摘 要：在我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步的當(dāng)下，信息技術(shù)積極融入中學(xué)教育工作當(dāng)中，積極促進(jìn)教學(xué)工作的開(kāi)展創(chuàng)新。隨著素質(zhì)教育全面開(kāi)展，信息技術(shù)教育工作在實(shí)施的過(guò)程中，亟須培養(yǎng)學(xué)生們信息化思維、計(jì)算思維，促使學(xué)生們更好地面對(duì)未來(lái)社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)。本文將針對(duì)計(jì)算思維內(nèi)涵，以及信息技術(shù)教育培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的意義進(jìn)行詳細(xì)分析，分析信息技術(shù)教育現(xiàn)狀，探析問(wèn)題，提出優(yōu)化策略。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);計(jì)算思維;信息素養(yǎng);教學(xué)策略

信息技術(shù)教育起源于計(jì)算科學(xué)，信息技術(shù)教育已經(jīng)成為教育領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。計(jì)算思維與學(xué)生們的學(xué)習(xí)、生活聯(lián)系非常緊密。所謂的計(jì)算思維便是運(yùn)用簡(jiǎn)約、嵌入、轉(zhuǎn)化、仿真等諸多方法手段，將表面看起來(lái)相對(duì)復(fù)雜、困惑的問(wèn)題，按照一定的邏輯思維進(jìn)行拆解。針對(duì)復(fù)雜問(wèn)題，有規(guī)律、有步驟的制訂出拆解問(wèn)題的策略，為學(xué)生們?nèi)蘸罂沙掷m(xù)發(fā)展打下良好基礎(chǔ)保障。本文將基于培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維出發(fā)，對(duì)信息技術(shù)教育工作相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)分析[1]。

一、計(jì)算思維內(nèi)涵及其特點(diǎn)概述

計(jì)算思維是在計(jì)算科學(xué)的基礎(chǔ)上所提出的，其實(shí)質(zhì)是針對(duì)復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行求解，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、人類(lèi)行為理解等相關(guān)內(nèi)容，提出的一系列思維形式的活動(dòng)。2006年周以真教授在ACM會(huì)刊首次提出計(jì)算思維（ComputationalThinking），它是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的思維方式進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及人類(lèi)行為理解等一系列的思維活動(dòng)。簡(jiǎn)言之，計(jì)算思維包括算法、分解、抽象、概括和調(diào)試五個(gè)基本要素。是針對(duì)復(fù)雜問(wèn)題開(kāi)展細(xì)致化、順序化解決的思維過(guò)程，在信息技術(shù)領(lǐng)域的展現(xiàn)，是借助信息技術(shù)程序解決復(fù)雜問(wèn)題的邏輯思維和過(guò)程，這種思維過(guò)程，可以脫離電腦、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)獨(dú)立存在。計(jì)算方法和模型，可以促使人們敢于處理那些原本由個(gè)人無(wú)法獨(dú)立完成的問(wèn)題[2]。從客觀層次上來(lái)看，計(jì)算思維屬于每個(gè)人都需要具備的基礎(chǔ)技能，在社會(huì)信息化發(fā)展迅速的當(dāng)下，每個(gè)人都應(yīng)該具備計(jì)算思維能力，才能在知識(shí)爆炸的時(shí)代，及時(shí)挖掘知識(shí)并且借助知識(shí)解決生活、學(xué)習(xí)當(dāng)中潛在的問(wèn)題。當(dāng)我們必須要解決一個(gè)特定問(wèn)題時(shí)，我們會(huì)先衡量這個(gè)問(wèn)題有多困難，什么才是解決該問(wèn)題的最佳方式，這一系列的思維運(yùn)行都屬于計(jì)算思維范疇內(nèi)[3]。

二、信息技術(shù)教育的現(xiàn)狀問(wèn)題闡述

（一）忽視了計(jì)算思維培養(yǎng)

