計算思維培養(yǎng)視角下高中Python課程教學(xué)與實施

丁巧榮

【摘要】? ? 近年來，計算機技術(shù)不斷發(fā)展。高中信息技術(shù)教學(xué)中對學(xué)生自身的計算思維也提出了更高的要求。Python程序作為一種簡單易學(xué)的入門程序，成為高中計算機教學(xué)中推動學(xué)生創(chuàng)新拓展，發(fā)展學(xué)生計算思維的一個有效切入點?，F(xiàn)從Python課程融入高中計算機教學(xué)的重要性分析入手，簡談如何在高中信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，優(yōu)化課程設(shè)計，推動學(xué)生項目實踐，以自主學(xué)習(xí)、合作探究，豐富學(xué)生學(xué)習(xí)體驗的同時，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用，提升學(xué)生成就意識。

【關(guān)鍵詞】? ? 高中? ? 信息技術(shù)? ? 計算思維? ? Python教學(xué)

在信息技術(shù)強大的滲透性帶動之下，高中計算機教學(xué)要立足學(xué)生當(dāng)前學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，培養(yǎng)學(xué)生計算思維，推動學(xué)生創(chuàng)新意識不斷發(fā)展。Python課程作為語法簡單，容易入門的計算機課程，可以培養(yǎng)學(xué)生問題解決意識，推動學(xué)生有效創(chuàng)新，促進學(xué)生良好思維習(xí)慣養(yǎng)成。在高中信息技術(shù)教學(xué)落實的過程中，教師必須注重Python課程的設(shè)計與實施，推動學(xué)生綜合能力不斷發(fā)展。

一、高中階段計算思維培養(yǎng)的重要性分析

（一）計算思維

計算思維就是核心素養(yǎng)理念中提到的一個重要概念。主要指通過個體運用計算機科學(xué)領(lǐng)域的思想方法，形成問題解決方案的一系列思維活動。本文著重研究如何在Python編程中培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。讓學(xué)生可以更好地掌握問題解決的有效方法，提升學(xué)生的計算思維綜合運用意識。

（二）計算思維培養(yǎng)的重要性

計算機本身作為一種工具，不具備思維能力，但是通過語言的轉(zhuǎn)化，可以將計算機工具的優(yōu)勢有效彰顯，并以人的思維來解決問題。在高中計算機教學(xué)落實的過程中，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的計算思維，要能夠更好地發(fā)揮學(xué)生個體的優(yōu)勢，讓學(xué)生學(xué)會運用Python編程來解決具體的問題，這對于學(xué)生的學(xué)習(xí)成長也具有多元意義。

第一，計算思維是高中生必備的基本思維能力和基礎(chǔ)素養(yǎng)。信息化時代，計算機技術(shù)的掌握和應(yīng)用已經(jīng)成為人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)一環(huán)。學(xué)生的計算思維還具有良好的擴展性，能夠與學(xué)生今后即將融入的行業(yè)相整合，發(fā)揮計算機的工具性價值，推動學(xué)生思維能力和信息素養(yǎng)進一步的創(chuàng)新轉(zhuǎn)化。計算思維不僅體現(xiàn)在讓學(xué)生掌握編程技術(shù)，讓學(xué)生掌握問題思考的有效方式，還能夠融入更多鮮活創(chuàng)意服務(wù)社會發(fā)展。在高中信息技術(shù)教學(xué)落實的過程中，教師要著眼于未來創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，推動學(xué)生計算思維能力逐步養(yǎng)成。讓學(xué)生在未來發(fā)展的過程中，更好地適應(yīng)融入，推動問題的創(chuàng)新解決。

第二，計算思維培養(yǎng)是高中信息技術(shù)教學(xué)的核心。培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的計算思維能力，不僅僅是要讓學(xué)生學(xué)會計算機的一些基本功能，完成相應(yīng)的項目任務(wù)，更重要的是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的計算思維。要從引領(lǐng)學(xué)生具備終身學(xué)習(xí)意識入手，讓學(xué)生學(xué)會在問題解決的過程中恰當(dāng)運用計算思維。讓學(xué)生更好地分析問題、解決問題，完善教學(xué)過程，推動學(xué)生綜合能力不斷發(fā)展。在學(xué)習(xí)提升的過程中融入計算思維，這樣在問題解決的過程中，學(xué)生才可以更好地創(chuàng)新融合，積極探究，從而幫助學(xué)生更好地科學(xué)合理規(guī)劃問題解決路徑。

