27.9 Then

Let Image2.Picture= LoadPicture（"超重.gif"）

Let Label7.Caption ="您超重了，少吃點！"

End If

（三）掌握基礎(chǔ)算法，編程引領(lǐng)計算思維

在開展編程教學(xué)的時候，基礎(chǔ)算法對于學(xué)生的學(xué)習(xí)來說有著不可替代的作用，如果教師要帶領(lǐng)學(xué)生快速有效地入門，并且對學(xué)生的計算思維進行重點培養(yǎng)，就必然要引導(dǎo)學(xué)生掌握基礎(chǔ)算法。

教師在課堂上給學(xué)生講“枚舉法”，學(xué)生聽完之后，掌握了其含義，知道了“枚舉法”的本質(zhì)，即通過“循環(huán)—判斷”來找出問題的解。例如，求出1～100之間所有的質(zhì)數(shù)。這個問題顯示要采用“枚舉法”來解決，“枚舉法”是最基礎(chǔ)的算法，一般被用作學(xué)生的入門算法。本題的解決思路主要著重兩點：一是了解質(zhì)數(shù)的判定方法;二是了解“枚舉法”的使用方法。

Private Sub Command1_Click（）

For i = 1 To 100

For j = 2 To i - 1

If i Mod j = 0 Then

Exit For

End If

If j = i - 1 Then

Print i

End If

Next j

Next i

End Sub

綜上所述，初中信息技術(shù)的課堂教學(xué)應(yīng)該更多地注重提高學(xué)生的計算思維，以更好地符合新時期的教學(xué)要求，為國家的現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)專業(yè)化人才。在初中信息技術(shù)教學(xué)中，計算思維的培養(yǎng)主要依賴編程知識的教學(xué)，教師應(yīng)該將編程教學(xué)與學(xué)生計算思維的培養(yǎng)融合起來，促進學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

[參考文獻]

[1]唐榮榮.解析基礎(chǔ)編程工具在初中信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國農(nóng)村教育，2018（17）：57-58.

[2]嵩 天，黃天羽，禮 欣.Python語言：程序設(shè)計課程教學(xué)改革的理想選擇[J].中國大學(xué)教學(xué)，2016（2）：42-47.

[3]季曉慧，張玉清.C程序設(shè)計教學(xué)中的在線評測系統(tǒng)應(yīng)用[J].電腦知識與技術(shù)，2014（7）：1465-1466.

作者簡介：嚴 昀（1983— ），女，江蘇海門人，中小學(xué)一級教師，碩士，校長辦公室副主任，研究方向：初中信息技術(shù)教學(xué)。