在素質(zhì)教育工作積極落實(shí)之下，提出“提升信息素養(yǎng)”的要求，這導(dǎo)致中學(xué)信息技術(shù)教育工作更加趨于應(yīng)用化、工具化，課程教學(xué)陷入了煩瑣的操作技能訓(xùn)練當(dāng)中。應(yīng)試教育對(duì)于信息技術(shù)教育的影響也相對(duì)較大，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，信息技術(shù)教育工作開(kāi)展更加趨于向?qū)W生們傳授信息技術(shù)知識(shí)，忽視了學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)。針對(duì)學(xué)生們實(shí)際情況來(lái)看，學(xué)生們的起點(diǎn)水平差異相對(duì)較大，導(dǎo)致學(xué)生們信息技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)呈現(xiàn)出良莠不齊的情況，開(kāi)展教學(xué)難度相對(duì)較大，導(dǎo)致信息技術(shù)知識(shí)教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)銜接統(tǒng)一困難[4]。

（二）學(xué)科教學(xué)目標(biāo)不明確

從客觀層次上來(lái)看，我國(guó)信息技術(shù)教育發(fā)展的時(shí)間相對(duì)較短，信息技術(shù)學(xué)科教育經(jīng)驗(yàn)相比其他學(xué)科來(lái)說(shuō)相對(duì)有限，很容易導(dǎo)致教學(xué)目標(biāo)不明確、課程核心價(jià)值偏差等諸多問(wèn)題。信息技術(shù)教育工作目標(biāo)并不僅僅是將信息技術(shù)教育知識(shí)傳遞給廣大學(xué)生，更加要注重對(duì)學(xué)生們能力的培養(yǎng)，為學(xué)生們?nèi)蘸罂沙掷m(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。但是結(jié)合當(dāng)前信息技術(shù)教育教學(xué)工作來(lái)看，教師往往忽視了學(xué)生們知識(shí)遷移能力，忽視了對(duì)學(xué)生們必備能力的培養(yǎng)。在開(kāi)展信息技術(shù)教育時(shí)，更加注重引導(dǎo)學(xué)生們對(duì)各類(lèi)學(xué)習(xí)軟件操作，忽視了知識(shí)背后的客觀規(guī)律和邏輯思維引導(dǎo)，對(duì)于知識(shí)當(dāng)中隱藏的人文倫理內(nèi)涵講解更是少之又少。因?yàn)槿狈γ鞔_的教育目標(biāo)，導(dǎo)致學(xué)生們即使掌握信息技術(shù)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，但是思維也比較零散，技術(shù)掌握理解也相對(duì)較為零散，很難養(yǎng)成學(xué)生們獨(dú)特的思維習(xí)慣。

三、以計(jì)算思維培養(yǎng)為核心提升學(xué)生信息素養(yǎng)

傳統(tǒng)信息技術(shù)教育，學(xué)生們往往是為了完成學(xué)習(xí)任務(wù)，忽視了借助自身知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。而現(xiàn)代信息技術(shù)教育要求促進(jìn)學(xué)生們?nèi)姘l(fā)展，幫助學(xué)生們理解、掌握信息技術(shù)核心本質(zhì)，促進(jìn)新一輪信息技術(shù)教育改革順利、高質(zhì)量開(kāi)展。

信息素養(yǎng)是一種能力，涵蓋了文化層面（知識(shí)方面）、信息意識(shí)（意識(shí)方面）、信息技能（技術(shù)方面）。中學(xué)階段信息素養(yǎng)要求學(xué)生具備對(duì)信息獲取、加工、管理、表達(dá)和交流的能力，具備在各種信息活動(dòng)中對(duì)過(guò)程、方法、結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)的能力，具備能對(duì)信息活動(dòng)發(fā)表觀點(diǎn)、交流思想、開(kāi)展合作、解決問(wèn)題的能力，在生活實(shí)踐中能夠感受信息文化、增強(qiáng)信息意識(shí)、內(nèi)化信息理論，遵守法律法規(guī)，具有與社會(huì)發(fā)展相匹配的信息素養(yǎng)、社會(huì)價(jià)值觀和社會(huì)責(zé)任感。而計(jì)算思維是一種基于技術(shù)而非機(jī)械技能的、具有信息學(xué)科特質(zhì)的思維方式，具有一定的數(shù)學(xué)思維特質(zhì)和工程思維特質(zhì)，以及多學(xué)科融合的特點(diǎn)。這種思維方式不僅在信息科學(xué)的學(xué)習(xí)中，也時(shí)刻滲透在我們的生活中。二者的不同之處在于“信息素養(yǎng)”是對(duì)人未來(lái)所需要具備的信息能力和素養(yǎng)的一個(gè)更廣泛、更全面的概括，“計(jì)算思維”側(cè)重強(qiáng)調(diào)要人們具備像計(jì)算機(jī)、科學(xué)家那樣具備更理智、更縝密的思考能力。

