高中信息技术教学中学生计算思维培养存在的问题及对策

孔娟娟

（甘肃省永靖县移民中学，甘肃永靖 731600）

传统教学过程中，高中信息技术教师往往只是按照书本中明确的操作步骤，来完成相关的任务，很少关注学生学科关键能力和核心素质的培养，这导致一些学生对信息技术的内涵与外延无法准确理解，对信息技术知识的探究也只是浅尝辄止，学生的计算思维无法得到有效培养。随着高中信息技术学科课堂教学的改革以及素质教育的落地生根，教师的教学目标面临着全新的要求，其中就包括补齐计算思维教学的不足，实现学生计算思维的有效培养。

一、计算思维的概述

计算思维指的是运用信息技术学科的思维、基础概念、计算模式以及逻辑等进行问题的思考、设计，具有很强的抽象特征，能够更好地解决现实问题。计算思维的内涵比较抽象，具有很高的理论性，对教师的教学和学生的学习都提出了很高的要求，高中信息技术教师需要采取科学合理的教学措施，要能够通过循序渐进的渗透、借助案例的生动示范，将抽象的计算思维直观化，从而更好地实现培养效果。对于高中生而言，开展信息技术学科计算思维的培养具有重要的作用，一是有助于提升学生解决问题的创新意识与能力，可以引导学生积极运用信息技术知识，以培养学生的信息化素养；二是能够优化学生借助信息技术分析和处理问题的思考路径，这也是高中信息技术学科教学的主要目标之一。计算思维不仅涉及信息技术学科的知识，还要求灵活运用多学科的知识，对多学科的思维进行融合与整合。为此，高中信息技术教师要加强对学生计算思维的教学，推动学生以抽象化的计算思维来领悟信息技术知识的内涵。高中信息技术学科的知识点中，大都蕴含着计算思维，可以更好地培养学生的计算思维，同时能够推动课程改革，培养学生学科的核心素养。

二、高中信息技术学科与计算思维之间的关联性

（一）有助于高中信息技术学科课程改革的深入推进

在新时期的教学中，教师所实施的课堂教学要立足长远的目标，培养学生的学科核心素养，不能仅满足于理论知识的“灌输”。为此，高中信息技术教学中，教师需要认识到学科深层次教学的价值与作用，积极调整教学内容，不断优化教学目标。将学生计算思维的培养融入学科教学中，可以转变教师的教学思路与教学理念，对课程改革的方向与要求也将更加明晰，能够改变过去灌输式的教学模式，培养学生应用信息技术知识来分析与解决问题的综合素质，引导学生将抽象的计算机知识与具体的生活联系起来，从而推动学科课程的改革。

（二）借助计算思维培养可以彰显高中信息技术学科课程价值

高中信息技术学科最大的教育价值是锻炼学生的科学思维，培养学生系统性解决信息问题的能力，尤其是思考能力。计算思维包含逻辑能力、算法能力、递归能力等，这是学生学科思维的具体体现，能够最大限度地体现课程的价值，是实施新时期高中信息技术学科课程教学的关键内容，有助于学生在具体的生活中对计算思维和计算机信息技术的有效应用。

（三）借助计算思维培养可以助推高中生信息技术学科思维问题解决

正如前文所述，高中信息技术学科教学的主要目标之一是培养学生借助计算思维来分析和解决问题的能力，在具体的生活和学习过程中，由于信息技术的无限融入，教师可以借助信息技术实现更高的教学目标，使学生对学习过程中遇到的问题，可以借助信息技术思维进行解决。所以，高中信息技术教师要深化课堂教学改革，坚持与时俱进的教学理念，立足学以致用的教学目标，引导学生利用计算思维来学习和应用信息技术知识，使学生能够借助计算思维来培养信息技术学科思维，这对于学生深层次的学习和应用具有重要的作用。

三、培养学生计算思维教学中存在的不足

计算思维的内容极其广泛，对高中信息技术学科教师的教学提出了更高的要求。当前教学中，高中信息技术教师在培养学生的计算思维方面还存在一些不足，主要表现为以下方面。

（一）教师不能充分理解计算思维

早在2017 年的《普通高中信息技术课程标准》中就提出，高中信息技术教师要将计算思维作为学科核心素养的组成部分来推进。但是《课程标准》中并没有明确如何培养学生的计算思维，没有指出教师在教学中应如何落实计算思维的培养任务，同时现有的文献资料也很少以高中信息技术学科为视角来研究计算思维，再加上学校、教师、家长、学生对计算思维培养的不重视，导致一些教师对计算思维的内涵与外延认识不够，对如何培养学生的计算思维没有成熟、有效的方法和路径，这不利于快速落实学生计算思维的培养工作。

（二）学生不能有效学习计算思维

信息技术知识的学习是从小学阶段开始的，进入高中阶段之后，学生大都已经具备了一定的信息技术能力与素养，基于此，高中信息技术学科传递的知识层级也比较高，包括计算机专业知识、信息技术应用意识与能力、学科思维等。但是在具体的教学过程中，由于受到应试教育理念的影响和束缚，信息技术学科的教学一直处于“弱势”地位，学生没有机会深入学习信息技术知识，甚至很多学段的信息技术学科都没有开设，或者即使开设了也任由学生自由操作，这导致很多学生没有打牢基础，在面对高中阶段计算思维等高深知识的学习与领悟时，往往无法找到知识的切入点，对与计算思维有关的思维导图绘制、算法的应用、计算方法的掌握等目标都无法有效实现，这也导致学生计算思维素养的培养工作难以取得成效。

