高中信息技術(shù)教學(xué)中學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)的問題及解決方法

馬文敏

（甘肅省蘭州市第六十一中學(xué)，甘肅 蘭州 730060）

計(jì)算思維作為高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容，是高中信息技術(shù)課程改革取得的重要成果，逐漸受到廣大教育工作者的重視。學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)不僅能夠促進(jìn)學(xué)生綜合素養(yǎng)的形成，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生形成創(chuàng)新意識(shí)，對(duì)學(xué)生之后的學(xué)習(xí)和生活有著重要的影響。新時(shí)期的高中信息技術(shù)教學(xué)中，重視學(xué)生計(jì)算思維意識(shí)以及創(chuàng)新意識(shí)的形成，讓學(xué)生具有利用計(jì)算思維解決問題的能力，提高學(xué)生的信息技術(shù)綜合能力，是實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)教學(xué)目標(biāo)的關(guān)鍵。但是在高中信息技術(shù)教學(xué)活動(dòng)實(shí)際開展過程中，受到客觀因素的限制，仍然存在一定問題，影響了學(xué)生綜合素養(yǎng)教學(xué)的形成，在很大程度上影響了教學(xué)效果。本文筆者基于過往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)當(dāng)前信息技術(shù)中存在的問題進(jìn)行分析，探討解決措施，以此提升教學(xué)素養(yǎng)，推動(dòng)信息技術(shù)教學(xué)活動(dòng)的開展。

一、高中信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的意義

（一）計(jì)算思維是當(dāng)前時(shí)代學(xué)生的核心能力

隨著信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)的發(fā)展和普及，人類社會(huì)進(jìn)入信息時(shí)代，對(duì)于學(xué)生的能力提出新的要求。要求學(xué)生具有計(jì)算思維，能夠根據(jù)問題進(jìn)行分析并提出解決策略，制定有效的方案并執(zhí)行。在信息時(shí)代，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是各個(gè)時(shí)期教學(xué)活動(dòng)開展的主要目的，高中信息技術(shù)教學(xué)亦是如此，而計(jì)算思維是創(chuàng)新型人才必備的素養(yǎng)。因此，在當(dāng)前信息時(shí)代，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，提高學(xué)生創(chuàng)新能力以及問題解決能力，是符合當(dāng)前時(shí)代要求的，也是符合教育改革的要求。只有學(xué)生具有更高階的計(jì)算思維，才能更好地適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，完成教育的目標(biāo)，為國家培養(yǎng)更多的優(yōu)秀人才。

（二）計(jì)算思維的培養(yǎng)是當(dāng)前信息技術(shù)教學(xué)的要求

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步高中信息技術(shù)教育不斷發(fā)展，迎來了改革契機(jī)，計(jì)算思維成為信息教育擺脫傳統(tǒng)“灌輸式”教學(xué)的重要切入點(diǎn)，為信息技術(shù)課程改革提供理論支持。培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的重要性已經(jīng)逐漸被越來越多的教育工作者認(rèn)可，滲透于信息技術(shù)教學(xué)的每個(gè)階段，是社會(huì)需求和時(shí)代特征下計(jì)算機(jī)教育的深度改革。隨著素質(zhì)教育的推行，計(jì)算思維培養(yǎng)實(shí)施成為新課標(biāo)的重要內(nèi)容，在新課標(biāo)中，信息技術(shù)注重學(xué)生信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化知識(shí)創(chuàng)新以及信息社會(huì)責(zé)任等四個(gè)方面的培養(yǎng)。因此，計(jì)算思維的培養(yǎng)不僅是當(dāng)前信息技術(shù)教學(xué)的要求，同時(shí)也是信息技術(shù)課程內(nèi)在價(jià)值的體現(xiàn)。

（三）信息技術(shù)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的重要途徑

計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決問題的一種思維習(xí)慣，涉及計(jì)算機(jī)應(yīng)用的各個(gè)環(huán)節(jié)。信息技術(shù)教學(xué)是培養(yǎng)計(jì)算思維的重要途徑，問題解決能力是計(jì)算思維的具體表現(xiàn)，在信息技術(shù)教學(xué)中，不要停留在相關(guān)知識(shí)的掌握，在掌握信息技術(shù)知識(shí)和原理后，更注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。同時(shí)，計(jì)算思維是一個(gè)長期形成的過程，是一個(gè)從低階到高階轉(zhuǎn)變的過程，這和信息技術(shù)教學(xué)課程特點(diǎn)是相符合的，通過用計(jì)算機(jī)語言為學(xué)生營造真實(shí)的教學(xué)情境，讓學(xué)生完成從形象到抽象、從具體到概念的轉(zhuǎn)變，因此，學(xué)生計(jì)算思維的形成是高中計(jì)算信息技術(shù)教學(xué)的重點(diǎn)。