在信息教育實(shí)踐中，教師要以培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)為目標(biāo)，依托訓(xùn)練學(xué)生的計(jì)算思維為載體，不斷嘗試運(yùn)用多種教育教學(xué)方法開(kāi)展豐富多彩的、科學(xué)生動(dòng)的教學(xué)活動(dòng)，中學(xué)信息技術(shù)教師可以基于信息技術(shù)教材，提高改進(jìn)教學(xué)方案，運(yùn)用跨學(xué)科手段激發(fā)學(xué)生思維活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維的運(yùn)用，見(jiàn)圖1。培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能促進(jìn)學(xué)生們?nèi)姘l(fā)展，強(qiáng)化學(xué)生邏輯思維能力，這種思維是人的思維而不是計(jì)算機(jī)的思維，是人用計(jì)算思維來(lái)控制計(jì)算設(shè)備，從而更高效、快速地完成單純依靠人力無(wú)法完成的任務(wù)，解決計(jì)算時(shí)代之前無(wú)法想象的問(wèn)題。

中學(xué)生正處于邏輯思維快速發(fā)展的重要階段，在該階段教學(xué)工作中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維，能夠?qū)W(xué)生們未來(lái)發(fā)展、未來(lái)可持續(xù)進(jìn)步帶來(lái)強(qiáng)大動(dòng)力。計(jì)算思維將成為一種常態(tài)化思維方式，學(xué)生利用這種思維認(rèn)知未來(lái)世界、駕馭未來(lái)世界。結(jié)合具體問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生們對(duì)問(wèn)題開(kāi)展具體化的分析，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維，強(qiáng)化學(xué)生們解決問(wèn)題的能力，不斷強(qiáng)化學(xué)生們的能力和專(zhuān)業(yè)知識(shí)水平。

四、基于計(jì)算思維提升信息技術(shù)課堂教學(xué)的優(yōu)化策略

根據(jù)《中小學(xué)信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要（試行）》文件指出：中學(xué)信息技術(shù)課程通過(guò)學(xué)生系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，提升學(xué)生信息素養(yǎng)。計(jì)算思維的關(guān)鍵是通過(guò)對(duì)問(wèn)題的深入分析，對(duì)復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化、抽象，然后構(gòu)建合理的數(shù)學(xué)模型，并選擇適當(dāng)?shù)乃惴右詫?shí)現(xiàn)。在實(shí)際教育活動(dòng)中，教師可結(jié)合各個(gè)學(xué)段的實(shí)際情況，運(yùn)用計(jì)算思維指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)設(shè)計(jì)，或者對(duì)計(jì)算思維的實(shí)施策略做合理的調(diào)整。結(jié)合中學(xué)信息技術(shù)教育特點(diǎn)，計(jì)算思維主要表現(xiàn)在“提出問(wèn)題—―分析分解問(wèn)題—―獲取數(shù)據(jù)—―建立模型—―設(shè)計(jì)方案—―實(shí)施方案—―評(píng)價(jià)總結(jié)”。

（一）引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建思維模型解決問(wèn)題

信息技術(shù)教師可結(jié)合教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，結(jié)合學(xué)生年齡，以及心理特點(diǎn)，構(gòu)建一個(gè)適合受教學(xué)生群體特征的思維模型?？梢詡?cè)重培養(yǎng)學(xué)生在解決問(wèn)題前構(gòu)建“需求分析—―設(shè)計(jì)解決流程圖”的思維模型提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力。