第三，計算思維培養(yǎng)可以助推學(xué)生核心素養(yǎng)均衡發(fā)展。在高中信息技術(shù)教學(xué)落實的過程中，教師不能讓學(xué)生被動接受知識，而是要將以生為本理念深度落實，以計算思維的培養(yǎng)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。鼓勵學(xué)生掌握組織架構(gòu)的有效方法，從分析問題、抽象模型設(shè)計、算法技術(shù)應(yīng)用等多個過程推動問題的高效解決。這與當(dāng)前國際教育形式相契合，是推動學(xué)生個人成長及長遠性發(fā)展的必要一步。在計算機學(xué)習(xí)的過程中，根據(jù)目標(biāo)促進學(xué)生的計算思維養(yǎng)成，也更有利于學(xué)生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

二、高中Python課程教學(xué)中計算思維培養(yǎng)的基本模式分析

在高中Python課程教學(xué)落實的過程中，為更好地發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，教師一般采用項目式教學(xué)模式。以項目為核心切入點，將教學(xué)目標(biāo)融合于項目完成的過程中，層層引導(dǎo)誘發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引領(lǐng)學(xué)生獨立思考、合作探究，推動教學(xué)目標(biāo)高效達成。項目式教學(xué)模式的一般環(huán)節(jié)如下。

（一）目標(biāo)項目的呈現(xiàn)與分析

項目式教學(xué)的核心一環(huán)就是目標(biāo)項目的呈現(xiàn)與分析。結(jié)合需要突破的項目，將要教學(xué)的內(nèi)容分解到具體的問題中，通過具有集中指向性的項目目標(biāo)設(shè)置，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)好奇心，營造樂學(xué)探究氛圍。在具體項目呈現(xiàn)的過程中，緊貼學(xué)生思路，逐個呈現(xiàn)項目要素分析，讓學(xué)生學(xué)習(xí)過程找到有效的切入點。通過項目的呈現(xiàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)探究欲望，營造高效課堂教學(xué)氛圍。

（二）制定方案與計劃

在高中信息技術(shù)教學(xué)展開的過程中，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的計算思維是一個循序漸進的過程。通過有效的項目設(shè)計，可以很好地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)探究的好奇心。但是針對每一個具體項目，學(xué)生學(xué)習(xí)思考的角度會有一定的偏差。還有一些問題，學(xué)生一步難以有效達成。這時候就需要教師從旁引導(dǎo)，逐層分解，更好地引導(dǎo)學(xué)生圍繞學(xué)習(xí)目標(biāo)有效提煉方案。并通過逐層的引導(dǎo)，降低學(xué)生項目計劃的條理性，讓他們可以更好地投入項目情境中進行信息的提取與加工。在這個過程中，學(xué)生除了圍繞項目而學(xué)習(xí)之外，還可以更好地回歸教材、師生互動討論等多個過程來分析問題，制定計劃。充分調(diào)動學(xué)生已有的知識儲備，對目標(biāo)項目進行集中指向性加工。

（三）探究實踐與分享交流

Python編程的引入以項目達成為核心，在學(xué)生自主思考、討論互動的前提之下，很多學(xué)生對項目落實已經(jīng)有了明確方向。為了更好地推動學(xué)生探究實踐，教師可以將學(xué)生劃分成不同的學(xué)習(xí)小組，讓學(xué)生積極分享和交流項目達成的有效方案。通過學(xué)生之間的交流互動，更好地完善方案思維碰撞，并落實到具體的實踐過程中嘗試運用。結(jié)合項目解決過程中所遇到的具體問題，推動學(xué)生更好地學(xué)習(xí)完善，最終匯總成項目解決的可行性方案。

（四）評價反思與總結(jié)

