高中信息技术课程教学中计算思维的培养

福建省漳州市漳浦县教师进修学校 陈忠民

高中信息技术课程教学中计算思维的培养，在于通过信息技术的算法与程序的设计，有针对性地培养和提升学生的计算思维能力，才能在学生具备一定的操作能力后，使其综合能力和综合素质得到共同提高。因此，为了让学生牢固地掌握信息技术知识与技能，一方面，需要强化学生应用信息技术的能力与意识；另一方面，也要促使学生形成良好的计算思维，才能切实解决相对应的问题。所以教师在转变教学观念后，以计算思维培养为出发点，全方位训练并巩固学生信息技术能力与创新思维能力，从而为提高学生计算思维水平打下坚实基础。

一、高中信息技术课程教学中培养学生计算思维的意义

计算思维主要是通过自动化及抽象化的思维能力，运用科学的计算方式解答问题，以及通过系统化的设计进行理解与感受。所以在高中信息技术课程教学中，培养学生计算思维，有助于学生更好地适应信息化的学习和生活，逐渐学会应用科学的计算思维方式，发现问题、分析问题、解决问题。同时，在学生计算思维逐渐成熟的过程中，培养学生应用信息技术的能力，是学生合理利用信息技术相关理论与知识的前提，更是提升学生创造能力与创新思维的依据，以此才能在抽象的多个层次上进行深入思考，真正达到建立与强化高中学生计算思维的目的。

二、高中信息技术课程教学中计算思维培养的现状

在高中信息技术课程教学中，以信息技术基础知识的引导与实践探究，有意识培养学生计算思维，体现在针对具体的问题进行分析与解决，以及创新优化自身学习的方式，才能帮助学生提高综合能力和综合素质。在信息技术课程教学中，调查分析学生对于课程学习的态度，可以发现大部分学生计算思维不足，主要由于学生对于信息技术计算思维认识存在偏差，以及缺乏主动接触信息技术知识与实践探究的积极性，造成学生在高中信息技术课程学习中，自身的信息技术基础知识掌握不牢固，其应用信息技术解决问题的思维得不到有效培养，也就无法有效提升学生计算思维及利用计算思维指导实际的学习活动。所以高中信息技术课程教学中培养学生计算思维，既需要结合学生学习特点与信息技术课程教学的特征为基础，针对学生综合学习水平及全面素质提升进行分析及探究，也要采取科学有效的教学引导方式，全方位对学生计算思维进行培养，为促进学生学习的可持续性发展奠定基础。

三、高中信息技术课程教学中培养学生计算思维的重要作用

（一）提升高中信息技术课程的教育价值

在高中信息技术课程教学中，强调学生学习信息技术相关的理论与知识是教学的基础，侧重学生实际应用理论知识进行实践和运用是重点，以此才能从单一的理论知识讲授转向注重实践应用的引导。所以培养学生计算思维作为高中信息技术课程中的重要内容，只有当学生形成一定的思维认知和解决问题的能力，才能充分利用信息技术理论知识，针对问题进行深入的分析与探究，以及探寻出解决问题的合理方案，才能体现出高中信息技术课程的教育价值，为培养学生计算思维、提升学生计算能力、强化学生信息素养打下基础。

（二）落实高中信息技术课程的改革目标

随着信息技术课程的完善与发展，对于学生信息技术能力与计算思维培养形成的高度重视，主要体现在高中信息技术课程改革工作中，将教学的重心转移到理论知识的应用与思维方式的锻炼，以此才能突显出计算思维是人的主体行为理解，并不是计算机的思维方式。因此，落实高中信息技术课程的改革目标，以培养计算思维的理念指导实际教学活动，侧重于学生计算思维意识的发展与成长，才能持续推进高中信息技术课堂教学的可持续发展。

（三）强化高中生解决实际问题的能力

通过学生对信息技术理论知识的了解与运用，以及自身计算思维能力的不断提升，有助于学生在对信息技术知识进行全面的认识和应用时，真正形成针对问题进行有效解决的计算思维，并且带领学生向解决问题的方案制定与设计的身份转变，才能真正体现出学生具备解决实际问题的价值。所以在高中信息技术课程教学中，学生对于信息技术形成更深的认知和了解，才会对实际问题形成多层次的分析与理解，最终探寻出多种多样的解决方案与方式。

四、高中信息技术课程教学中培养学生计算思维的途径

（一）革新教学观念

教学观念作为高中信息技术教学活动的重要指导，以及有意识、有目的渗透计算思维培养方式的依据，高中信息技术教师既要关注学生知识技能的培养，也要重视学生思维能力的发展，才能在培养学生计算思维的同时，完善课堂教学体系，进一步提升计算思维培养的有效性。因此，高中信息技术教师在革新教学观念时，以丰富多样的教学方式开展课堂教学工作，认识到计算思维对学生学习发展与成长的重要性，有助于在有限的课堂教学时间内，带领学生探索无限的信息技术知识空间，确保学生自身综合能力和思维能力得到共同提高。

