基于计算思维的高中信息技术课程有效教学策略探究

赵倩倩

摘要：本文以教科版的“算法与程序设计”模块为例，分别从教学目标、任务设计、教学资源与教学评价四个方面对基于计算思维的高中信息技术课程教学策略进行探究，为培养具有计算思维的创新人才提供借鉴。

关键词：计算思维；高中信息技术；有效教学；算法与程序设计

中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2015）17-0140-02

“算法与程序设计”是高中信息技术课程的选修模块之一，其主要目的就是通过算法编写程序，解决问题，培养学生的抽象思维、逻辑思维、数学思维和判断能力。但笔者在实际教学过程中发现，由于学生缺少计算思维的训练，他们不知道如何用计算思维分析问题，更谈不上解决问题。“计算思维”的提出，使信息技术课程教学从注重实践操作的技术素养层面上升到注重思维素养培养的层面。如何在计算思维模式下进行算法与程序设计课程的有效教学？笔者结合自己的教学实践，分别从教学目标、任务设计、教学资源和教学评价四个方面进行了探究。

● 确定发展学生计算思维的教学目标并选择合适的主题

在高中信息技术课程中实施计算思维教学时，教师首先需要明确计算思维的教学目标。因为教学目标是教学的核心和灵魂，围绕着教学目标，才能顺利开展教学活动和评价。

以教科版的“算法与程序设计”模块第三章第五节“用递归法解决问题”为例，笔者将递归法的教学目标分解成三个具体目标：①什么是递归法；②如何编程实现递归法；③运用递归法解决生活中的实际问题。因为递归算法的本质是递推，而递推的实现正是通过循环语句调用函数来完成的，因此又将递归法的具体实现分解为自定义函数与循环语句两个知识点。这样的分解把学生未知的算法转变为循环语句的执行与自定义函数的调用，更好地发展了学生的计算思维，使其学会将未知、复杂的问题分解成一个个已知、经典的问题。

在实现教学目标的主题的选择方面，由于递归算法的理解比较难，如果直接用课本中的斐波那契数列的多函数调用，则其分析过程较复杂，学生学习的积极性不高，难以达到预期的效果。但如果用新颖有趣的主题活动来引导学生积极参与并有效思考，则会在体验问题解决的过程中获得较好的学习效果。因此笔者选择“兔子繁殖”问题创设情境，从具体数据的递推过程中归纳出抽象函数的调用，这样，既能激发学生对计算思维的兴趣，又能充分恰当地展示递归法要探讨的问题。

● 设计培养学生计算思维的任务并选择有效的教学方式

根据计算思维的特点设计任务时，要注意两点：首先，教师需要根据教学目标，从学生学习生活中熟悉的问题入手，选择适合培养计算思维的任务，激发学生的学习兴趣，使其体会算法在实际生活中的应用。其次，选择问题的难度要符合学生的认知水平，方便学生运用计算思维展开分析思考，进而加深学生对算法思想的理解和运用。

例如，在讲授“循环结构”时，笔者设计了一个以教育储蓄——为自己上大学攒学费的任务：假设从高一开始第1个月存入20元钱，第2个月存入21元钱，第3个月存入22元钱……依此类推，到高中毕业时你可以为大学学费做多少贡献？学生先自己思考解决方案，再分组讨论，最终以小组的形式给出方案。教师提示计算过程中不断重复的操作是什么，然后启发学生用一个表达式进行描述，接着引出循环语句及其格式、功能。最后师生一起总结归纳循环结构的主要特点与实现方法。在这个任务的教学中主要使用讨论法、启发法、归纳法等教学方式来培养学生的计算思维，从解决实际问题中抽象出循环结构的实现过程。而学生主要通过自主学习、小组合作探究体验计算思维的方法，在解决问题、完成任务中提升计算思维；教师在完成任务的过程中引导学生进一步熟悉分类、归纳、知识迁移等计算思维方法，使学生积极主动参与到课堂中来。

● 准备充分有效的教学资源为计算思维的培养提供基础

教师要准备充分有效的教学资源为学生计算思维的培养提供基础，可以通过流程图、编程半成品、自主学习任务单、微视频等形式搭建框架。

例如，在讲授“对数据进行排序”时，除了教材中介绍的冒泡排序外，还可为学生准备一个教学资源包，资源包包含所有排序算法的介绍、各算法之间的比较及适用范围，以及这些排序算法的微视频讲解资料等。通过这些资源，学生可以从中体会一题多解与算法的多样性，从而全面深入地认识排序算法，在解决实际问题时就可以举一反三。还可以包含一些测试题目，主要目的是测试学生的知识迁移能力和灵活运用能力，同时还要考虑到学生的不同层次，针对思维较强的学生提供一些高难度的问题，培养他们的思维敏捷性和独创性。

● 制订多元化的有效教学评价方案巩固计算思维

建立多元评价体系，检验学生计算思维的掌握程度，一方面是教师对学生进行评价，将过程性评价与总结性评价相结合，以学生在学习过程中的表现、利用计算思维解决问题的能力、编程作品的好坏为评价依据，全面评估学生的信息技术知识和能力；另一方面是借助学习任务单与发展性评价表，引导学生进行自评与互评。

例如，在“用递归法解决问题”一节中，教师需要从教学目标中选择体现计算思维培养的内容，并进行具体的教学评价设计，其发展性评价分为四个等级（见下表）。学生进行自评时就能很清楚地知道自己处于哪个级别，并及时地反馈给教师。这样，教师就可以根据综合评价的反馈来检验教学效果。

● 结语

计算思维的开发有助于提高信息技术课程的教学效率，促进学生信息素养的培养。但学生计算思维的培养不是一蹴而就的，一线教师需要在高中信息技术课堂教学中精心设计教学内容与过程，将计算思维的培养融入到实际的课堂教学中，这样才能更好地激发学生的内在潜能，为学生的终身学习打下基础。