二、高中信息技術(shù)教學(xué)中學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)的問題

（一）教師缺乏對(duì)計(jì)算思維的正確理解

計(jì)算思維形成已久，但是將計(jì)算思維作為高中信息技術(shù)核心素養(yǎng)是新課程標(biāo)準(zhǔn)首次提出。同時(shí)，雖然對(duì)計(jì)算機(jī)思維的概念進(jìn)行了界定，但是卻沒有對(duì)高中信息技術(shù)中學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)方法進(jìn)行明確。其次，在當(dāng)前高中教學(xué)中，由于升學(xué)的壓力巨大，學(xué)校、教師和學(xué)生對(duì)于信息技術(shù)學(xué)科的重視度不夠，導(dǎo)致日常教學(xué)活動(dòng)開展比較隨意，甚至部分學(xué)校只是針對(duì)會(huì)考內(nèi)容對(duì)學(xué)生進(jìn)行專項(xiàng)訓(xùn)練，對(duì)于信息技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用活動(dòng)開展較少。在此背景下，大多數(shù)信息技術(shù)教師對(duì)計(jì)算機(jī)思維內(nèi)涵缺乏深入了解，缺乏有效的信息技術(shù)教學(xué)策略，甚至部分教師認(rèn)為，計(jì)算思維就是計(jì)算機(jī)編程教學(xué)。由于教師缺乏對(duì)計(jì)算思維的正確理解，且尚未形成完善的教學(xué)體系，在很大程度上阻礙了高中信息技術(shù)教學(xué)中學(xué)生計(jì)算思維的形成。

（二）學(xué)生缺乏基礎(chǔ)的計(jì)算思維

在高中信息技術(shù)教學(xué)中，不僅要讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力，同時(shí)，還需要引導(dǎo)學(xué)生將計(jì)算思維應(yīng)用到學(xué)習(xí)、生活中，養(yǎng)成思維習(xí)慣，讓學(xué)生具有發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。在高中信息技術(shù)學(xué)習(xí)中，學(xué)生對(duì)于基礎(chǔ)知識(shí)的掌握存在著較大的差異。其次，在義務(wù)教育階段，信息技術(shù)課程缺乏系統(tǒng)性和連貫性，尤其是一些農(nóng)村學(xué)校，受限于教學(xué)條件，學(xué)生對(duì)于信息技術(shù)知識(shí)的掌握較差。同時(shí)，部分同學(xué)對(duì)于信息技術(shù)能力理解有誤，更喜歡利用計(jì)算機(jī)玩游戲、上網(wǎng)，對(duì)于計(jì)算機(jī)程序語言缺乏實(shí)踐與了解。受這些實(shí)際情況的影響，學(xué)生對(duì)于算法、思維導(dǎo)圖以及計(jì)算概念和方法缺乏必要的認(rèn)知，缺乏基礎(chǔ)的計(jì)算思維，對(duì)于信息技術(shù)這些活動(dòng)的開展造成很大的負(fù)面影響。

