趙興勝

以計(jì)算思維為導(dǎo)向的高中信息技術(shù)教學(xué)策略

趙興勝

（靖遠(yuǎn)縣第四中學(xué)，甘肅白銀730600）

計(jì)算思維作為高中生應(yīng)具備的信息技術(shù)素養(yǎng)之一，教師通過設(shè)計(jì)科學(xué)有效的教學(xué)環(huán)節(jié)與內(nèi)容，有助于學(xué)生計(jì)算思維的提升，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的意識(shí)與能力。本文以高中信息技術(shù)教學(xué)實(shí)例，簡(jiǎn)要闡述了以計(jì)算思維為導(dǎo)向的信息技術(shù)教學(xué)策略。

高中信息技術(shù)；計(jì)算思維；教學(xué)策略

計(jì)算思維指的是學(xué)生在實(shí)際學(xué)習(xí)中，大腦中形成的全部思維活動(dòng)。如教師給予學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)后，學(xué)生需要結(jié)合所學(xué)信息知識(shí)在自己的大腦中經(jīng)歷抽象、建模以及計(jì)算等一系列思維活動(dòng)。高中信息技術(shù)教師應(yīng)加強(qiáng)此方面重視程度，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)信息知識(shí)的理解，為實(shí)踐訓(xùn)練奠定良好基礎(chǔ)；引導(dǎo)學(xué)生建立對(duì)信息技術(shù)的熟悉感，讓學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決一些實(shí)際問題，提升學(xué)生的計(jì)算思維能力。本文筆者就結(jié)合教學(xué)實(shí)際，闡述培養(yǎng)高中生計(jì)算思維的必要性、教學(xué)現(xiàn)狀，并提出行之有效的教學(xué)策略。

一、培養(yǎng)高中生計(jì)算思維的必要性

（一）學(xué)生個(gè)人發(fā)展的需求

受傳統(tǒng)教育理念影響，高中信息技術(shù)課堂存在著“什么實(shí)用教什么”的教學(xué)誤區(qū)，功利性的教學(xué)行為阻礙著高中生綜合信息素養(yǎng)的培養(yǎng)與提升。教師如果一味地強(qiáng)調(diào)將“提高學(xué)生軟件操作能力”作為課堂教學(xué)的重心，那么高中生對(duì)信息技術(shù)課程的認(rèn)知將停留在表層，影響了高中生未來的學(xué)習(xí)和發(fā)展。教師在信息課堂中重視學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)，這就意味著學(xué)生不再單單是技術(shù)工具的使用者，而是新時(shí)代下不斷創(chuàng)新與探索的創(chuàng)造者。隨著時(shí)代的發(fā)展，各種應(yīng)用軟件推陳出新，這就要求高中生要具備一定的計(jì)算思維，學(xué)會(huì)批判性地接受新技術(shù)以及學(xué)習(xí)新技術(shù)。這將對(duì)高中生未來學(xué)習(xí)發(fā)展有重要意義。

（二）信息技術(shù)課程發(fā)展的需求

當(dāng)前高中信息技術(shù)課程發(fā)展存在著一定缺陷，教師在教學(xué)過程中多重視學(xué)生應(yīng)用軟件的熟練程度，無法引領(lǐng)學(xué)生積極探究應(yīng)用軟件背后蘊(yùn)藏的科學(xué)性。這樣的教學(xué)理念不利于高中生對(duì)信息技術(shù)課程更深層次地理解與認(rèn)知。教師通過有意識(shí)地培養(yǎng)高中生計(jì)算思維，讓學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中不單單只注重理論知識(shí)學(xué)習(xí)，更重視其背后的科學(xué)性與思想性，有助于信息技術(shù)課程未來持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

