初中信息科技教學(xué)中計(jì)算思維培養(yǎng)實(shí)踐

【摘要】計(jì)算思維是學(xué)生應(yīng)具備的重要思維能力之一，對(duì)學(xué)生具有重要意義。故而，在初中信息科技教學(xué)中，教師應(yīng)重視對(duì)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)。在開(kāi)展教學(xué)實(shí)踐時(shí)，教師可以從立足情境提問(wèn)題、立足問(wèn)題理流程、立足探究啟思維、立足回顧重總結(jié)四個(gè)方面入手，思考教學(xué)策略的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，進(jìn)而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生分解思維、算法思維、抽象思維、概括思維的目的，促進(jìn)學(xué)生綜合能力的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】初中；信息科技；計(jì)算思維

作者簡(jiǎn)介：周海生（1984—），男，江蘇省南京市第二十九中學(xué)致遠(yuǎn)初級(jí)中學(xué)。

計(jì)算思維是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解等一系列思維活動(dòng)。計(jì)算思維還包括分解思維、算法思維、抽象思維、概括思維、建模思維等多種思維?；诖?，在開(kāi)展信息科技教學(xué)時(shí)，教師需要有效設(shè)計(jì)教學(xué)策略，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，從而讓學(xué)生更順利地適應(yīng)信息社會(huì)的發(fā)展。

一、初中信息科技教學(xué)中計(jì)算思維培養(yǎng)的重要性

（一）提高學(xué)生適應(yīng)社會(huì)的能力

當(dāng)前的社會(huì)已經(jīng)發(fā)展成信息社會(huì)，生活中的方方面面都離不開(kāi)信息科技。由此可見(jiàn)，學(xué)習(xí)信息科技，不僅是學(xué)業(yè)要求，也是適應(yīng)信息社會(huì)發(fā)展的要求。計(jì)算思維便是學(xué)生適應(yīng)信息社會(huì)的重要能力。

在當(dāng)下的信息社會(huì)中，獲取知識(shí)的過(guò)程變得信息化、商品的購(gòu)買變得信息化、機(jī)器的使用變得信息化……許多事物都朝著信息化發(fā)展。教師為了讓學(xué)生更好地適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，便應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

（二）提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力

計(jì)算思維包括分解思維、抽象思維、概括思維等多種思維方式，不同的思維方式對(duì)應(yīng)著不同解決問(wèn)題的方法。

在信息科技課堂中，學(xué)生能夠遇到多種多樣的問(wèn)題；在解決問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生便需要運(yùn)用不同的思維方式。教師應(yīng)重視對(duì)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)，提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力。

（三）提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作的能力

在學(xué)習(xí)信息科技知識(shí)的過(guò)程中學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題往往不是單一的問(wèn)題，而是復(fù)合的問(wèn)題，這些問(wèn)題往往需要多人合作解決。

學(xué)生需要掌握分解思維，即對(duì)復(fù)雜的問(wèn)題進(jìn)行拆解，將其劃分為若干小問(wèn)題，從而做到逐步攻破。這個(gè)整合與拆解的過(guò)程，便需要學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作。在教學(xué)信息科技知識(shí)時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生建立良好的計(jì)算思維，讓學(xué)生學(xué)會(huì)借助團(tuán)隊(duì)合作的力量，合理分解復(fù)雜的問(wèn)題，從而有效解決問(wèn)題。

二、初中信息科技教學(xué)中計(jì)算思維培養(yǎng)的策略

（一）立足情境提問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的分解思維

分解思維是指能夠?qū)⒋髥?wèn)題拆分成小問(wèn)題、將復(fù)雜問(wèn)題拆分成簡(jiǎn)單問(wèn)題的思維能力［1］。分解思維是解決問(wèn)題、處理問(wèn)題的好方法。

在現(xiàn)實(shí)生活中，學(xué)生會(huì)遇到各種形式的問(wèn)題。如何有效解決問(wèn)題，是對(duì)學(xué)生思維能力的考驗(yàn)。在信息科技教學(xué)中，教師需要借助創(chuàng)設(shè)情境的方式，引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題，并有效分解問(wèn)題，從而逐漸培養(yǎng)分解思維。