（三）受到信息技術(shù)教學(xué)的影響

與傳統(tǒng)學(xué)科教學(xué)不同，信息技術(shù)知識(shí)更新快，技術(shù)日新月異，從而導(dǎo)致了信息技術(shù)課程內(nèi)容具有一定的延遲性，跟不上技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)，由于計(jì)算思維提出時(shí)間較晚，對(duì)于學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)方法尚在摸索中，部分教材沒有體現(xiàn)計(jì)算思維和核心素養(yǎng)思想，難以對(duì)學(xué)生展開針對(duì)性的教學(xué)培養(yǎng)。當(dāng)前，部分高中信息技術(shù)教學(xué)中仍然采用老版教材，該教材應(yīng)用已經(jīng)超過十年，和教材編寫時(shí)期相比，信息技術(shù)早已發(fā)生了變化，新技術(shù)的更新?lián)Q代早已完成，甚至在教材中提到的技術(shù)和專業(yè)名詞早已淘汰。在此形勢下，這樣的信息技術(shù)教學(xué)內(nèi)容肯定無法滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，對(duì)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)有著較大的影響。同時(shí)，在當(dāng)前信息技術(shù)教學(xué)過程中，采用了不同版本的教材，尤其是同一地區(qū)不同階段的信息技術(shù)教材版本難以統(tǒng)一，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容的安排缺乏系統(tǒng)性和整體性規(guī)劃，對(duì)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)產(chǎn)生了不利影響。因此，編寫一套完整的、系統(tǒng)的以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維為目標(biāo)的信息技術(shù)教材是當(dāng)前迫切需要的。

（四）教學(xué)評(píng)價(jià)體系不夠完善

教學(xué)評(píng)價(jià)是推動(dòng)學(xué)科發(fā)展的重要內(nèi)容，是學(xué)科持續(xù)發(fā)展的保障。只有制定完善的評(píng)價(jià)體系，才能促進(jìn)學(xué)科科學(xué)發(fā)展。因此，科學(xué)的教學(xué)評(píng)價(jià)體系是推動(dòng)信息技術(shù)發(fā)展，促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維形成的基礎(chǔ)。隨著新高考改革在全國多數(shù)省份的推進(jìn)，針對(duì)信息技術(shù)教學(xué)評(píng)價(jià)體系的建設(shè)情況存在較大的差異，除浙江省外的大部分省份都缺乏有效的信息技術(shù)評(píng)價(jià)體系，仍然將信息技術(shù)作為常規(guī)的考試科目，且考試水平相對(duì)簡單。部分教師會(huì)以考試內(nèi)容設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，將信息技術(shù)變成了學(xué)生考試的培訓(xùn)課，通過考試前多種類型的真題練習(xí)，讓學(xué)生具備考試能力，以順利完成考試內(nèi)容，完成學(xué)科結(jié)業(yè)考試。這樣的教學(xué)模式和信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)背道而馳，僅僅以考試作為學(xué)生考核評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，缺乏對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程、實(shí)踐能力以及學(xué)習(xí)態(tài)度的考核，難以真實(shí)反映學(xué)生的計(jì)算思維水平。因此，在高中信息技術(shù)教學(xué)中，教師要在新課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，從學(xué)生出發(fā)，開展過程性評(píng)價(jià)，對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握、實(shí)踐能力、學(xué)習(xí)態(tài)度等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，讓學(xué)生具有高階的信息技術(shù)能力，養(yǎng)成計(jì)算思維。

三、高中信息技術(shù)教學(xué)中學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)中的問題解決方法

（一）加強(qiáng)教師教學(xué)素養(yǎng)

信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)已經(jīng)有了一段時(shí)間，教育部門也開展了多次的相關(guān)培訓(xùn)，但是這些零散的教學(xué)培訓(xùn)，無法對(duì)教師進(jìn)行系統(tǒng)性的培訓(xùn)，很多教師都屬于“走過場”學(xué)習(xí)，以完成學(xué)習(xí)任務(wù)為目標(biāo)，導(dǎo)致教師對(duì)于課程標(biāo)準(zhǔn)的理解流于表面，難以將其真正應(yīng)用在教學(xué)活動(dòng)中。為了進(jìn)一步提升教師專業(yè)素養(yǎng)，加強(qiáng)新課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)實(shí)踐，需要開展系統(tǒng)全面的教學(xué)培訓(xùn)。教育部門要豐富培訓(xùn)形式，以線上線下的方式開展教學(xué)培訓(xùn)，介紹最新的教育理念，分享教學(xué)案例，以此提升教師的專業(yè)素養(yǎng)。其次，教師要建立主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)，以適應(yīng)信息技術(shù)更新快的特點(diǎn)，保持專業(yè)的學(xué)科意識(shí)，認(rèn)真對(duì)待時(shí)代發(fā)展和科學(xué)的進(jìn)步。同時(shí)，教育部門要建立激勵(lì)機(jī)制，用有效的激勵(lì)制度引導(dǎo)教師進(jìn)行自我學(xué)習(xí)和主動(dòng)學(xué)習(xí)，將教師的專業(yè)素養(yǎng)和學(xué)習(xí)情況與績效、職稱、評(píng)優(yōu)等事項(xiàng)掛鉤，從而促進(jìn)教師更加深入地參與學(xué)習(xí)，提升教師的專業(yè)素養(yǎng)。