例如，在教学粤教版高中信息技术“Python的运算符与表达式”时，为了让学生了解Python程序设计语言的特点，以及掌握Python的运算符与表达式，教师在革新教学观念的同时，应当围绕算术运算符与算术表达式的示例向学生进行展示，使学生在了解算术运算符及其含义时，深入探究算术运算符连接的表达式。比如，教师将符号“*”“/”“%”“**”“//”及与之相对应的含义——乘、除、求余、幂运算、整除呈现在学生面前，就可以提出相关的问题训练学生的思维。如，7%3=1表示7除以3的余数，即1；“10**20”表示10的20次方，即1020。这种由算术运算符连接的表达式称为算术表达式。再例如，“a+3*c”“（x+y）*n-7”等问题的呈现，让学生结合算术运算符及其含义进行计算时，就是为了让学生通过逻辑运算符与逻辑表达式的方式，有针对性地算出相关的结果。同时，在关系运算符与关系表达式中，通过赋值运算的优先级，按照运算符优先级从高到低依次排列，有助于学生在掌握语言程序设计的基础后，为后续Python的函数计算打下坚实的基础。这样一来，教师以基础知识内容的讲解侧重于信息技术基础知识作为教学实践的基础，以及在重视学生计算思维培养的升华方面，主要是转向学生实际应用知识解决问题，才能不断强化学生的计算思维，加深学生对信息技术理论知识的认知。以信息技术理论知识运用的具体方式，将抽象的知识内容与原理形象化，不仅能够渗透出信息技术计算思维的不同方式，也能让学生在体验信息技术计算思维的同时，更加重视信息技术知识的学习与探究，从而学会运用这种思维分析问题和解决问题。

（二）联系生活实际

在高中信息技术课程教学中，联系生活实际提高计算思维的应用价值，主要是将教学内容与学生的实际生活联系在一起，以此贴合学生生活实际，展现计算思维的重要作用，才能不断强化与巩固学生的知识技能。与此同时，当学生认识到计算思维在生活实际中的应用价值，不仅能够提高学生学习信息技术知识技能的积极性，还能有效延伸与拓展学生的计算思维意识。因此，将生活化的教学内容与知识技能的学习和实践结合在一起，将会在实践中不断强化学生的计算思维，在巩固练习中提升学生对信息技术理论知识的探究热情，进而构建计算思维实践锻炼的教育体系。

例如，在教学粤教版高中信息技术“系统功能的实现”时，为了让学生应用Access数据库所提供的基本向导、设计视图、多种控件等，掌握快速创建数据库应用系统的一般步骤和方法，教师既要在突出学习重点的同时联系生活实际，让学生针对相关功能的实现方法进行讨论与设计，也要使学生在实际操作的过程中，全面深入地探究思考，以培养学生计算思维。所以教师选择贴合学生学习生活的数据库设计方案，引入课堂实践练习，有助于学生针对所要开发的数据库应用系统进行设计，并对功能进行一定的细化和整理，才能通过各个功能模板的计算思维与方式，进一步让学生了解系统设计的方法，以及提升动手实际操作的兴趣。以高中信息技术大赛数据管理系统模块的设计为例，让学生基于软件工程的开发过程与思想，针对如何防止非法用户进入系统，并增加密码验证功能的设计进行全面分析。主要是通过在用户登录阶段，以全新的计算思维构建用户信息录入的模块，重新构建用户名及密码验证功能，促使学生在实践操作的过程中，归纳出密码验证功能极容易出错的难点问题，才能对密码验证功能模块中存在的问题，有针对性地修改功能属性，设置控件的属性，从而达到安全与保密系统技术可行性的分析与开发。

（三）创新教学方法

高中信息技术计算思维的培养，主要是让学生具备一种特殊的思维方法，在研究与处理具体问题的过程中，充分运用已学习到的信息技术知识，找到问题研究和解决的突破口，最后实现灵活运用专业知识和能力解决问题的目标。因此，要创新教学方法，丰富计算思维培养的形式，以及让学生在学习与实践应用信息技术知识的过程中，深入探究信息技术知识的多种应用方式。所以围绕问题解决的这种方式，训练学生创新思维和逻辑思维，主要是以多计算思维实际解决问题作为出发点，促使学生在具体的问题情境中，不仅需要对问题进行深层次的分析，也要探寻出有效分析与解决问题的方式，最终在总结与归纳问题的本质时，提高学生解决问题的能力，进一步深化学生对信息技术理论知识的理解与掌握。

例如，在教学粤教版高中信息技术“数据的排序和筛选”时，为了让学生体验和感受数据库技术的功能和作用，以及通过Access平台巩固数据库基本原理和技术，教师可以通过问题导入的方式，以问题作为教育引导的核心内容，考查学生掌握信息技术操作基础和分析问题的能力。比如，教师在课前准备工作中，将存在不同类型问题的Access练习文件呈现在学生面前，通过学生分析数据信息的过程，进一步考查学生对在Access中进行筛选和排序的基本操作的掌握。如高三学生体质健康表中的各个数据呈现，结合相对应的运动消耗热量表与食物营养健康表的呈现，让学生就如何控制体重的问题进行数据的分析与计算，主要侧重以问题启发的方式活跃学生的计算思维。其中有的学生在结合相关的表格信息进行共同的归纳与分析时，将无效的信息进行有效的剔除，主要是通过数据排序的方式来实现，最后将有效的数据信息进行排列展示。如挑选身体偏瘦的同学的数据信息进行分析时，可以借助有序排列出的食物营养健康信息，给予饮食方面的相关建议；而针对身体偏胖且很少进行体育锻炼的同学，则可以借助运动消耗热量信息与食物营养健康信息的相互结合，归纳出有助于学生健康饮食与体育锻炼方面的建议，才能切实帮助不同健康体质的学生解决问题。通过这种培养学生分析问题、解决问题的方式，让学生在自主探究问题的过程中，借助相对应的数据信息排序和筛选技能技术，轻松分析问题并解决问题，才能规范、高效地管理数据，从而提升学生的科研能力与计算思维。

总之，高中信息技术课程教学中培养学生计算思维，主要在于优化整合教学资源，创新调整教学方式，才能在渗透计算思维教学的方式方法时，优化学生对计算思维的认识，以及提高学生运用知识解决实际问题的能力，进而为促进学生学习全面发展与成长奠定基石。