以蘇科版信息科技七年級(jí)上冊(cè)第三單元探索3“網(wǎng)頁(yè)的編輯和發(fā)布”為例。學(xué)生需要學(xué)習(xí)兩個(gè)層面的知識(shí)，其一是網(wǎng)頁(yè)的編輯，其二是網(wǎng)頁(yè)的發(fā)布。

首先，筆者為學(xué)生呈現(xiàn)一個(gè)完整地編輯網(wǎng)頁(yè)的短視頻，并要求學(xué)生注意觀察視頻中的操作流程。

其次，筆者引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題，幫助學(xué)生完成對(duì)知識(shí)點(diǎn)的分解學(xué)習(xí)。有的學(xué)生提出問(wèn)題：“視頻中使用的是哪一種網(wǎng)頁(yè)編輯工具？”有的學(xué)生提出問(wèn)題：“視頻中的人在操作時(shí)，并沒(méi)有區(qū)分代碼的大小寫，這一點(diǎn)是否需要注意呢？”在整理學(xué)生提出的問(wèn)題后，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生已經(jīng)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行了有效分解。

再次，筆者引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)對(duì)網(wǎng)頁(yè)編輯的過(guò)程進(jìn)行分解，讓學(xué)生了解常用的網(wǎng)頁(yè)開(kāi)發(fā)工具有哪些、代碼的使用是否區(qū)分大小寫、常見(jiàn)的網(wǎng)頁(yè)字符編碼有哪些等問(wèn)題。

最后，在對(duì)知識(shí)進(jìn)行分解后，學(xué)生便能夠整體認(rèn)識(shí)網(wǎng)頁(yè)的編輯。至此，筆者引導(dǎo)學(xué)生回顧自己分析問(wèn)題的過(guò)程，總結(jié)分解思維的工作方式—將大問(wèn)題拆解為小問(wèn)題，再逐一解決小問(wèn)題。

（二）立足問(wèn)題理流程，培養(yǎng)學(xué)生的算法思維

算法是指解決問(wèn)題的方法和步驟，而算法思維則是指通過(guò)對(duì)不同方法和步驟的思考，高效、便捷地解決問(wèn)題。

簡(jiǎn)單來(lái)講，算法思維便是找到問(wèn)題的最優(yōu)解。在信息科技課堂教學(xué)中，教師需要通過(guò)設(shè)置問(wèn)題的方式引發(fā)學(xué)生的思考，讓學(xué)生思考解決問(wèn)題的不同流程，并找到簡(jiǎn)單且高效的方法［2］。對(duì)學(xué)生而言，培養(yǎng)算法思維不僅可以切實(shí)提高解決問(wèn)題的效率，還能夠提高建構(gòu)知識(shí)的能力。

以蘇科版信息科技七年級(jí)上冊(cè)第四單元探索3“小型互聯(lián)系統(tǒng)的搭建及故障排除”為例。學(xué)生需要學(xué)習(xí)小型互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與搭建、配置與調(diào)試、故障診斷與排除、維護(hù)與管理四個(gè)方面的內(nèi)容。筆者通過(guò)問(wèn)題的引導(dǎo)，幫助學(xué)生理清解決問(wèn)題的流程，達(dá)成培養(yǎng)學(xué)生算法思維的目的。

首先，筆者引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)小型互聯(lián)系統(tǒng)可能存在的硬件故障與軟件故障。硬件故障分為網(wǎng)卡問(wèn)題、交換機(jī)故障、防火墻故障、路由器故障；軟件故障分為病毒感染、軟件沖突、軟件版本問(wèn)題、軟件設(shè)置問(wèn)題。