（二）重視學(xué)生計(jì)算思維的形成

計(jì)算思維不僅局限于學(xué)生對(duì)信息技術(shù)問題進(jìn)行探究，同時(shí)還有在現(xiàn)實(shí)生活中發(fā)現(xiàn)、思考的能力。教師在教學(xué)中要從學(xué)生出發(fā)，改變以往知識(shí)傳授為中心的教學(xué)觀念，引導(dǎo)學(xué)生更多地進(jìn)行實(shí)踐探究，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、利用所學(xué)知識(shí)對(duì)問題進(jìn)行分析，最后找到問題的答案，完成教學(xué)實(shí)踐探究。在此過程中，教師可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況采取不同的教學(xué)策略，為學(xué)生創(chuàng)造社會(huì)實(shí)踐，讓學(xué)生置于濃烈的信息技術(shù)創(chuàng)新氛圍中，從而逐漸改變學(xué)生的思維方式和思維能力，樹立計(jì)算思維意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)。在教學(xué)中，教師可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行正確的引導(dǎo)，讓學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行分析后尋找解決的方法，并在此過程中滲透計(jì)算思維的培養(yǎng)，讓學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)，因此該教學(xué)過程需要注重學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維分析、解決問題。

例如，在《文本信息加工與表達(dá)》教學(xué)中，教師制定教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生通過課程知識(shí)的學(xué)習(xí)掌握海報(bào)的制作。首先，教師讓學(xué)生了解海報(bào)的組成，提出海報(bào)的元素，再根據(jù)學(xué)生對(duì)于海報(bào)的理解，設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的方案，然后通過小組討論，確定一個(gè)最優(yōu)的方案。其次，在確定最后的方案后，利用思維導(dǎo)圖對(duì)方案進(jìn)行細(xì)化，制定信息處理流程。最后，根據(jù)設(shè)計(jì)方案、制定流程進(jìn)行海報(bào)制作，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)信息的處理、圖片處理加工、文本的設(shè)置等內(nèi)容。在此過程中，讓學(xué)生逐漸具有分析問題、解決問題的能力，鍛煉學(xué)生計(jì)算思維。

（三）重組信息技術(shù)教材

由于現(xiàn)有高中信息技術(shù)教材的版本比較繁雜，知識(shí)點(diǎn)呈碎片化特點(diǎn)，不夠系統(tǒng)連貫。學(xué)生雖然學(xué)會(huì)了信息基礎(chǔ)知識(shí)，卻不能用于解決實(shí)際問題，缺乏以計(jì)算思維為主體的實(shí)踐知識(shí)構(gòu)架。需要教師對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行深度挖掘，促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維的形成，根據(jù)信息技術(shù)學(xué)科的特點(diǎn)，以學(xué)生核心素養(yǎng)為目標(biāo)，按照課程知識(shí)內(nèi)在的結(jié)構(gòu)，對(duì)教材進(jìn)行重新組合，讓一個(gè)個(gè)孤立的知識(shí)點(diǎn)成為一個(gè)有一定邏輯關(guān)系的知識(shí)模塊，從而將知識(shí)系統(tǒng)地傳授給學(xué)生，讓學(xué)生感受到知識(shí)的系統(tǒng)性和邏輯性。同時(shí)，開展項(xiàng)目式教學(xué)活動(dòng)，對(duì)學(xué)生的課堂作業(yè)、探究活動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，完成相應(yīng)的項(xiàng)目學(xué)習(xí)任務(wù)，從而鞏固學(xué)生所學(xué)知識(shí)，讓學(xué)生理解不同知識(shí)之間的聯(lián)系，形成一個(gè)系統(tǒng)的、完善的知識(shí)體系，并能夠?qū)⑵溥\(yùn)用到實(shí)踐探究過程中。當(dāng)然，對(duì)教材的重組并不是要完全顛覆現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容，而是在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，將知識(shí)的傳授變?yōu)橹R(shí)的引導(dǎo)，以創(chuàng)客教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等形式加強(qiáng)對(duì)教學(xué)的創(chuàng)新，從而提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，樹立計(jì)算思維意識(shí)。