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

（一）課堂教學(xué)模式滯后

在傳統(tǒng)的信息技術(shù)課教育中有兩種基本的教育形式。一種方法是教師先講解和演示，然后學(xué)生操作訓(xùn)練。在這種模式下，教師講解完一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生跟著操作練習(xí)，機(jī)械地跟著教師的步伐走，這樣，學(xué)生難以完整而系統(tǒng)地掌握整堂課的知識(shí)點(diǎn)。另一種是教師先演示操作完所有知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容，把時(shí)間交給學(xué)生完成上機(jī)任務(wù)，學(xué)生根據(jù)教師先前的講解記憶完成任務(wù)。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生花很多時(shí)間在電腦上，所以很少受到外界的干擾。但是，因?yàn)榻處熤v解起來要花很長(zhǎng)時(shí)間，學(xué)生很容易忘記以前學(xué)過的內(nèi)容，這種方法效率不高。以上兩種教學(xué)方法顯然不利于教學(xué)效率的提升，對(duì)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)更是無稽之談。此外，受應(yīng)試教育影響，當(dāng)今大部分教師的教學(xué)都在為應(yīng)試教育服務(wù)，從“唯分?jǐn)?shù)論”的觀念到培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的素質(zhì)教育要很長(zhǎng)一段時(shí)間。當(dāng)前無論是社會(huì)、學(xué)校、家庭還是學(xué)生自己都無比重視分?jǐn)?shù)，在這種氛圍推動(dòng)下教師就更注重分?jǐn)?shù)了，而對(duì)于與分?jǐn)?shù)無關(guān)的事情則是有時(shí)間精力的時(shí)候顧及一點(diǎn)，沒有時(shí)間精力就忽視。所以大多信息技術(shù)教師也比較關(guān)注學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握，對(duì)學(xué)生計(jì)算思維方面關(guān)注度不大。此外，大多數(shù)教育者衡量學(xué)生是否是一名好學(xué)生的觀念，取決于學(xué)生是否聽話、順從，如此一來，思維的活躍與創(chuàng)新局限于分?jǐn)?shù)和是否順從之間。在此觀念之下，無形之中阻礙了學(xué)生計(jì)算思維能力的發(fā)展。

（二）教師缺乏培養(yǎng)意識(shí)

教師是課堂中的引領(lǐng)者、輔助者，高中生計(jì)算思維的培養(yǎng)需要教師的大力支持。在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中，假設(shè)信息技術(shù)教師不看重學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)，無法設(shè)計(jì)合理、科學(xué)的教學(xué)環(huán)節(jié)與內(nèi)容，會(huì)嚴(yán)重影響高中生信息技術(shù)學(xué)習(xí)的興趣與質(zhì)量，計(jì)算思維培養(yǎng)更談不上。信息技術(shù)與主課科目相比地位較低，傳統(tǒng)教學(xué)模式下信息技術(shù)課堂教學(xué)深深地陷入了“以教師為主體，以教材為主導(dǎo)”的老舊模式，真正地體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)模式在實(shí)際教學(xué)過程中遇到了困難。這就使得高中信息技術(shù)教師對(duì)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)缺乏一定的主動(dòng)意識(shí)，沒有認(rèn)識(shí)到培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)及未來發(fā)展的重要性。久而久之，高中信息技術(shù)教師安于現(xiàn)狀，依舊采取陳舊式教學(xué)模式開展教學(xué)，學(xué)生計(jì)算思維難以提升。

（三）學(xué)生學(xué)習(xí)意識(shí)不足

當(dāng)前的信息技術(shù)教材多在課本上用概念性的語言給學(xué)生呈現(xiàn)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)。由于高中生學(xué)習(xí)壓力較大，對(duì)一些概念性的東西本來就不怎么感興趣，所以在看到信息技術(shù)課本上的這些知識(shí)點(diǎn)之后，自然會(huì)覺得這門課很無趣，因而很容易降低學(xué)生對(duì)這門課學(xué)習(xí)的興趣。久而久之，學(xué)生學(xué)習(xí)意識(shí)缺乏，計(jì)算思維能力停滯不前。新時(shí)代背景下的信息技術(shù)學(xué)習(xí)，除了要求高中生要學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的理論知識(shí)與技能外，還要通過多種途徑不斷提高自身的思維能力，以形成良好的思維習(xí)慣。但就當(dāng)前情況而言，多數(shù)高中生計(jì)算能力薄弱，他們很少花費(fèi)更多的時(shí)間與精力深入學(xué)習(xí)計(jì)算程序，導(dǎo)致大家計(jì)算思維薄弱，無法將所學(xué)知識(shí)更好地利用到現(xiàn)實(shí)生活中。

