点燃高中信息技术课堂计算思维的火花
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作者:陈婕
摘 要： 进入21世纪以来，我们生活的世界正在以惊人的速度发展，伴随互联网的普及，我们看待世界的角度也有所变化，国家正努力培养青年一代的综合发展能力，为此教育部对青少年的教学方式做出了一定调整，2017年颁布的《普通高中信息技术课程标准》中提出了四大核心素养：信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任的数字化公民。信息技术这门学科的教育从培养信息技术操作的熟练程度向学科核心素养能力培养转变，其中计算思维是核心素养培养的重中之重，在课堂上有效地培养学生的计算思维成为教师首先要完成的任务。
关键词： 信息技术;高中;计算思维;核心素养
一、 引言
人类区别于计算机的特点就是具有独特的思想，每个人都有自己看待一件事物不一样的想法，计算不单单是要求一个人会应用加减乘除这种简单的基本运算，更重要地是要让一个人产生这种思维。计算思维的概念，不同的专家对此有着不同解释，但它的地位在任何人眼中都十分重要，能够运用计算机的思维方式来高效地解决生活中遇到的问题是现阶段青少年应该具备的一种能力，这种能力也是当前大多数青少年所欠缺的，如何在信息技术课堂中有效地培养计算思维是教师首先要解决的问题，为此，教师根据平时的教学经验，讨论出几种方式在课堂中进行授课，从而提升学生的综合应用能力和知识迁移的能力。
二、 計算思维的理解
计算思维是由美国卡内基梅隆大学计算机科学系主任周以真教授率先提出的，他指明，问题的求解是在计算机科学的基础之上进行的，在此过程中，涉及系统设计、人类行为的理解等方面的相关知识。在解决问题时，这种思维是吸取了计算机问题求解的一般方式，通过模拟真实现象、简化、转换等方法将问题一步一步解决。科技在不断地发展和进步，运用计算思维来解决问题越来越普遍，智能家居即将成为我们生活的一部分，5G时代的到来，我们将逐渐进入智能时代，人工智能能否完全取代人类呢？不能，但计算思维将成为一种主流的思维方式。现阶段，学生不仅要具备阅读、写作和算数等基本能力，还要具备计算思维的意识和素养。学生们能够运用递归思想来解决问题，通过这种素养的培养，他们在面对未知的问题时，能从容地对待，从问题的来源，运用抽象化、工程化、数据化、仿真化等多元化的计算思维方式，在脑海中快速比对，形成最优解法来解决问题。所以，高中生应该具备这样的信息素养，来迎接时代的发展。
三、 如何在课堂中培养学生的计算思维
（一）进阶的探究式教学模式，提升学生的计算思维的意识
现阶段的信息技术教师在课堂上还是重在培养学生的应用软件操作熟练的能力，而忽视了使用信息技术解决问题的能力，导致以计算思维为核心的信息技术核心素养目标难以达标。课堂处于讲授为主，学生练习为辅的传统教学模式，传统的讲授课堂学生参与度不高，容易让学生萌发厌学、怕学的消极情绪。那么什么样的教学模式才能有效地激发学生的求知欲呢？余文森教授《能力导向的课堂有效教学》中提道：当代课堂教学必将从“听讲”走向“阅读”。学生不再依赖教师的讲授，而能够通过自学而获得知识。在课上教师可以通过对问题的提出来引导学生自主思考，在思考过程中教师在一旁给予相应的指导，最终让学生在思维方式上得到提升。进阶的探究式课堂设置由易到难的探究活动，能够有效激发学生的求知欲，学生通过问题情境，让学生发现问题，利用小组讨论，分析问题，寻找解决策略，学生展示和评价。在整个教学流程设计渗透了计算思维的思想，让学生在学习中提升计算思维意识，培养学生的知识应用和知识迁移的能力。
（二）从知识背景出发，建立计算思维的概念
在教学过程中教师没有必要完全按照教材中规定的内容顺序进行讲解。信息技术中有一些专业性较强的概念学习起来相对枯燥，若是完全按照课本中的顺序讲解，同学们难免会产生厌烦心理。所以，教师在备课过程中应多考虑同学们的理解能力和学生的学习兴趣，综合以上两个方面对课本中的重要内容有选择地进行讲解。例如，在课上可以通过介绍与所学内容相关的知识背景，通过吸引学生的兴趣，从而让学生对这种思考方式有一定程度的了解，在课堂进行的过程中逐渐渗透这种思想，最终让学生内化为自身的一项专业技能。背景的介绍要和课堂内容相互联系，如，在讲述计算机的由来时，老师可以通过介绍时代的背景以及在当代为什么会有科学家提出研发最初的计算机，在这些背景中吸引学生的兴趣，同时培养班级成员追本溯源的思维。例如介绍信息与数据时，我们首先要了解这两者的基本概念，信息是对客观世界的抽象描述，在数据管理领域，一般将其认为是关于现实世界事物所存在的不同方式或是其运动状态的组合形式;而数据则是储存在某一种媒体上能够识别的物理符号。这两个概念对于学生来讲相对抽象，老师可以换一种表述方式帮助学生理解。我们都知道在考试过程中题干会有很多重要的内容，那么在同学们读题的过程中，能够利用到的有效文字，我们便可以将其视为有效信息，而题中所给的关系式和数字，就称之为数据。在这一过程中，有效地培养了学生“读”的能力。那么，在信息技术的领域我们要知道数据是能够反映信息的，而信息要依靠数据进行表达。那么，我们为什么能够利用网络搜索到很多年前的数据呢？通过这个问题，老师要让学生自己思考，在思考的过程中培养学生的计算思维。之前已经介绍过计算思维不单单只要求孩子们具备基本的算数能力，更要求学生独立思考，建立两者的联系。所以通过思考教师引出数据库的概念并告知学生数据管理系统的应用方式。