基于計算思維培養(yǎng)的Python教學(xué)，不僅要更好地呈現(xiàn)項目、分析項目、探索實踐，同時還要落實有效的評價反思環(huán)節(jié)，讓學(xué)生更好地回顧整個項目解決過程，對最終方案進行有效的評價和反思。還可以讓學(xué)生以小組為單位呈現(xiàn)自己的解決方案，教師再對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果從多個方面有效評價。在班級范圍內(nèi)形成有效的合作交流空間，大家積極表達有效借鑒，更好地經(jīng)驗總結(jié)，積累反思，推動學(xué)生綜合實踐能力實現(xiàn)突破性發(fā)展。在高中信息技術(shù)教學(xué)展開的過程中，依托項目式教學(xué)模式，對于大部分內(nèi)容都可以有效完成，通過教師的教學(xué)引導(dǎo)提出項目，在自主學(xué)習(xí)、合作探究等過程推進目標(biāo)逐步達成。在具體教學(xué)落實的過程中，圍繞遇到的問題有效反思，教師要能夠靈活把控有效選擇。貼近項目的難易程度，為學(xué)生延伸一些微視頻、課件等。貼近學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，驅(qū)動學(xué)生思考創(chuàng)新，提升學(xué)生思維品質(zhì)，以更好地推動學(xué)生綜合能力逐步發(fā)展。

三、Python教學(xué)設(shè)計實施設(shè)計的基本原則

Python程序作為計算思維的重要載體，對于提升學(xué)生編程能力具有重要意義。但Python語言終究屬于計算機語言，在學(xué)習(xí)的過程中需要學(xué)生運用抽象算法、歸納分解等方法有效整合，以更好地推動問題的創(chuàng)新性解決。在教學(xué)落實的過程中，教師既不能強制讓學(xué)生接受Python程序語言，又不能完全放手讓學(xué)生來自主探究。在教學(xué)實施的過程中，教師要能夠秉持有效的原則，將Python簡單易學(xué)的特點有效發(fā)揮，并指向于學(xué)生計算思維的發(fā)展與完善優(yōu)化教學(xué)設(shè)計。將教師的引導(dǎo)作用與學(xué)生的主體作用有機結(jié)合在一起，構(gòu)建靈動課堂教學(xué)氛圍。在課內(nèi)教學(xué)落實的過程中，需要堅持以下幾個原則。

（一）以學(xué)生對Python語言的掌握與運用為基礎(chǔ)設(shè)計教學(xué)過程

學(xué)生計算思維能力的發(fā)展是一個循序漸進的過程。在教學(xué)落實的過程中，教師要始終將以生為本理念深度貫徹，要著眼于學(xué)生自身對Python程序語言的學(xué)習(xí)和掌握為前提。通過有效的問題情景，設(shè)計目標(biāo)任務(wù)，引領(lǐng)學(xué)生更好地實現(xiàn)計算思維的學(xué)習(xí)與提升。而為了更好地讓學(xué)生熟練程序語言，教師還要為學(xué)生設(shè)計相應(yīng)的任務(wù)清單，讓學(xué)生在課前進行有效的自主學(xué)習(xí)。在課堂上主要圍繞破內(nèi)程序語言的基本應(yīng)用，讓學(xué)生完成一些目標(biāo)任務(wù)，這樣能夠更好地提升學(xué)生學(xué)習(xí)主動性。尤其是前期學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過程中，對這部分知識的理解比較單薄，也沒有遇到具體的問題，所以學(xué)生不具備明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)性。在課堂教學(xué)展開的過程中，教師要能夠著眼于國內(nèi)課程的一些知識重點課程設(shè)計，讓學(xué)生將對理論的理解應(yīng)用于具體的設(shè)計實踐中，幫助學(xué)生更好地突破知識重點，提升學(xué)生實踐應(yīng)用意識，在Python語言的使用中，為學(xué)生計算思維的培養(yǎng)奠定堅實基礎(chǔ)。