三、以計(jì)算思維為導(dǎo)向的高中信息技術(shù)教學(xué)策略

（一）加強(qiáng)學(xué)習(xí)培訓(xùn)，樹立培養(yǎng)意識(shí)

近年來，隨著我國(guó)教育改革的不斷深入、信息技術(shù)的不斷變革，教師的專業(yè)化發(fā)展正在發(fā)生著歷史性的變革，已不再只停留在現(xiàn)實(shí)中的“培訓(xùn)班”“專家講座”等傳統(tǒng)模式?！坝泻玫睦蠋煟拍苡泻玫慕逃?。”重視教師的專業(yè)化發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展，提升教師專業(yè)化水平是推進(jìn)教育現(xiàn)代化進(jìn)程的需要，是教育規(guī)律的客觀要求。教師是教學(xué)活動(dòng)的組織者與引導(dǎo)者，高中生計(jì)算思維的培養(yǎng)有一個(gè)重要的前提，那就是教師要樹立一定的計(jì)算思維培養(yǎng)意識(shí)，要正確地理解計(jì)算思維對(duì)高中生學(xué)習(xí)以及發(fā)展的重要意義，繼而設(shè)計(jì)多種行之有效的教學(xué)手段引導(dǎo)學(xué)生思考、探究，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)理解的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。理念對(duì)于行為而言具有至關(guān)重要的指導(dǎo)作用。因此，對(duì)于教師的教學(xué)來說，教學(xué)觀念具有非常重要的意義。在傳統(tǒng)模式下，教師非常重視提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)，給學(xué)生灌輸理論知識(shí)，卻忽略了增強(qiáng)學(xué)生的計(jì)算思維培養(yǎng)。對(duì)此，教師必須及時(shí)轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，應(yīng)在教學(xué)前對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行深入研究，運(yùn)用多種方式呈現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。這就需要學(xué)校及相關(guān)教育部門組織一些有關(guān)計(jì)算思維教學(xué)的培訓(xùn)學(xué)習(xí)活動(dòng)，并積極鼓勵(lì)教師們主動(dòng)參與其中，讓教師深切理解計(jì)算思維內(nèi)涵，并以最大程度提高自身的計(jì)算思維教學(xué)能力，為高中生計(jì)算思維培養(yǎng)夯實(shí)基礎(chǔ)。

（二）確立教學(xué)目標(biāo)，夯實(shí)教學(xué)基礎(chǔ)

教學(xué)目標(biāo)是整個(gè)課堂圍繞的中心，一個(gè)清晰的教學(xué)目標(biāo)能夠使課堂教學(xué)有序開展，以達(dá)到理想化的教學(xué)成效。這就需要高中信息技術(shù)教師要在教學(xué)前立足教學(xué)內(nèi)容合理、科學(xué)地設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)，比如可以從“學(xué)科知識(shí)”“問題解決”“計(jì)算思維”三方面展開設(shè)計(jì)。以高中信息技術(shù)粵教版《編制計(jì)算機(jī)程序解決問題》教學(xué)為例。學(xué)科知識(shí)目標(biāo)主要包括掌握程序的概念、理解程序基本結(jié)構(gòu)以及體驗(yàn)程序編制的環(huán)境；問題解決目標(biāo)主要包括運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，如文件加密或解密等；計(jì)算思維目標(biāo)主要包括分析程序解題的優(yōu)劣以及算法知識(shí)遷移與創(chuàng)新等。通過設(shè)計(jì)合理、科學(xué)的教學(xué)目標(biāo)，教師會(huì)有意識(shí)地圍繞各個(gè)層次尤其是計(jì)算思維培養(yǎng)展開教學(xué)設(shè)計(jì)，為接下來授課夯實(shí)基礎(chǔ)。

