计算思维在初中信息技术课程中的实践研究

2019-01-13张胜敏

魅力中国 2019年41期

张胜敏

（河北省邢台市临城县鸭鸽营中学，河北邢台 054300）

为了全面培养中小学生的信息素养以及信息技术的操作能力，从而培养适应信息时代发展的新型人才，信息技术课程已被设置为义务教育阶段的必修课程，其目标不仅是培养学生学习和探索信息技术的兴趣以及提高信息处理能力，同时还要强化学生使用信息技术解决学习和实际生活中遇到的各种问题的意识和能力。

一、计算思维的内涵、本质和拓展

我国著名科学家钱学森早在20世纪八十年代将思维作为一种科学来研究。2006年周以真教授提出计算思维是指运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类行为，从此，计算思维以一个正式的概念和研究领域在欧美和国内得以快速传播和发展，将计算科学与人类思维与教育发展提升到一个新的层次。

在周以真教授提出计算思维这一抽象概念的基础上，相关研究者又更为具体的分析计算思维内容的标志性概念，例如：算法、程序、数据软件等，同时提出了计算思维的思想包括结构化思想、形式化思想、最优化思想和联动化思想。在实践方面，王荣良教授提出应该采用探究式教学模式、任务驱动教学模式和实验教学模式对学习者的计算思维进行激发和锻炼，在理论层面给出信息技术课程对于计算思维的培养。大量的研究为计算思维从模糊走向清晰，从理论走向实践应用提供了指导、依据和案例。

二、计算思维在初中信息课程中的实践作用

(一)促进人们关注信息技术

计算思维在信息课程中的应用，能够使人们更加关注信息技术本身而不是注重信息素养的培养。重新审视计算机课程，关注计算机教育，促进计算机教学成为一种基础的必修课程。人们不断加强对计算机网络技术的重视，研究其教育价值。

（二）提高程序设计教学质量

在初中信息课程中应用计算思维，可以提高初中课程中程序设计的教学质量，提高算法和程序设计在初中信息课程中的地位，优化教学内容，改善教学方法。

（三）启发人们思考人与计算机技术的关系

计算思维的培养，启发了人们探究人与计算机技术之间的联系，在很多时候能够为人们解决问题提供途径和思路。但是，人们并不是以计算机算法去思考问题。本质上说，是人类发明了计算机，它的运算只是遵守特定的数学法则，是枯燥的。但是，计算思维在很大程度上丰富了初中信息课程教学内容。

三、中学信息技术中计算思维的培养策略

（一）拓展提升教学理念，变革教学方法

义务教育信息技术课程纲要中对于信息技术的总目标进行定位，是培养学生应用信息技术的初步能力，逐步养成良好的信息素养。因此大部分教师将信息素养的培养归结为概念原理与操作技能等学生能力的培养，忽略了学生思维思考、思维方式和思维迁移的高阶学习引导，是简单课本知识点的复制，而不能引导学生养成一种解决问题的思维方式，更没有提升到计算思维层次。学生只是觉得学会了一些信息操作技能，没有体会到对于其认识世界、改造世界的思维方式和方法有何改变和提升。因此，教师应该树立计算思维的理念，转变知识传递为思维启迪，让学生发现、认识和提高解决实际问题的思维能力。在教学方法中，教师应该多采用任务驱动、实验教学、探究式教学等能够以学为主的思维体验，让学生在主动系统的解决问题过程中提高思维能力。

（二）系统思维的训练与迁移

在中学信息技术课程中，有一部分内容体现了计算思维中的系统观，这些内容有：信息处理的工具计算机，计算机系统，多媒体作品的集成。系统思维是在解决问题过程中的高阶思维过程，需要横向相关、纵向相连的思维综合能力，也是较难练习和培养。对于这些系统性的信息技术内容，偏重于可视化和技术性，教师往往能够让学生体会到知识的内涵，掌握一定的实践技能，知道计算机的组成和工作原理，能够对于Windows 的一些系统管理技能进行操作，能够动手操作一个多媒体作品，但是在操作之后，更应该强调系统思维和系统解决问题的重要性，教师引导计算机组成和工作原理与人有何异同，拓展到一个组织结构如何运行，如何才能更加的全面，每个系统部件能更好的协同工作，在不断强调系统观念的同时促进其系统思维的迁移，例如，在语文学科阅读理解，分析作者意图和情感中，如何使用系统观，数学对于含有未知数的等式如何讨论才能够全面系统，都是系统思维的具体实践和迁移。

（三）程序思维的训练与迁移

程序可谓是计算机科学的标志性概念，从开始的抽象高深到如今的大众化、简易化、开源化和大数据化，程序思想已经普及。初中信息技术引入了程序设计初步知识，以VB 高级语言为载体，传递程序设计的思想和简易技能，其中就包括了程序的顺序、分支和循环结构。

程序知识和思维的传授对于学生计算思维的锻炼和提高有重要意义，程序的三种典型结构将学生发散混乱的思维形态进行收拢整理，让思维按照一定的规范顺序和合理结构进行计算求解解决问题的具体方法和步骤，让思维沿着科学合理的方向启发和训练。因此，在信息技术教学过程中，很多教师认为这是可大力发展学生计算思维的内容，教师在强调思维的思考结构过程的时候也应该多引导学生利用程序的思想去解决其它学科在学习过程中的问题，例如可以利用程序的思想让学生归纳总结已经学习过的课程，能否使用程序中的循环结构来计算数学中的等差或等比数列的前n项的和和一些数列的值，在进行一些物理、化学、政治等利用程序的思想进行知识点的归纳总结，同时教师还可以进行一些主题任务的训练，让学生利用程序的思想去解决问题，例如笔者设计了“比比谁最大”、“薄纸对折比珠峰高”、“猴子选大王”等。