以计算思维培养为任务的探究式教学设计

朱宋煜

【摘 要】初高中信息技术教学需要培养学生的核心素养，包括计算思维、信息意识等。计算思维作为信息时代发展的重要思维方式，对于人们认识和改造世界产生了重要的作用。本文采取任务探究教学模式，针对学生计算思维培养的具体策略，以物联网教学为例进行针对性的分析，从而为提升学生的计算思维提供参考。

【关键词】计算思维;任务教学 ;核心素养;信息技术

【中图分类号】G434 【文献标识码】A

【论文编号】1671-7384（2021）010-057-03

近年來，在信息技术迅速发展的背景下，计算思维成为新时代人们必需具备的能力，也成为教育行业研究的重点内容。在《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》颁布之后，针对学生进行计算思维培养，从而促进学生的全面发展，也受到了教育界的广泛关注。尤其是在信息社会，高中信息技术课程教学中必须要注重培养学生的计算思维。本文以高中信息技术课程中物联网教学内容为例，探究计算思维培养的策略以及任务探究教学模式的具体应用方法。

计算思维概述

核心素养是为了适应整个信息社会发展，学生应该共同具备的素养，突出了学科的基本特点，并实现知识、态度和能力的综合发展。为了凸显人才培养过程中核心素养的重要价值，核心素养必须要在课程中得到有效落实，并结合具体学科的特点进行针对性培养。高中信息技术课程中要求培养学生的核心素养，其中计算思维是重要组成部分。

计算思维主要是通过算法来解决现实问题并迁移到其他问题，是解决实际问题的具体能力，也是信息技术学科的核心素养基础。根据《普通高中信息技术课程标准（2020修订） 》可知，计算思维要求学生借助相关的知识，实现问题的抽象化，并构建模型，最终具有迁移能力，出具完善的问题解决方案。高中信息技术课程在让学生学习学科知识的基础上培养核心素养，教师在实际教学中必须要为学生提供现代化的学习环境，让学生能够利用数字化的学习工具和资源来掌握信息处理的能力，并实现计算思维的抽象化。

任务式教学模式

在学习过程中，学生会在相应任务驱动下开展学习，并围绕相应的问题，借助他人，利用学习资源，开展独立或相互合作的学习。教师可以通过具体任务的创设，让学生在实际探索过程中不断地获得成就感，并激发个人的求知欲，从而能够逐步培养独立学习以及合作探究的能力。任务式教学模式是在相应任务设定下让学生开展学习，通过自主学习以及合作探究等模式来完成具体的任务。在物联网教学中，为了培养学生的计算思维，借助任务教学模式，可以达到相应的教学目的。在具体教学中也需要构建一定的任务探究教学模式，教师需要以相应的任务为主线来帮助学生进行学习。

教师需要进行任务的设计呈现以及实施，从而进一步培养学生的计算思维，使得学生能够在相应任务的驱动下相互协作探究问题，最终获得一定的成果，实现学生信息处理能力的提升。作为教师在开学前需要针对任务教学进行准备，包括教学任务的设置、教学目标，以及具体的流程、明确的任务问题、学生可以利用的资源以及信息。

在教学中教师可以为学生创设相应的情境并呈现任务，为学生分配任务;而学生在此时则可以开展独立或协作学习，确定其自身需要解决的问题，并进入情境当中，最终教师针对学生协作的情况来进行总结，并针对具体的问题进行讲授，得到一定的结论。在这一过程中教师可以加大对学生计算思维的培养，在其自身任务驱动下进行集体交流，最终展示成果并进行巩固，实现知识的迁移。

任务探究式教学设计

为了培养学生的计算思维，教师在采取任务探究教学模式时，必须要以具体的活动来进行引导，在实际教学中注重对学生计算思维的培养。本文以信息技术课程中“物联网应用原理”为例进行针对性的设计。

1.明确教学目标，奠定计算思维培养基础

教学目标是整个任务开展的具体纲要，明确了教师需要教学的内容，以及学生所应达到的知识水平、掌握的学习方法。教学目标是开展教学组织以及选择教学方法的重要依据，也是培养计算思维的重要基础。

当前众多教师在制定教学目标时主要是依托三维目标来进行，在实际教学中却忽视了学生是否掌握解决问题的方法，以及是否形成了正确的价值观念。根据高中信息技术课程的实际要求可以得知，教师必须要注重学生计算思维的培养，在实际教学过程中转变自身的教学理念，并设置递进的教学目标。