（三）創(chuàng)新教學(xué)策略，培養(yǎng)計(jì)算思維

1.開展實(shí)踐操作，培養(yǎng)計(jì)算思維

信息技術(shù)屬于一門實(shí)踐類較強(qiáng)的學(xué)科，高中生既要學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)，又要熟練掌握計(jì)算機(jī)操作技能。在高中信息技術(shù)教學(xué)中，實(shí)踐操作這一環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生思維培養(yǎng)至關(guān)重要。因?yàn)樵趯W(xué)生動(dòng)手實(shí)踐中或多或少會(huì)遇到一些問題，這時(shí)信息技術(shù)教師就可充分發(fā)揮自身引導(dǎo)者作用，啟迪并鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維解決實(shí)際問題，在實(shí)踐訓(xùn)練中學(xué)生計(jì)算思維就會(huì)在原有的基礎(chǔ)上獲得大大的提升。如在高中信息技術(shù)《數(shù)學(xué)化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新》教學(xué)中，為了讓學(xué)生能進(jìn)一步體驗(yàn)靈活運(yùn)用數(shù)字化工具解決問題的價(jià)值，高中信息技術(shù)教師就可以結(jié)合數(shù)學(xué)化工具如數(shù)據(jù)采集工具、信息加工工具、信息檢索工具為學(xué)生布置實(shí)踐任務(wù)。以“數(shù)字化可視化表達(dá)工具”為例，高中信息技術(shù)教師就可以立足這一知識(shí)點(diǎn)讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)主題，設(shè)計(jì)思維導(dǎo)圖或演示文稿；再以“信息檢索工具”為例，可以為學(xué)生布置相關(guān)任務(wù)，讓學(xué)生利用搜索引擎或電子詞典完成，以鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。在上面的案例中，高中生在教師布置任務(wù)后自行思考、解決相關(guān)問題，這時(shí)他們就會(huì)運(yùn)用并行處理、多維分析等計(jì)算思維完成任務(wù)，學(xué)生計(jì)算思維會(huì)在此過程中得到培養(yǎng)與提升。

2.設(shè)計(jì)游戲教學(xué)，培養(yǎng)計(jì)算思維

計(jì)算機(jī)游戲教學(xué)指的是高中信息技術(shù)教師根據(jù)學(xué)科性質(zhì)，利用豐富的教學(xué)資源開展的一種可調(diào)動(dòng)學(xué)生課堂參與興趣、有計(jì)劃提高學(xué)生計(jì)算能力的教學(xué)手段。在整個(gè)游戲開展過程中，高中信息技術(shù)教師要善于立足教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計(jì)富有趣味性、探究性的游戲主題及內(nèi)容，給高中生帶來愉悅學(xué)習(xí)體驗(yàn)的同時(shí)潛移默化培養(yǎng)學(xué)生解決問題意識(shí)，提高學(xué)生計(jì)算思維。如在學(xué)習(xí)“二分法”知識(shí)點(diǎn)過程中，為了讓高中生能進(jìn)一步理解與掌握二分法的原理及操作，高中信息技術(shù)教師就可以在新課導(dǎo)入環(huán)節(jié)開展“猜數(shù)字”游戲。整個(gè)游戲過程的目的是引導(dǎo)高中生有意識(shí)地思考二分法的要點(diǎn)，讓高中生能初步領(lǐng)會(huì)計(jì)算機(jī)編程的方法。緊接著，教師可鼓勵(lì)學(xué)生們以小組為單位設(shè)計(jì)“猜數(shù)字”程序，并調(diào)試程序，目的是讓學(xué)生以小組為單位思考、分析具體編寫程序的步驟，提高學(xué)生們分解能力的同時(shí)增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效能感。更重要的是，讓學(xué)生們深切理解二分法特點(diǎn)及實(shí)際應(yīng)用，同時(shí)促進(jìn)高中生計(jì)算思維的發(fā)展。由此，借助可視化編程軟件設(shè)計(jì)富有趣味與探究并重的游戲活動(dòng)，也是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的一種方法。

