新课标背景下《算法与程序设计》教学与计算思维培养研究

郑 爽,王 维,汪 颖

(江苏师范大学 智慧教育学院，江苏 徐州 221116)

0 引言

2018年1月，教育部颁布《普通高中信息技术课程标准(2017版)》，强调学科四大核心素养的概念[1]。专家表示计算思维是四大核心素养的核心，一线教师也认为计算思维对人的发展至关重要。具有计算思维的学生能够独立分析、解决问题，产生创新思维。赵蔚[2]认为“计算思维是信息时代每一个人都应该具备的基本素养，计算思维也是计算机科学的核心思想”。《算法与程序设计》在《普通高中信息技术课程标准(2003版)》中是处于选修的地位，而在《普通高中信息技术课程标准(2017版)》中，被列为必修课程，说明计算思维越来越重要。

1 课程意义

1.1 计算思维对学生发展至关重要

《普通高中信息技术课程标准(2017版)》重点强调核心素养，计算思维处于核心素养的核心地位。高中信息技术课程培养学生计算思维，不仅可以提高学生解决问题的能力，还可以提高学生创新创造能力[3]。计算思维体现为人解决问题的思想，在形成问题解决方案过程中产生的一系列思维活动[4]。

信息技术课堂中存在知识点老化问题，教材知识跟不上技术发展速度。面对这样的情况，信息技术课程学生思维方式的培养就尤为重要[5]。

1.2 算法与程序设计有助于培养计算思维

肖广德[6]等在课标中指出，“算法与程序设计”模块是不可替代的。大多数教研员也一致认为，学习《算法与程序设计》有利于培养学生解决问题及创新创造的思维能力，对于学生将来的学习与生活会产生深刻的影响。如图1课程任务所示，学生需要学会逐步分析问题，解决问题，这一系列的思维方式是锻炼学生计算思维的过程。

图1 打印棱形

计算思维培养最直接的体现形式是学习《算法与程序设计》，计算思维是程序设计的思维品质，教会学生在已有计算机基本概念的基础上分析、组织信息，并解决问题的思维方式。培养学生计算思维可以为程序设计教学存在的问题提供解决方法，并会产生有益影响[7]。

2 影响因素

2.1 调查过程

本次调查共发放问卷252份，对象为徐州市X中学高二年级学生。目的是了解学生学习算法的真正感受，思索解决策略。问卷涉及维度如表1所示,调查维度参照基础教育研究员高淑印[8]论文中提出的观点。

表1 学生问卷涉及维度

2.2 课程性质

通过问卷调查可以发现，45.93%的学生认为《算法与程序设计》知识点本身抽象且不易懂，如图2所示。

图2 学生学习课程感受

信息技术教学难点是克服学生的畏难情绪，让学生接受学习算法与程序设计，并且在此基础之上发掘学生潜力，让学生获得解决问题的能力以及创新创造的能力。

2.3 教师因素

通过课堂观察及访谈发现，目前《算法与程序设计》教学大多采用传统授课形式，并不能激发学生学习兴趣。通过问卷调查发现，有高达52.85%的学生希望教师采用更多吸引学生的方式授课，如图3所示。

图3 教师教学方式

2.4 学生因素

学生对学习《算法与程序设计》具有畏难情绪，具体表现为：①多数学生认为学习《算法与程序设计》比较抽象、枯燥，学习难度大，不能激发兴趣；②学习动机不强，直接影响学习的效率。学习动机越强，学习效率越高，学习积极性越大，反之学习动机越弱，学习效率越低，学习积极性也相对较小；③学生投入时间较少，自主学习意识有待加强。

《算法与程序设计》学习对学生今后的成长相当关键，任友群[9]认为，学习算法与程序设计是“大势所趋”，《普通高中信息技术课程标准(2017版)》明确指出，“掌握一种程序设计语言的基本知识，使用程序设计语言实现简单算法”。

3 提升策略

《算法与程序设计》有助于培养学生计算思维，如何提升学习效果，让学生轻松、快乐的学习，是教师应深思的问题。

(1)有趣的导入。从课堂观察情况分析，学生对游戏、机器人比较喜爱[10]。教师可以将学生感兴趣的内容与教学知识点相结合，完成教学任务的同时培养学习兴趣，吸引学生注意，激发学生探索欲望。

(2)建立群，及时解决疑难。通过访谈及观察发现，学生课后往往存在难题得不到及时解决的情况。因此应建立班级群，学生可以在群中相互发送学习资源，解决学习难题。

(3)培养学生探究意识。培养探究意识，助力计算思维发展。具备探究意识对学生成长影响深远，也是培养学生计算思维必备条件之一。《普通高中信息技术课程标准(2017版)》指出，“计算思维是我们在形成问题解决方案的过程中产生一系列的思维活动”。在教学中需要培养学生遇到问题不退缩，迎难而上的韧性。以探究意识助力计算思维发展。教师应该多以小组学习形式展开教学，让学生通过小组学习、同学之间相互讨论，碰撞出思维火花。