“有效预设”发展学生计算思维

缪秀

摘要：计算思维是初中信息技术课程教学的重要目标，借助于课前有效预设，来关注学生知识、技能、情感态度、价值观的培养，并从算法思维、评估、分解、抽象与概括中，促进学生全面、有效的思考问题，解决问题。本文以“认识计算机”为例，就“有效预设”与计算思维的激发展开课堂探讨。

关键词：初中信息技术;有效预设;计算思维

在初中信息技术课程中，计算思维能力的培养，作为教学的重要方向，应立足课前有效预设，从课堂观察、讨论、评价中，增进学生计算思维的养成。有效预设的应用，要把握学生认知起点的差异性，激活对信息技术学科知识的趣味探究意识，引领学生逐级展开思维的“阶梯”，获得计算思维能力。

把握思维内涵，优化预设流程

计算思维是基于问题求解、系统设计，涵盖一系列计算机科学之广度的思维活动。在信息技术课程中，计算思维可以理解为用计算机来解决问题所采用的方法或策略。围绕课前有效预设，在贯穿计算思维培养过程中，需要从算法思维、评估、分解、抽象和概括等要素，引领学生从中发展计算思维能力。算法思维是计算思维的核心，在理解时较为抽象，可以通过狼、羊、菜过河实例，狼和羊、羊和菜不能共存，狼和菜可以共存。让学生通过多次尝试来获得正确的解题思路，从而发展计算思维。评估是对解决问题方法的一种评价，准确的评估，有助于找到最佳解决问题的路径。分解是把大问题进行分解为众多可以解决的小问题。如做家务包括扫地、烧饭、洗衣服等，可以将扫地交给机器人、烧饭交给电饭煲、洗衣交给洗衣机，无需知道各自是如何运转的，但却通过分解问题，解决了“做家务”大问题。抽象是处理问题的一种方式，表现为对一些细节问题的隐藏或删除不重要的内容，便于解决主要问题。概括是对解决问题的方法总结，可以是建立在原问题的基础上，也可以是衍生、变化出的新问题。通过概括，得到解决类似问题的有效方法。

基于课前预设，融入计算思维

课前预设是对课堂教学的提前规划，通过梳理本节教学知识点，在贴近学生实际、关注学生个性差异基础上，通过不同的探究活动来渗透计算思维。在课堂导入环节，以视频直观化情景来引出“计算机基本构成”，让学生观看视频，并回答教师提出的问题，促进学生对计算机结构的学习兴趣。接着，针对CPU的组成、特点和功能开展师生探究活动，让学生了解CPU的结构，明白CPU在整个计算机系统中的地位和作用。对于存储器和内存的认识，也可以通过探究活动，先观察存储器和内存的差异性，了解外存储器的特点，明白存储器的容量单位及转换关系，对内存的认识，从RAM与ROM的不同功能上来区分。输入与输出设备的探究，可以从观察中认识键盘、鼠标，打印机及其他外设，并了解其在整个计算机构成中的作用。最后，对冯·诺依曼五大逻辑部件的工作过程进行探究，让学生根据数据流、控制流，来分析和掌握不同部件的运行方式，增进对计算机构成相关知识的灵活运用。在有效预设中，以存储器为例，可以有三种不同的存储介质，通过比较这些存储介质，让学生思考：如果需要大规模数据存储，如1TB数据，应该选择那种存储介质？如果需要对数据存放20年，应该选择哪种存储介质？如果要带30GB数据去外地出差，应该选择哪种存储介质更方便？通过对不同存储介质的了解，让学生明白各自的特点及作用，进而完成对学生做出准确的评估，帮助学生掌握相应知识点。在分解问题环节，利用有效预设，对计算机构件进行拆解，让学生理解“彼此独立、毫无遗漏”的分解原则，并结合小组合作探究方式，深化学生对整体与局部的认知逻辑。在抽象环节，本节课前预设采用探究计算机硬件组成活动，让学生一步步认识计算机硬件，对于显示器、音箱、打印机、耳机等外设，可以抽象为输出设备。在概括环节，同样以计算机五大逻辑部件入手，以图示方式来概括计算机构成，并引领学生增强对计算机结构的理解。

注重教学过程，完善教学建议

有效预设的引入，要关注学生计算思维的发展。结合课堂教学过程，还需要注重以下几个问题。一是在学生回答问题时，要尊重学生差异，激发学生个性发展。面对同样的问题，并非所有学生都能够准确理解和回答。教师要顾及学生的实际，将预设问题与学生认知相关联，促进学生计算思维渐步提升。二是注重教学目标的弹性化。课前预设的重点是备课，而备课又要兼顾学情实际。预设的有效性，需要教师能够设置弹性化教学目标，准备“第二套”方案，便于激活学生的自主性，让每个学生都能够得到思维训练。三是放慢教学节奏，通过课前预设，让学生能够认识计算机构造，了解计算机五大部件的功能，辨析计算机的逻辑关系，促进学生思维缜密性。另外，在课堂上要融入多元对话，围绕预设问题，发挥生生、师生交流优势，引领学生从知识表象走向知识本质，提高抽象与概括思维能力。

计算思维作为一种独特的思维方式，对于培养现代社会数字化公民有着积极的作用。教学中，广大信息技术教师要积极采用符合学生认知发展的有效预设来培养学生计算思维能力。

（作者單位：江苏省如皋市外国语学校）