为了培养学生的计算思维，教师需要注意在学科知识教学中，学生需要形成一定的计算思维，不仅要明白其所需要学习的知识内容，更需要了解学习这些知识的必要性以及具体的方法，从而保证学科知识可以得到灵活的应用，为培养计算思维奠定良好的基础。在进行实际学习时，需要根据不同的学习内容实现问题的抽象化，并将物联网相关问题进行整体把握，了解其中关键问题的本质，与实际问题进行连接，加深对相关知识的理解。

在解决实际问题中，学生则需要将问题解决与相应的学科知识进行有效的连接。问题解决是检验学生知识学习状况的重要方式，也是形成计算思维的重要方法。在问题解决方面，要求学生在具体的问题情境当中，对知识进行反复利用，并结合相应的算法来设计具体的解决方案，利用相应的数字化工具进行调试、运营，从而构建解决问题的模型，实现知识的内化。计算思维是一种相对抽象的思维，在培养的过程中需要进行反复的练习，学生需要综合考虑各方面的因素。

2.创设学习环境，保障教学顺利完成

教师需要为学生创造良好的教学情境，使得学生能够充分借助现代化信息技术手段来开展协作学习。尤其是在物联网教学中，教师采取任务探究式的教学模式，需要鼓励学生进行小组交流与讨论，并共同批判多种观点和假设，通过协商的方式解决各项问题，从而使得学生群体的思维得到共享，共同完成任务目标。如在“互联网应用原理”教学中，教师在任务设计中需要结合学校现有的环境，记录欠缺的资源，并鼓励学生共同准备资源，让学生能够事先准备好相应的内容并掌握物联网应用原理的核心内容，这就可以帮助学生进一步探索及交流。

3.以任务为驱动，培养计算思维

基于计算思维培养的重要要求是项目的选择贴近实际生活，使得学生能够具有良好的学习兴趣。如在“物联网应用原理”内容讲解中，教师可以结合实际生活中物联网应用的具体实例来进行相应的作品展示，引导学生分析在实际生活中物联网应用的具体内容，教师可以将相应的教学任务进行分解，让学生明确自身学习的重要方向。为了促使任务教学的顺利开展，教师可以按照教学计划将学生所需要掌握的知识以及技能划分到相应的阶段。

（1）任务确定阶段。在任务确定阶段学生需要结合实际生活以及所要学习的知识点来选择实际生活中物联网应用的相关内容，并对其进行共同探讨，学生在进行共同交流以后可以确定“物联网应用原理”的具体内容。这一教学过程是为了让学生归纳总结物联网的概念，学生可以通过阅读材料的方式来进行自主学习，总结并了解物联网是物物相连的互联网，并强调物联网的智能化特点。

（2）任务实践阶段。这一过程的主要任务是引导学生根据所学的物联网知识来判断相应的案例。开展协作学习可以让学生了解物联网工作的具体原理，并能够判断实际生活当中物联网技术的具体应用。学生通过合作交流以及深入學习的方式来进行进一步思考，为培养计算思维奠定良好的基础，并且在合作探究交流的基础上能够培养自身的合作意识。以实际生活中汽车所搭建的防护报警系统为例，学生可以进行探讨和交流，了解报警系统模型建立所需要应用的器材以及实验的具体要求。这一环节可以让学生从实际生活入手，通过更加便捷、准确的方式进行探索，并深入领会报警系统模型中的物联网应用原理。在项目实践中，教师与学生可以开展互动合作，针对汽车防护报警系统画出相应的示意图，并简单介绍各模块的功能和具体的连接方法，以及在连接当中需要注意的事项。在学生经过交流沟通以及动手之后，可以总结出模型系统的核心模块，并分析其中是否属于物联网的具体应用。这种通过案例分析的方式可以加深学生对物联网的理解。

（3）任务总结评价。任务总结评价主要是在相应任务完成之后，根据教学计划，让学生在规定时间内展示自己的作品，并对作品进行讲解，展示个人的设计意图。学生在展示的过程中可以根据教师所提供的课程标准，从内容、技术等多个方面进行综合性评价并对比自身在物联网应用原理这一内容中所掌握的实际情况。同时，教师可以鼓励学生畅想未来，充分发挥学生的想象能力。教师可以通过播放未来生活的视频，让学生感受物联网所带来的价值，并培养学生对美好生活追求的意愿。

计算思维作为高中信息技术学科核心素养的重要组成内容，是以解决实际问题为基础来培养学生的综合能力。教师需要依托具体的教学设计和具体教学活动来开展计算思维的培养，并结合相应的任务探究教学，提升学生的综合素质。

参考文献

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