其次，筆者提出問(wèn)題：“怎樣進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)故障的診斷與排除？”通過(guò)討論與分析，學(xué)生認(rèn)為可以通過(guò)七個(gè)步驟一一排除故障：檢查網(wǎng)絡(luò)連接、檢查網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、檢查網(wǎng)絡(luò)流量、檢查系統(tǒng)日志、檢查防火墻、檢查病毒和惡意軟件、尋求專業(yè)幫助。至此，學(xué)生對(duì)小型互聯(lián)系統(tǒng)可能存在哪些故障以及怎樣檢測(cè)故障有了一定掌握，在遇到小型互聯(lián)系統(tǒng)的故障問(wèn)題時(shí)，便可以根據(jù)檢測(cè)步驟，依次檢測(cè)，直到排除故障。

最后，經(jīng)過(guò)多次練習(xí)，學(xué)生可以找到故障出現(xiàn)的原因，培養(yǎng)算法思維。

在上述教學(xué)中，筆者借助設(shè)置問(wèn)題的方式，引導(dǎo)學(xué)生思考信息科技知識(shí)，并具體分析小型互聯(lián)系統(tǒng)故障的內(nèi)容，讓學(xué)生在思考中實(shí)現(xiàn)對(duì)算法思維的培養(yǎng)，從而實(shí)現(xiàn)思維能力的提升。

（三）立足探究啟思維，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維

抽象思維是指在分析問(wèn)題時(shí)，能夠抓住問(wèn)題的本質(zhì)特點(diǎn)，并根據(jù)特點(diǎn)形成概念，從而完成推理、判斷、分析的思維過(guò)程［3］。

對(duì)學(xué)生而言，培養(yǎng)抽象思維可以找到主要問(wèn)題與次要問(wèn)題，從而對(duì)問(wèn)題的解決順序進(jìn)行正確的排列?；诖?，在信息科技教學(xué)中，教師需要借助組織探究活動(dòng)的方式，啟發(fā)學(xué)生的思維，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生抽象思維的目的。

以蘇科版信息科技七年級(jí)上冊(cè)第三單元探索1“互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中數(shù)據(jù)的構(gòu)成”為例。學(xué)生需要了解互聯(lián)網(wǎng)中常見(jiàn)的數(shù)據(jù)構(gòu)成。基于此，筆者組織學(xué)生進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，讓學(xué)生了解如何分清知識(shí)點(diǎn)中的主要內(nèi)容與次要內(nèi)容，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生抽象思維的目的。

首先，筆者要求學(xué)生探究互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)分類。在探究中，學(xué)生可以回想自己瀏覽互聯(lián)網(wǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn)有哪些內(nèi)容，這些內(nèi)容便是互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)。由此，學(xué)生回答：“音頻內(nèi)容、視頻內(nèi)容、文字內(nèi)容、圖片內(nèi)容?！?/p>

其次，筆者根據(jù)學(xué)生的回答，列舉適當(dāng)?shù)陌咐龓椭鷮W(xué)生進(jìn)一步理解互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)。這時(shí)，學(xué)生已經(jīng)完成對(duì)“互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中數(shù)據(jù)的構(gòu)成”知識(shí)的學(xué)習(xí)。在此過(guò)程中，學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知從一個(gè)問(wèn)題拓展到具體的網(wǎng)頁(yè)文本、音頻、視頻等內(nèi)容，這是學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行抽象思考后獲得的具象答案，也是學(xué)生對(duì)抽象思維的具體運(yùn)用。

最后，為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維，筆者要求學(xué)生以“大運(yùn)河”為關(guān)鍵詞進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)搜索，并分享自己搜索到的數(shù)據(jù)構(gòu)成。在學(xué)生給出的答案中，有關(guān)于大運(yùn)河歷史的文字性介紹，也有大運(yùn)河的真實(shí)圖片，還有大運(yùn)河的美景視頻。

在上述教學(xué)中，筆者組織學(xué)生探究“互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中數(shù)據(jù)的構(gòu)成”，以此引導(dǎo)學(xué)生對(duì)抽象的問(wèn)題進(jìn)行分析，讓學(xué)生獲得具體的答案，從而達(dá)成培養(yǎng)學(xué)生抽象思維的目的。