3.問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)，培養(yǎng)計(jì)算思維

問題產(chǎn)生疑問，疑問引發(fā)思考，思考有助于提高學(xué)生的思考能力和計(jì)算思維。信息技術(shù)本身就具有其顯著的學(xué)科特征，各種知識(shí)與應(yīng)用相結(jié)合也有一定的難度，導(dǎo)致學(xué)生在知識(shí)探索和分析階段面臨諸多問題。高中信息技術(shù)教師必須結(jié)合實(shí)際進(jìn)行綜合分析和討論，把情況與問題結(jié)合起來，用問題和情境引導(dǎo)學(xué)生思考、提出問題、分析和探索，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中能夠不斷發(fā)現(xiàn)并找出新的問題，通過自己獨(dú)立思考和認(rèn)真分析得出答案。這樣可以增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)知識(shí)的渴求，使學(xué)生能夠不斷提問、思考、解決問題，進(jìn)而逐步提高學(xué)生的計(jì)算思維水平，掌握更多的技術(shù)知識(shí)。如在高中信息技術(shù)《信息的獲取》教學(xué)中，本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生了解信息獲取的過程，并能根據(jù)實(shí)際情況如數(shù)量、質(zhì)量、時(shí)效等掌握信息獲取的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力和計(jì)算思維。這時(shí)，高中信息技術(shù)教師就可以為學(xué)生布置一定任務(wù)，并要求學(xué)生能根據(jù)自身的思考過程通過思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)出來，最后再展開實(shí)踐。在整個(gè)任務(wù)完成過程中，學(xué)生需要先自行思考，后需要總結(jié)歸納，整個(gè)過程中體現(xiàn)了計(jì)算思想，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的同時(shí)加深學(xué)生對(duì)本節(jié)課內(nèi)容的深刻理解。

4.探索學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)計(jì)算思維

古人言:“授之以魚，不如授之以漁?！睂⑵鋺?yīng)用到教學(xué)中意思是教師與其告訴學(xué)生正確答案不如教給學(xué)生如何去尋找正確答案的方法和途徑，學(xué)生只有真正掌握了解決問題的方法，在面臨任何問題時(shí)候才會(huì)有跡可循，自主地解決問題。因此，在實(shí)踐教學(xué)中，高中信息技術(shù)教師要善于留給學(xué)生進(jìn)行思維訓(xùn)練的足夠空間，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行自主探究，從而逐漸發(fā)現(xiàn)適用于自己學(xué)習(xí)計(jì)算思維的有效方法。教師在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)方法探索的過程中應(yīng)注意以下問題：第一，教師應(yīng)在正式講授知識(shí)前做好鋪墊工作，能為學(xué)生創(chuàng)設(shè)有效的學(xué)習(xí)情境，提供相關(guān)背景知識(shí)；第二，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生在課堂中多思善問，舉一反三，能夠在教師的每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中都不斷思考、反思；第三，教師引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行分層，將復(fù)雜任務(wù)分解為幾個(gè)簡(jiǎn)單任務(wù)完成；第四，教師要多鼓勵(lì)學(xué)生與他人協(xié)作，展開各種小組交流，將每個(gè)人的意見和想法進(jìn)行整合，發(fā)揮出團(tuán)隊(duì)協(xié)作的力量，凝結(jié)出集體智慧；第五，教師要為學(xué)生多創(chuàng)造上機(jī)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，在學(xué)生自己進(jìn)行編程時(shí)加深學(xué)生學(xué)習(xí)印象。此外，高中信息技術(shù)教師還要善于根據(jù)課堂學(xué)習(xí)的知識(shí)和技能，給學(xué)生設(shè)計(jì)有針對(duì)性的課后實(shí)踐練習(xí)。練習(xí)的考查點(diǎn)要明確，既要能反映學(xué)生對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的掌握程度，又要能反映出不同學(xué)生間的差異和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力水平，讓學(xué)生計(jì)算思維得以更好地提升。

四、結(jié)語

綜上所述，高中生計(jì)算思維的培養(yǎng)對(duì)學(xué)生自身發(fā)展有重要意義。在日后教學(xué)實(shí)踐中，高中信息技術(shù)教師要不斷優(yōu)化課堂教學(xué)方法，旨在通過多種教學(xué)途徑讓每個(gè)學(xué)生都具備高信息素質(zhì)，為日后更深層次知識(shí)學(xué)習(xí)以及生活奠定良好基礎(chǔ)。因此，高中信息技術(shù)教師要不斷地嘗試新的教學(xué)方法，只有不斷創(chuàng)新才會(huì)取得更大的提升，讓學(xué)生計(jì)算思維取得質(zhì)的飛躍。需要注意的是，學(xué)生學(xué)習(xí)不可能一蹴而就，需要教師長(zhǎng)期不懈地訓(xùn)練。一線教師應(yīng)面向全體學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生、幫助學(xué)生，使學(xué)生取得更加優(yōu)異的成績(jī)，從而提升其綜合素質(zhì)。

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