（二）以過程評價為原則豐富學(xué)生學(xué)習(xí)體驗完善整個教學(xué)過程

Python編程是提升學(xué)生計算思維的一項有力工具。在教學(xué)落實的過程中，教師要更好地以過程評價為原則，圍繞學(xué)生學(xué)習(xí)的各個階段有效評價，獎懲結(jié)合激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)進取意識。在教學(xué)展開的過程中，圍繞Python程序的運用，讓學(xué)生從抽象、算法、歸納、評價等多個方面來完善學(xué)習(xí)體驗。在教學(xué)展開的過程中，教師要能夠恰當(dāng)營造競爭學(xué)習(xí)氛圍，除了讓學(xué)生分步推進任務(wù)之外，還要更好地通過競爭環(huán)境的打造，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛力，讓學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中都可以主動探究、積極進步。通過教師分步分層的引導(dǎo)，讓學(xué)生計算思維發(fā)展更加連貫。同時，學(xué)生自身的學(xué)習(xí)進取意識也能得到更好地調(diào)動。教師要兼顧學(xué)習(xí)過程的完整性，并通過激勵、評價和引導(dǎo)，使學(xué)生有較強的學(xué)習(xí)成就感。這樣才可以推進教學(xué)目標(biāo)高效達成，學(xué)生自身的學(xué)習(xí)參與意識也能得到更好地調(diào)動

3.以問題解決為核心的推進學(xué)生對學(xué)習(xí)方法有效應(yīng)用

在Python教學(xué)落實的過程中，無論是教師引導(dǎo)下的合作學(xué)習(xí)，還是學(xué)生自主進行的探究性學(xué)習(xí)，都要以問題解決為核心。Python程序算法涉及的代碼非常多元，對于一些基本性內(nèi)容，教師可以為學(xué)生有效呈現(xiàn)，但涉及算法優(yōu)化、問題分析、代碼實現(xiàn)、生產(chǎn)輸出等多個環(huán)節(jié)，則要讓學(xué)生來獨立完成。教師要教會學(xué)生Python編程的有效方法，并引導(dǎo)學(xué)生積極的知識應(yīng)用。以編程落實，推動學(xué)生計算思維循序提升，讓學(xué)生能夠積極呈現(xiàn)作品嘗試創(chuàng)新。教師要兼顧學(xué)生個體的思維差異性，鼓勵學(xué)生積極探究創(chuàng)新應(yīng)用，推動學(xué)生綜合能力不斷發(fā)展。

四、計算思維培養(yǎng)視角下高中課程教學(xué)的實施階段

結(jié)合Python教學(xué)的內(nèi)在要求，以項目式教學(xué)，推動學(xué)生對Python程序語言有效掌握，發(fā)展學(xué)生的計算思維，需要在課前階段有效應(yīng)用，推動學(xué)生自主學(xué)習(xí)。同時在課中環(huán)節(jié)圍繞項目讓學(xué)生更好地完善方案有效探究，以教師的課堂答疑，幫助學(xué)生分解重難點，針對學(xué)生遇到的問題進行個別指導(dǎo)，并通過匯報展示環(huán)節(jié)，讓學(xué)生更好地交流碰撞，推動學(xué)生對Python算法靈活理解，完善學(xué)生學(xué)習(xí)體驗。

（一）課前階段

新的時代背景下，Python課程的學(xué)習(xí)不能僅僅集中于課堂，而是要更好地利用課前階段，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，有效探究，為課堂高效互動打下堅實基礎(chǔ)。

在課堂正式開展之前，教師可以通過QQ群組、微信群組、教學(xué)互動平臺、釘釘群組等網(wǎng)絡(luò)平臺為工具，為學(xué)生分享一些基礎(chǔ)性資料并推送學(xué)習(xí)任務(wù)單，指導(dǎo)學(xué)生明確課程重點，掌握學(xué)習(xí)方法。讓學(xué)生對需可能用到的一些學(xué)習(xí)資源提前掌握，兼顧不同學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，為他們預(yù)留課前學(xué)習(xí)任務(wù)。一些相對難的知識，可以讓學(xué)生反復(fù)學(xué)習(xí)充分準(zhǔn)備，以更好地促進學(xué)生對Python程序語言熟練掌握。學(xué)習(xí)任務(wù)單設(shè)計的過程中，教師也可以對課堂將涉及的項目情景有效延伸，讓學(xué)生在圍繞課本學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上對目標(biāo)項目有效思考。這樣可以更好地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生在課堂發(fā)言的過程中也能更加自信。這一環(huán)節(jié)的落實，可以依托微課的運用，幫助學(xué)生串聯(lián)重點，形成有效的學(xué)習(xí)思維，訓(xùn)練學(xué)生信息提取意識，以便在課堂上師生互動、高效答疑。

