基于信息技术教学中学生计算思维的培养方法探究

刘金霞 张志强

摘 要：计算思维是当今社会学生解析问题的一种基本能力，培养学生的计算思维能力在信息技术教学中是一个长期渐进的过程。通过构建情境，设计有针对性的练习；给学生提供相应知识点的帮助文档；利用微课的技术和效果，培养学生的计算思维意识，拓展学生的计算思维能力，提高不同层次学生应用信息技术工具自主解决实践问题的能力。

关键词：信息技术；计算思维；知识储备；微课

计算思维是当前国际信息技术教育领域广为关注的一个重要内容，是21世纪每一位学生必备的基本素养。在英国，计算思维已经作为中小学信息技术课程的重要内容之一，美国《K-12计算机课程标准》中指出，计算思维是其重要课程内容。我国《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》中明确提出，计算思维是信息技术学科的核心素养的四个核心要素之一，因此，计算思维训练在信息技术教学中有着很重要的地位。本文基于计算思维的培养，提高学生综合素养，在信息技术课程尝试采用了创新有效的教学方法，有一定的现实意义。

一、计算思维

目前，国际上广泛认同的计算思维定义来自周以真（Jeannette Wing）教授。周教授认为，计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。计算思维的本质是抽象和自动化。信息技术新课程标准对计算思维这一核心素养中的核心要素的具体描述是，计算思维是采用计算机方式界定问题，运用合理的算法形成解决问题的方案，并迁移到与之相关的其他问题解决中。简单来说，计算思维就是像计算机科学家那样去思维，不仅仅只是能为计算机编程，还要求能够在抽象的多个层次上思维，计算思维无处不在，当计算思维真正融入人类活动的整体时，它作为一个问题解决的有效工具，也应当有效地融入课堂教学之中。

二、培养计算思维的教育教学方法

互联网已越来越深刻地影响和改变着人们的工作、生活及学习方式，“互联网+”时代，也呼唤着教育必须要进行教学改革，要培养出会分析问题、探究问题，形成多元理解能力的合格新时代中国特色的社会主义建设人才。教师在教育教学中必须采用有效的方法，积极学习信息技术，特别是在教学实践中要进行计算思维的培养，才能帮助学生更好地适应瞬息万变的互联世界。

（一）巧用技术，构建情境，设计有针对性的练习

在信息技术教学中，兴趣是激发学生深入思考、动手实践的动力，而图像、音频、视频是最容易抓住学生的注意力。因此，教师要巧用信息技术工具，构建能激发学生兴趣的情境，提出问题，以问题为中心，让学生形成解决问题的意识，再获取新知识解决当前的问题。

如在进行图形图像处理教学时，笔者课前给学生抛出问题：“大家想不想全方位看看自由女神，并将你或者你的小伙伴放到截取的图像中呢？”看着学生兴奋而好奇的眼神，笔者打开谷歌地图输入自由女神，与学生一同欣赏自由女神像，选取一张大家认为比较合适的角度按下截屏键，打开Photoshop，新建文件—粘贴，自由女神像出现在图片中。为了突出课堂的主题——图像处理，笔者把图像存盘，与他们平时的一些校园生活照一起作为素材下发给学生，引导学生将人像从不同的图像中抠出，放置到合适位置，并美化画面，让学生进行大胆创作，课堂中，学生带着兴奋的情绪沉浸在作品创作中。

在Excel数据处理中，笔者将学生参与过的诗朗诵比赛活动中评委的打分数据做成表格，并通过排序得出最终排名，让学生观察结果有无问题，有学生发现表格中参赛学生的原始数据最终排序后错乱了，问题发现了，出错发生在哪个操作步骤上？笔者将事先录屏制作的操作过程播放给学生，一同找错，最终得分是去掉一个最高分，去掉一个最低分，取其他评委打分的平均值，综合利用求和、最大值、最小值函数计算才都没问题，原来是排序时数据错乱了。笔者马上与学生一起分析排序中容易做错的一些操作关键点，然后，将原始数据作为素材下发给學生，让学生进行计算与排序练习。一个小小的视频，吸引了学生的注意力，大大提高了学生解决问题的效率。

（二）建立相应知识点帮助文档，提高不同层次学生自主解决问题的能力

学生明确要解决的问题后，如何用信息技术工具解决问题，这个过程如果以学生自主学习为主，教师帮助为辅，能更好地锻炼学生的计算思维。教学中，教师鼓励学生自主探究，在“尝试—验证—修正”的“试错”过程中，促进思维发展，同时，突出对学生个性化的指导，通过组建互助小组，引导学生在交流互助中共同提升思维和能力。教师可以先进行必要的提示和点拨，使学生有明确的解决问题的方向，少走弯路。教学中，因为多种原因，不同学生技术知识储备量不尽相同，教师根据教学内容事先建立好课堂所用的各种知识点帮助文档，给学生提供有效解决问题的方法和途径。笔者在进行文字处理图文混排教学中就采用了这种方式。在帮助文档中将如何实现某些操作以点拨的方式进行提示，学生在文字处理过程中遇到解决不了的，通过帮助文档的提示来尝试解决，还解决不了的，向教师寻求帮助。这不仅大大提高了学生文字处理的速度，也使不同层次的学生有了答疑解惑的途径。在帮助文档中，笔者一般在最后进行知识延伸，对不同软件之间操作的相似性以及知识的相关性进行简短的叙述，并在下课前给学生总结强调，提升学生的知识储备与迁移能力。

（三）善用微课这一利器，提高学生信息技术应用能力

计算思维的培养离不开信息技术的应用，而微课是以单一知识点为教学内容，通过简短的视频或音频等多媒体形式记载并结合一定的学习任务而形成的一种教学资源。因此，信息技术课中微课的应用可以抓住学生的兴趣，使学生快速掌握知识要点，学生学得更快乐、更高效。电影《冰雪奇缘》中的雪宝很受学生喜爱，笔者将这一形象用于三维模型制作，在讲解时，笔者只把3DSMAX建模时的局部坐标系、隐藏选取对象及取消隐藏的关键知识点讲解一下，然后下发了小雪人制作微课视频，由学生自行学习完成雪人的创作。对于学生喜闻乐见的形象创作，给学生创造条件，通过微课学习完全可以提高学生的自主学习意识与创作能力，也容易实现差异教学。教师在教学中抽象的、有些复杂的信息技术知识做成微课，给学生以较难的知识点学习指导后，让学生自学微课视频来完成学习、创作任务，这更能激发学生潜在的学习意识与创造能力。

三、教学反思

（1）计算思维是数字时代学生解析问题的一种基本能力，培养学生的计算思维，使学生养成从信息技术的视角思考问题、解决问题的思维模式，有利于学生用信息技术学科思维全面认识和思考这个复杂的信息化社会，并作出准确、专业的信息化判断，使学生更好地在信息化社会中生存、创新与发展。

（2）新课程标准使教师面临着新经验、新方法等一系列的挑战，如何培养学生的思维能力也必将会出现一些新的方式方法，作为教师需要勤于思考，坚持学习，充分发挥学生学习的主观能动性、积极性，师生共同努力，使学生的信息素养得到不断的提高和发展。

参考文献：

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作者简介：刘金霞（1971—），女，新疆地质中学教师，本科，主要从事计算机信息技术方面的教学和研究。

编辑 马晓荣