（四）轉(zhuǎn)變教學(xué)方法

在信息技術(shù)教學(xué)中，使用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力是非常重要的，讓學(xué)生可以更加輕松地學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，提高教學(xué)效率。在傳統(tǒng)信息技術(shù)教學(xué)中，計(jì)算思維培養(yǎng)未受到重視，在新時(shí)期的信息技術(shù)教學(xué)中，教師要調(diào)整教學(xué)案例，優(yōu)化教學(xué)方法，在潛移默化中引導(dǎo)學(xué)生形成計(jì)算思維意識(shí)。因此，教師要加強(qiáng)創(chuàng)新、轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)、優(yōu)化教學(xué)方法，有效地提升學(xué)生的計(jì)算思維能力。

例如，在《算法與程序》教學(xué)中，教材中更加重視某種語言編寫程序，強(qiáng)調(diào)知識(shí)技能的掌握，在一定程度上忽視計(jì)算思維的形成，學(xué)生沒有形成分析問題、解決問題的能力。在教學(xué)中教師通過使用頭腦風(fēng)暴方法，對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行優(yōu)化，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐訓(xùn)練。在教學(xué)中更重視學(xué)生的實(shí)踐，讓學(xué)生反復(fù)思考，通過比較、優(yōu)化訓(xùn)練等形式培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，根據(jù)不同的算法制作流程，實(shí)現(xiàn)思維意識(shí)和思維能力的訓(xùn)練。然后教師為學(xué)生設(shè)置問題，讓學(xué)生進(jìn)行編程練習(xí)，采用不同的算法，形成靈活的運(yùn)用能力，夯實(shí)學(xué)生基礎(chǔ)能力，持續(xù)強(qiáng)化學(xué)生的計(jì)算思維。

（五）構(gòu)建有效的教學(xué)評(píng)價(jià)體系

教學(xué)評(píng)價(jià)是教學(xué)活動(dòng)中重要的環(huán)節(jié)，是對(duì)教學(xué)的總結(jié)。過程性評(píng)價(jià)的核心更注重學(xué)生的全面發(fā)展，將學(xué)生的發(fā)展和知識(shí)教學(xué)進(jìn)行結(jié)合，強(qiáng)調(diào)過程和方法動(dòng)態(tài)結(jié)合，在評(píng)價(jià)過程關(guān)注學(xué)生的情感、態(tài)度以及價(jià)值觀念的發(fā)展。新時(shí)期的高中信息技術(shù)教學(xué)以學(xué)生教學(xué)主體，注重因材施教，關(guān)注不同學(xué)生之間的個(gè)性差異和發(fā)展特點(diǎn)，積極創(chuàng)新，利用有效的教學(xué)評(píng)價(jià)體系，推動(dòng)教學(xué)活動(dòng)的開展，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。過程性評(píng)價(jià)是在開展教學(xué)互動(dòng)過程中及時(shí)反饋教學(xué)信息，不斷完善、更新教學(xué)計(jì)劃，以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)。在進(jìn)行過程性評(píng)價(jià)時(shí)既要從整體考量學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，同時(shí)要注重不同學(xué)生之間的差異，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)課堂表現(xiàn)以及課堂作品的質(zhì)量進(jìn)行反思。將反思教學(xué)和過程性教學(xué)相結(jié)合，讓課堂教學(xué)活動(dòng)更注重學(xué)生的個(gè)體發(fā)展，讓不同的學(xué)生接受挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)層次跨越，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)計(jì)算思維的形成。

四、結(jié)束語

計(jì)算思維的培養(yǎng)是當(dāng)前時(shí)代學(xué)生的核心能力，也是計(jì)算機(jī)教學(xué)改革的要求。信息技術(shù)教學(xué)作為培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維重要途徑仍然存在一定的問題，需要加強(qiáng)教師素養(yǎng)，敢于創(chuàng)新，重視學(xué)生計(jì)算思維的形成，對(duì)教材進(jìn)行重組，優(yōu)化教學(xué)方法，并建立有效的教學(xué)評(píng)價(jià)體系，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維，提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，讓學(xué)生在生活、學(xué)習(xí)中獲得更大的成功。