两个基于计算思维培养的高中信息技术教学案例

李辛

摘 要：着重分析了高中信息技术课中接触到的计算思维思想方法，以实例说明如何引导学生应用计算思维迁移解决问题，旨在培养、训练高中学生的计算思维能力。

关键词：计算思维；核心素养；迁移应用

以核心素养为培养目标的高中信息技术新课标，对计算机思维有如下描述：“计算思维是个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。具备计算思维的学生，在信息活动中能够采用计算机可以处理的方式界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据；会通过判断、分析与综合各种信息资源，运用合理的算法形成解决问题的方案；可以总结利用计算机解决问题的过程与方法，并迁移到与之相关的其他问题解决中。”

以上描述突出了两个关键点，一是“运用计算机科学领域的思想方法”，说明计算思维并不仅运用于算法及其他数值计算类问题；二是“利用计算机解决问题的过程与方法，并迁移到与之相关的其他问题的解决中”，说明计算思维的重要能力是“迁移

能力”。

目前，高中信息技术课教学多是各种软件的操作，很少触及蕴含计算思维的思想方法。在已有的关于计算思维的文献资料中，多应用于算法及程序设计等方面的教学中，因此，我们应当在更多的教学内容中挖掘计算思维思想，从更多的角度和更广的范围内训练学生的计算思维能力。

一、结构化思想的迁移应用

结构化是计算机科学领域的重要思想之一，从冯·诺依曼的计算机体系结构，到信息的数字化，以及算法与程序设计等，无不体现着结构化思想，因此，结构化思想是计算思维的基本要素

之一。

我们可以通过约简、抽象特征等计算思维思想，将非结构化信息转换成结构化信息。同时，可以将“结构化程序设计思想”迁移到其他问题的解决中。

例如：张女士孩子已经上大学，为改善自己的居住條件，想在某楼盘买房。售楼员推荐7号楼的一套房子，推荐语如下：

7号在小区“楼王”位置，景观好；距离X中学步行5分钟；经理在这栋楼共预留了8套，现在仅剩2套，且昨天已有客户意向订了一套；这套房还赠送阳台面积；价格上稍高于其他楼，这栋楼均价为9500元/m2，其他楼有9000元/m2、8500元/m2。

那么，我们是否应该相信售楼员的推荐理由呢？

此问题看似与“计算”无关，但若利用结构化思想分析可以这样做：

首先按照结构化程序设计中的“自顶向下，逐层分解”，利用信息的特征，将一个大问题分解为若干小问题；其次再将小问题细化，得出解决方案。

具体的分解与解决方案如下：（如图1）

二、用计算机仿真技术探究社会现象

假如世界上有三种人：善良的老实人、正直的聪明人和凶恶的坏人。三种人两两相遇时，会出现“合作”或“战争”，合作时双方共存，战争则一方消亡或双方一起消亡。三种人相遇的结果如下：

若有很多这样的人两两随机相遇，请预测按照上述相遇结果，最后世界上会剩下哪种人。

这个问题可以通过程序来模拟真实事件，进行预测。

分别用三个变量来代表老实人、聪明人以及坏人，利用随机函数控制每个人移动方向和距离，当两两相遇时，按上述规则进行三类人人数的增加或减少。通过模拟可以看到，通常最先消失的是善良的老实人，而留到最后的是正直的聪明人。

计算思维是高中信息技术课堂的灵魂，是构建新型信息技术课堂的基石。在课堂中要注重将隐含的计算思维说清、讲明，并指导学生迁移应用，通过系统的学习与训练培养学生的思维，逐步实现以知识为载体，实现思想、方法的传授和培养。

参考文献：

[1]陈国良，董荣胜.计算思维的表述体系[J].中国大学教学，2013（12）.

[2]李艺，钟柏昌.重构信息技术课程：从经验选择走向思想投射[J].中学政治及其他各科教与学，2016（1）.

[3]李廉.以计算思维培养为导向深化大学计算机课程改革[J].中国大学教学，2013（4）.

？誗编辑 张珍珍