例如：在《機(jī)器人走迷宮》課程中，教師結(jié)合實(shí)際生活中的實(shí)例，如“蒙眼摸人游戲”“碰碰車(chē)”等學(xué)生曾經(jīng)玩過(guò)的游戲來(lái)引導(dǎo)學(xué)生首先進(jìn)行“問(wèn)題分析：機(jī)器人要能像人一樣走出迷宮，需要實(shí)現(xiàn)哪些功能？”實(shí)際就是在“需求分析：第一要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人可以行走;第二要能識(shí)別障礙物;第三要能識(shí)別迷宮出口”。這個(gè)過(guò)程是計(jì)算思維最基本的思維過(guò)程，通過(guò)長(zhǎng)期這樣的思維訓(xùn)練，學(xué)生逐漸形成了做需求分析的思維模式和習(xí)慣，那么就為培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

完成了需求分析，需要學(xué)生具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S能力來(lái)思考解決問(wèn)題的步驟和環(huán)節(jié)。結(jié)合學(xué)生的年齡特征，“設(shè)計(jì)解決圖”的方法在信息技術(shù)課堂教學(xué)中更容易實(shí)現(xiàn)，學(xué)生也更容易接受和理解。在上面實(shí)例中，要解決“第一要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人可以行走，第二要能識(shí)別障礙物，第三要能識(shí)別迷宮出口”這三個(gè)問(wèn)題，教師可以指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)流程圖，可以通過(guò)梳理機(jī)器人的基本組成結(jié)構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的“分—―分解—―轉(zhuǎn)化”，最終找到解決方案。

（二）翻轉(zhuǎn)課堂，強(qiáng)化計(jì)算思維培養(yǎng)重視度

在開(kāi)展信息技術(shù)教育工作時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維必須要貫徹循序漸進(jìn)的原則，逐步培養(yǎng)學(xué)生們的計(jì)算思維，讓學(xué)生們逐步可以自主地按照邏輯標(biāo)準(zhǔn)化、順序化解決問(wèn)題，習(xí)慣性地模擬計(jì)算機(jī)科學(xué)家的思維，在面臨問(wèn)題的過(guò)程中，能實(shí)現(xiàn)深層次、多角度的思考。中學(xué)生正處于能力培養(yǎng)的最佳時(shí)期，教師應(yīng)該把握機(jī)會(huì)，高質(zhì)量增強(qiáng)學(xué)生的計(jì)算思維。為此，教師可以將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式引入到信息技術(shù)教育工作當(dāng)中，引導(dǎo)學(xué)生自主自覺(jué)地進(jìn)行知識(shí)學(xué)習(xí)，并且自主解決問(wèn)題，使學(xué)生在學(xué)習(xí)實(shí)踐的過(guò)程中，強(qiáng)化計(jì)算思維的認(rèn)知理解，為內(nèi)化思維奠定良好基礎(chǔ)。

例如：在課前，教師可以借助線上學(xué)習(xí)工具，將教學(xué)資源課件資源進(jìn)行傳遞，教師可以結(jié)合教學(xué)目標(biāo)提出教學(xué)問(wèn)題，讓學(xué)生們?cè)谡n前自主學(xué)習(xí)、自主分析問(wèn)題的過(guò)程中解決問(wèn)題。在課堂教學(xué)中，教師可以有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生們自主學(xué)習(xí)的問(wèn)題進(jìn)行解答，篩選出學(xué)生們覺(jué)得相對(duì)困難的問(wèn)題進(jìn)行講解，并且將系統(tǒng)性解決問(wèn)題的流程標(biāo)準(zhǔn)傳遞給學(xué)生。課后，教師應(yīng)該適當(dāng)?shù)夭贾闷蛴趯?shí)踐類(lèi)型的作業(yè)，讓學(xué)生們?cè)陟柟讨R(shí)的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化實(shí)踐能力。動(dòng)態(tài)化對(duì)學(xué)生課后作業(yè)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和指導(dǎo)，若發(fā)現(xiàn)學(xué)生們操作過(guò)程當(dāng)中遇到困難，應(yīng)該第一時(shí)間對(duì)學(xué)生們進(jìn)行指點(diǎn)。切實(shí)借助翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，讓學(xué)生們面臨問(wèn)題自主地解決，幫助學(xué)生們強(qiáng)化計(jì)算思維素養(yǎng)。