課前自主探究環(huán)節(jié)對學(xué)生基礎(chǔ)知識的掌握、課堂高效互動的落實及學(xué)生個性思維的形成都具有非常重要的意義。在課前環(huán)節(jié)，教師還要準(zhǔn)備多元素材，與學(xué)生進行一些在線互動交流。在對學(xué)生學(xué)情充分掌握的前提之下，再進入課中教學(xué)互動可以事半功倍。

（二）課中互動階段

課堂是教學(xué)落實的重要環(huán)節(jié)，在課堂互動階段，主要集中于課堂答疑、合作探究、項目成果展示三個重要環(huán)節(jié)有序展開。在課堂答疑環(huán)節(jié)，先是檢測學(xué)生對學(xué)習(xí)任務(wù)單的掌握情況，圍繞基礎(chǔ)知識中涉及的一些重點問題講解剖析，進一步幫助學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識。針對學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中遇到的一些學(xué)習(xí)障礙有效解答，以教師的講解助推學(xué)生對核心內(nèi)容鮮活理解，為編程應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)。

在合作探究環(huán)節(jié)，則主要通過項目式教學(xué)，讓學(xué)生以自主學(xué)習(xí)、小組討論、編程互動等多種方式進行項目任務(wù)的有效解決。在這個過程中每個學(xué)生既是一個獨立的個體，又需要與其他組組員分享討論，推動方案的修正和完善，并對Python編程代碼實現(xiàn)有效應(yīng)用。結(jié)合學(xué)生的編程成果，還要讓學(xué)生在小組內(nèi)部先進行一些調(diào)試，確保程序順暢運行。

之后再進入成果展示環(huán)節(jié)，將各個小組的合作成果到臺前匯報展示。其他小組認真聆聽觀摩，提出恰當(dāng)?shù)囊蓡枺部梢赃M行點評。為各個小組提供一個展示平臺，讓學(xué)生自身學(xué)習(xí)積極性有效帶動，并圍繞項目解決過程中學(xué)生獲得的一些經(jīng)驗有效分享。針對學(xué)生遇到的一些個性化問題，教師還要從旁協(xié)助和指導(dǎo)。最后，大家共同對算法進行論證，對代碼實現(xiàn)產(chǎn)生的結(jié)果進行有效匯總。以教師的評價幫助學(xué)生完善計算思維，提升學(xué)生算法優(yōu)化意識，為學(xué)生今后獨立實踐奠定良好基礎(chǔ)。

（三）課后延伸階段

課后階段是推動學(xué)生學(xué)以致用的重要階段。課后階段除了對學(xué)生課堂所取得的學(xué)習(xí)成果進一步整理和完善之外，教師可以為學(xué)生設(shè)計一些延伸小項目，推動學(xué)生進一步探索，讓學(xué)生試著脫離小組合作環(huán)境，獨立完成學(xué)習(xí)任務(wù)。進一步推動學(xué)生學(xué)以致用，完善學(xué)生的計算思維，促進學(xué)生對Python編程技能熟練掌握。

五、結(jié)束語

總之，隨著時代的不斷發(fā)展，信息技術(shù)已經(jīng)廣泛滲透入人們學(xué)習(xí)、生活、工作的方方面面。在計算機教學(xué)落實的過程中，著眼于更好地培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，提升學(xué)生思維品質(zhì)，發(fā)展學(xué)生的實踐能力。在Python編程的過程中，讓學(xué)生慢慢掌握算法，以項目式學(xué)習(xí)方式，推動學(xué)生能力提升。這更好地適應(yīng)了社會對人才綜合能力發(fā)展的需求，學(xué)習(xí)過程也帶有很大的靈活性，能夠推動學(xué)生計算思維進一步提升。

參? 考? 文? 獻

[1]梁麗霞， 林育珊. 計算思維視域下的高中Python校本課程建設(shè)與實踐[J]. 教育信息技術(shù)， 2021，（4）：5.

[2]郭文洪. 基于高中信息技術(shù)新課程計算思維培養(yǎng)的實踐[J]. 中學(xué)課程輔導(dǎo)：教師通訊， 2019，（13）：1.