（三）丰富教学情境，提升计算思维
任何课程的教学如果教学情境过于枯燥，学生在课堂中很难配合老师完成教学目标，在授课过程中，教师可以丰富教学情境，从而提升同学们的相关思想。其实计算思维在课程的每一个阶段都有参与，只是由于在课上关注的重点不一样，教师们往往会忽略这种想法，但是在课上教师如果刻意地提升学生这方面的能力，往往会让授课内容变得突兀。这时老师可以通过有趣的课堂情境将这些思维在课堂中渗透，同学们也会在不知不觉中进步，在情景介绍的过程中，不同的学生会有不同的切入点，在这些不同的切入点当中利于同学们发散思维的形成，正是这种最初的发散性思维，能够促进孩子们计算思维的养成。例如，在不同的软件应用当中老师可以采用不同的教学案例。在课上老师可以借由现在不论男生还是女生都会先将自己的照片进行调整之后再公布到社交媒体中，向学生提出问题：在电脑上如何完成图片的修改呢？这时老师就可以介绍PS这个软件的基本用法。面对新奇的软件同学们会十分好奇，自然就会产生许多千奇百怪的想法，老师让同学们将菜单栏拉下，小组讨论这个软件能将图片进行怎样的处理？在这种具体情境的教学环境中，教师不断引导学生自我思考，通过大脑的运转同学们能主动地思考如何用计算思维解决问题。 （四）根据具体情况锻炼计算思维
当然，这种思考模式的锻炼离不开具体的实际操作，在信息技术课堂上，教师应多向学生渗透在实际情况中如何运用自己的思维能力。例如在介绍算法的时候，教师就可以将信息技术与同学们的数学结合在一起，我们知道算法初步主要是介绍如何利用电脑中的程序执行相应的命令，在课上老师可以先介绍这个程序的创建方式，在不同的条件当中不同的符号顺序和英文单词表示了不同的算法，我们可以根据书中的例子进行具体的解释，在相关操作系统当中，简单的算法都存在固定的输入模式，但是如果同学们想要创建一个属于自己的独特算法，那就要运用到编程的相关手段，在高中阶段的选修课《算法与程序设计》上有对这方面做要求，老师可以对这方面的内容进行介绍，同学们能够实际操作的就是建立自己的思维导图。例如，对计算机这门课程进行简单的总结，同学们由思维导图的形式将本学期老师介绍的内容做出整理。这时同学们首先会思考，这学期教师主要讲解了书上的那些内容，其中有一些部分是需要重点掌握的，在这当中的一些知识对后续的内容还存在一定的铺垫作用。同学们在脑海中对这学期的内容进行回顾，产生出一个大致的方向，接着同学们利用电脑对这些内容做出总结，首先要列出本学期的大纲，接着通过不同颜色的字体强调出不同单元的重点内容，将其中的联系用不同的符号进行标记，锻炼同学们的总结能力。在实际的操作过程中教师可以让学生对着课本中列举的例子在电脑上输入，最终得出结论。计算机最突出的特点便是能够快速精准地计算出复杂的数据，在课上老师可以教会学生如何在电脑上输入不同的符号推算出很多数据的加权平均数和方差，在实践中感受到电脑的方便之处，在平时也能够为大家减轻一些负担。在实际教学中同学们能够更加深刻地体会到信息技术的方便之处，通过自己的动手操作同学们的計算思维也能够在一定程度上得到培养，学生们在此过程中能够意识到理论和实际结合的重要性，从而打破常规突破自我。
四、 结语
如今已经全面进入到信息时代，教师在教育过程中应该积极了解最新的信息并向学生们传达，高中阶段是一个人能力和思维形成的关键时期，这一阶段的教学也显得尤为重要，信息技术作为同学们与现代社会接轨的一项实用工具，在授课过程中更应该注重其方式方法，在课上通过渗透计算思维，让同学们形成发现问题并自己解决问题的意识，从而感知计算思维在生活中的运用，最终提升自己的综合能力。
参考文献：
[1]祝缓.高中信息技术课程教学中计算思维培养研究[D].广西师范大学，2018.
[2]余文森.能力导向的课堂有效教学[J].全球教育展望，2018，1（366）：26.
[3]姚丽娟.基于学科核心素养的高中信息技术课堂教学设计与实践研究[D].江苏师范大学，2017.
[4]李路漫.基于计算思维培养的高中信息技术课程教学案例设计[D].沈阳师范大学，2018.
[5]于颖.计算思维主导的高中信息技术教材结构设计研究[D].东北师范大学，2017.
作者简介：
陈婕，福建省漳平市，福建省漳平第一中学。
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