（三）小組合作，逐步培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維

教師在教學(xué)活動(dòng)中可以借助小組合作的模式，讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算思維的內(nèi)化。在教學(xué)問(wèn)題引導(dǎo)下，教學(xué)過(guò)程層層分析、層層深入，引導(dǎo)學(xué)生們?cè)诤献魈骄康倪^(guò)程中對(duì)知識(shí)深入分析。讓學(xué)生們以小組的形式制訂出問(wèn)題解決模型，并通過(guò)分工合作的方式，讓學(xué)生集體制訂解決問(wèn)題的步驟和方法。小組合作教學(xué)作為培養(yǎng)學(xué)生們自主學(xué)習(xí)積極性最為關(guān)鍵的技術(shù)手段，幫助學(xué)生提升分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，同時(shí)促進(jìn)學(xué)生端正“學(xué)習(xí)態(tài)度”，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成“自評(píng)”“互評(píng)”“總結(jié)”的思維模式，逐步培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維。

例如：在“利用Photoshop制作圖像藝術(shù)字”這節(jié)課中，教師在完成Photoshop操作教學(xué)后，引導(dǎo)學(xué)生以合作的模式開(kāi)展問(wèn)題引導(dǎo)教學(xué)：2人一組，分工合作，以“元旦賀卡”為主題，利用Photoshop軟件來(lái)制作元旦賀卡，要求主題明確、內(nèi)容積極向上，表達(dá)主題新穎、構(gòu)思獨(dú)特巧妙、畫(huà)面美觀和諧。這樣設(shè)計(jì)的課堂實(shí)踐活動(dòng)，通過(guò)提出問(wèn)題和要求，引導(dǎo)學(xué)生們結(jié)合問(wèn)題要求，通過(guò)對(duì)問(wèn)題的“分析—―分解—―分工”的過(guò)程，進(jìn)行元旦賀卡“賀卡結(jié)構(gòu)建模—―內(nèi)容設(shè)計(jì)—―評(píng)價(jià)總結(jié)—―完成展示”的設(shè)計(jì)，在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生們逐個(gè)問(wèn)題進(jìn)行拆解，有邏輯、有順序地對(duì)各個(gè)圖片圖形進(jìn)行拆解、組合、美化，并實(shí)現(xiàn)任務(wù)，切實(shí)逐步培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

（四）生活化教學(xué)，內(nèi)化學(xué)生計(jì)算思維

內(nèi)化計(jì)算思維是確保計(jì)算思維在學(xué)生們生活、學(xué)習(xí)當(dāng)中應(yīng)用的關(guān)鍵，更是信息技術(shù)教育的終極目標(biāo)。教師可以在開(kāi)展信息技術(shù)教育的過(guò)程中，引入生活化教學(xué)內(nèi)容，讓信息技術(shù)知識(shí)與學(xué)生實(shí)際生活緊密聯(lián)系，讓學(xué)生們認(rèn)識(shí)生活當(dāng)中的信息技術(shù)知識(shí)，并且有針對(duì)性地解決生活問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)計(jì)算思維內(nèi)化。生活化教學(xué)模式能讓學(xué)生重新構(gòu)建思維模式，高效解決生活問(wèn)題。

結(jié)束語(yǔ)

中學(xué)信息技術(shù)教育中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的意義重大。中學(xué)信息技術(shù)教育內(nèi)容對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)既抽象又好奇，引導(dǎo)學(xué)生們培養(yǎng)良好的計(jì)算思維，不僅可以幫助學(xué)生們更好學(xué)習(xí)信息技術(shù)知識(shí)，而且還可以幫助學(xué)生們借助計(jì)算思維解決生活、學(xué)習(xí)當(dāng)中面臨的其他困難。計(jì)算思維作為未來(lái)人才必須要具備的基礎(chǔ)能力，在進(jìn)行信息技術(shù)教育的過(guò)程中，教師必須要有針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維，以信息技術(shù)教育知識(shí)為載體，逐步培養(yǎng)學(xué)生們的計(jì)算思維。

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作者簡(jiǎn)介：趙振囡（1983— ），女，漢族，黑龍江大慶市人，本科，中學(xué)一級(jí)，研究方向：中小學(xué)信息技術(shù)教育教學(xué)管理，信息技術(shù)特色課程體系研究，中小學(xué)科技創(chuàng)新課程開(kāi)發(fā)。

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