（四）立足回顧重總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的概括思維

概括思維是指能夠借助已經(jīng)解決的問(wèn)題總結(jié)快速解決新問(wèn)題的方法。

教師在教學(xué)實(shí)踐中，無(wú)論是對(duì)知識(shí)點(diǎn)的總結(jié)，還是對(duì)教學(xué)活動(dòng)的總結(jié)，都是培養(yǎng)學(xué)生概括思維必不可少的環(huán)節(jié)［4］。教師在講解信息科技知識(shí)時(shí)，需要引導(dǎo)學(xué)生重視對(duì)知識(shí)進(jìn)行概括，這不僅可以幫助學(xué)生記憶知識(shí)，還可以促進(jìn)學(xué)生思維能力的提高。

以蘇科版信息科技七年級(jí)上冊(cè)第一單元探索1“互聯(lián)網(wǎng)的演變”為例。學(xué)生需要掌握互聯(lián)網(wǎng)的定義、互聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)、中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷史等內(nèi)容。基于此，筆者在開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生依次認(rèn)知上述概念，并引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行概括。

首先，筆者引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)概念。針對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的概念，筆者讓學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。學(xué)生認(rèn)識(shí)到，互聯(lián)網(wǎng)的英文是Internet，因而又被音譯為因特網(wǎng)，是計(jì)算機(jī)交互網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)稱，是世界上最大的廣域網(wǎng)。

其次，筆者引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)互聯(lián)網(wǎng)在中國(guó)的發(fā)展。學(xué)生認(rèn)識(shí)到，互聯(lián)網(wǎng)在中國(guó)的發(fā)展歷程可大致分為三個(gè)階段：分別是研究試驗(yàn)階段、起步階段、快速增長(zhǎng)階段。

再次，筆者引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)在中國(guó)的發(fā)展歷程分析互聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)。學(xué)生認(rèn)識(shí)到，互聯(lián)網(wǎng)具備運(yùn)營(yíng)產(chǎn)業(yè)化、應(yīng)用商業(yè)化、互聯(lián)全球化、業(yè)務(wù)處理智能化等特點(diǎn)。

最后，在學(xué)生完成上述知識(shí)的學(xué)習(xí)后，筆者為學(xué)生適當(dāng)拓展內(nèi)容。如中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已經(jīng)取得長(zhǎng)足進(jìn)展、光纖網(wǎng)絡(luò)和4G、5G移動(dòng)通信技術(shù)得到廣泛運(yùn)用。此外，筆者還引導(dǎo)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行概括，培養(yǎng)學(xué)生的概括思維。筆者提示學(xué)生：“同學(xué)們可以采用重點(diǎn)詞語(yǔ)進(jìn)行概括。”學(xué)生在概括互聯(lián)網(wǎng)的定義時(shí)，提煉出“Internet”“交互網(wǎng)絡(luò)”“廣域網(wǎng)”等重點(diǎn)詞語(yǔ)；在概括互聯(lián)網(wǎng)在中國(guó)的發(fā)展情況時(shí)，分別從發(fā)展階段與發(fā)展特點(diǎn)兩方面提煉出重點(diǎn)詞語(yǔ)。

在上述教學(xué)過(guò)程中，筆者通過(guò)組織學(xué)生自主分析知識(shí)和自主概括知識(shí)的方式，讓學(xué)生對(duì)關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)的知識(shí)內(nèi)容有了一定的認(rèn)識(shí)，并且讓學(xué)生的概括思維得到了有效鍛煉。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，計(jì)算思維對(duì)學(xué)生未來(lái)的成長(zhǎng)與發(fā)展有重要的影響。在初中階段的信息科技教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的課題，切實(shí)提升學(xué)生的計(jì)算思維能力。故而，教師在開(kāi)展信息科技教學(xué)時(shí)，需要有效運(yùn)用立足情境提問(wèn)題、立足問(wèn)題理流程、立足探究啟思維、立足回顧重總結(jié)等教學(xué)策略，組織有效的信息科技課堂活動(dòng)，讓學(xué)生的計(jì)算思維得到有效培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生實(shí)現(xiàn)思維能力的發(fā)展。

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