如何在算法教学中提升学生的计算思维

李斯斯

摘 要：在当前核心素养的新时代下，高中信息技术课程《算法与程序设计》作为培养学生信息技术核心素养的主要课程，在教学中如何建构基于核心素养的教学观，如何通过课程的开展帮助学生全方位地提升信息技术学科的核心素养，成为当前学界探讨的重点。结合算法教学的具体实践策略来探讨如何通过算法教学提升学生的计算思维。

关键词：高中；信息技术课程；算法教学；核心素养；计算思维

一、信息技术核心素养与算法教学意义综述

为了让学生更好地適应当前信息社会，掌握基本的信息技术技能，形成良好的个性发展和能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，教育部提出了核心素养这个概念。按照当前教育部对课程的定义培养学生的信息技术核心素养，即具备信息意识、计算思维等基本素质，形成数字化学习和创新的习惯、认识了解信息社会责任并融入当前飞速发展的信息社会。

《算法与程序设计》课程作为提升学生计算思维的入门课程，着重介绍了枚举算法、解析算法、冒泡排序、选择排序、顺序查找、对方查找和递归算法等基本算法。在计算机科学的学习中，算法的重要性是众所周知的，当前多种教育理论都将算法教学作为计算机教学的基础和重点，算法不仅是程序设计的依据，同时也是组成程序设计语言的主要描述手段。加强算法教学不仅可以直接提升学生的计算思维素质，而且良好的算法基础对于提升学生其他方面的信息技术核心素养也有着固本筑基的作用。

二、高中学生算法教学面临的主要问题

一是目前高中学生接受能力差异大，教学容易让教师看不到学生的实际掌握情况，不能及时发现问题。学生的自主探究能力差，大多数学生不会在课后弥补自己的基础知识。二是教学内容难和课程体量大。对排序算法、查找算法和递归算法等，学生都是初次接触，相对而言比较难学。浙江信息技术学科纳入高考，加试题更是难懂，不仅涵盖了课本上的基础知识点，还会出现学生未知的一些知识。因此，教师需要花费更多的备课时间，同时还需要增加自身知识的广度和深度，在授课过程中采取一定的教学策略提升学生的计算思维，以便学生在高考中游刃有余。

三、基于提升计算思维的算法教学实践初探

1.将情景式教学融入算法教学课程中

由于计算思维是一种针对解决问题而产生的程序性思维，所以教师在进行算法教学时，相关情景式问题的带入是十分必要的。拟真的情景式带入可以让学生真实地面对问题，解决问题，提升学习效率的同时也能提高学生的学习兴趣。如在进行枚举算法教学时，教师可以通过“韩信点兵”的问题来创设情景，开展教学：“按照韩信的描述，如果每3名士兵编为一队，则最后余下1人；若每5名士兵编为一队，则最后余下2人；若每7名士兵编为一队，则最后余下2人。求韩信到底有多少士兵？（士兵总数不超过100）”这种问题的带入形式可以帮助学生形象地对问题进行分析和判断，进而通过现有的知识来对问题求解。在此基础上，教师可以介绍有关“韩信点兵”在计算机算法中的具体表现，比如用流程图进行教学。由于计算思维的对象是日常生活中出现的各种问题，所以教师可以利用情景模式的多样性和实际性令学生在解决实际问题过程中使自身的计算思维得到切实提升。

2.多种符号表征下的算法教学

计算思维作为一种思维形式，其表达方式是多样的，在传统算法教学课程中，教师通常使用流程图进行单一教学。流程图的形式固然能够帮助学生直观地对算法模式进行理解和学习，但是在现实情况下，流程图的形式在具体开展和操作过程中都会存在一定的局限性，有些过于复杂的算法表述形式通过流程图来展示，但由于其复杂性展示，在教学过程中效果往往适得其反。所以教师进行算法教学过程中除了流程图之外还可以通过多种符号表征的方法来综合性地给学生展示算法流程，帮助学生对算法进行高效学习和实际应用。

比如，在进行冒泡排序算法教学时，教师除了在传统流程图展示的基础上还可以采用N-S流程图的形式向学生进行介绍（如下图）。

可以看出，通过这种多符号表征方法来开展算法教学可以利用形式多样的特点来向学生进行多种思维模式间的转换训练，可以有效地提升学生自身的计算思维。

综上所述，计算思维作为当前高中阶段信息技术学科核心素养中的重要环节，在教学过程中，教师只有通过积极地情景带入和算法模式多样性教学的有效开展，才能从根本上保障学生的学习效果。

参考文献：

[1]黄龙强.在高中信息技术课程中培养学生算法思维能力的研究[D].华中师范大学，2016.

[2]任友群，李锋，王吉庆.面向核心素养的信息技术课程设计与开发[J].课程·教材·教法，2016（7）.