（三）评价指标不能有效推动计算思维教学

评价是教学必不可少的组成部分，是推动教学进程、检验学生学习情况的主要标准，为此，教师在培养学生信息技术学科计算思维的时候，也需要科学、合适的评价指标来推动课堂教学的高效进行。但是在具体教学中，高中信息技术学科不仅没有像文化课一样的考核评价制度，而且没有纳入高考范围，这使得一些教师在开展计算思维培养教学以及学生在学习计算思维知识的时候没有动力。另外由于学生的计算思维水平没有具体的评价指标，再加上这方面的研究文献资料比较少，导致教师不知道该如何实施评价，也就无法借助评价的力量来推动教学的深入开展，无法帮助学生及时有效地养成信息技术计算思维。

四、培养高中生信息技术学科计算思维的有效策略

培养高中生的计算思维不仅能够提高信息技术学科的教学成效，还能培养学生利用信息技术知识分析和解决问题的意识与能力，为此高中信息技术教师应立足当前教学中存在的不足，结合新课程改革的具体要求，实施高质量的课堂教学，以此来培养学生的计算思维。

（一）加强培训与考核，提升教师计算思维教学的意识与能力

高中信息技术教师是实施计算思维教学的关键力量，其素养与能力关系着学生计算思维的高效养成。为此需要加强对教师的针对性培训，一方面让教师充分了解计算思维的内涵，意识到计算思维对于学生学习和应用信息技术知识的作用，从而在教学中主动培养学生的计算思维；另一方面要通过针对性培训提高教师培养学生计算思维的能力，尤其是要能够将学生计算思维的培养与教材知识的讲解融合起来，实现教学内容的充实和教学目标的全面。

例如，在讲解“信息及特征”这一节内容之前，高中各年级的信息技术教研组组长需要组织教师进行集中培训，邀请骨干教师为教研组教师讲课。讲课的核心内容是引导教师在上课的时候不能仅满足于概念的讲解，而要能够引导学生将掌握的信息技术知识与生活实际联系起来，让学生明白计算思维可以帮助他们更好地利用信息技术知识来分析和解决生活问题。通过教研组的集体研讨，教师能够拓宽教学内容及目标，能在学科教学中融入学生计算思维的培养要求，引导学生利用生活实例来描述信息的基本特征。同时在集中学习阶段，教师还需要通过书本、网络等方式来掌握先进的教学理念与方法，以有效落实计算思维教学。

此外，学校还需要建立健全激励惩罚机制，用科学、合理的制度引导教师主动学习、自我提升，从而不断提高培养学生计算思维的教学素质，并且能够在教学过程中更加主动地实施计算思维教学。

（二）加强引导与渗透，提升学生计算思维学习的意识与能力

由于现阶段高中生的信息技术学科知识基础并不牢固，学科关键能力和核心素质还没有养成，为此教师在实施理论性更强的计算思维教学的时候要循序渐进，多进行引导与渗透，让高中生慢慢理解与接受计算思维，逐步掌握计算思维的内涵与外延，紧跟教师的教学步骤去培养计算思维。为了实现这一目标，高中信息技术教师可以通过开展生活化教学、创设生活化教学情景、布置一些操作任务、组织小组合作学习等形式多样的教学，实现学生计算思维的有效培养。在整个教学过程中，教师要充分发挥学生的课堂主体地位，引导学生积极主动地学习、领悟，从而促使学生积极思考、探索计算思维的本质，实现计算思维的有效培养。

例如，在讲解“文本信息的加工与表达”这一节内容的时候，其中有一个关于报刊类文本信息加工与表达的知识点，为了实现学生计算思维的有效培养，教师可以将信息技术专业知识的讲解与计算思维的培养融合起来，以实现双重的教学目标。在课堂教学中，教师可以分为三个环节来实现教学目标，第一个环节首先让学生对海报的组成有一个全面的了解，接着引导学生剖析出海报中的组成元素；第二个环节主要是教师使用思维导图，将问题的解决方案表示成一个信息处理的流程；第三个环节是实际制作一张海报。在这三个环节中，教师并没有直接讲解计算思维，而是以专业知识讲解为基础，以问题思考探究为引领，使学生的计算思维在潜移默化中得到培养。

教师要注重循序渐进的教学过程，要将算法的规律传授给学生，进而培养学生利用算法来分析问题的能力，以有效训练学生的计算思维。教师应引导学生进行常态化的计算思维能力与意识的训练，从而实现学生算法思维的有效建立。

（三）实施考核与评价，推动学生计算思维培养的科学与有序

正如前文所述，考核与评价是推动学生计算思维素养培养的关键举措，因此高中学校和信息技术教师要科学制定评价方案，明确合理评价指标。在日常教学中，教师要能够以方案和指标为基础来检验学生计算思维培养的进度与力度，并将结果作为学生期末成绩的主要组成部分，尤其是立足过程性评价，激励学生积极开拓自己的学科思维，实现计算思维的有效培养。

例如，对于“算法与程序设计”这一节内容的教学，教师要设计一个具体的评价标准与流程，可以将学生能不能利用计算思维去分析和解决问题、能不能编写程序来解决问题等作为评价指标。学生的思考方式也要作为评价的内容，包括能否利用头脑风暴法来优化算法，能否运用流程图来细化算法，能否通过编程来实现算法，从而实现过程性评价的目标。教师还需要考核学生能否对计算思维素养有多角度、多层面的思考，如在学生掌握算法之后，教师还要考核学生是否明白不同的算法会产生不同的操作效果，以推动学生更好地养成计算思维。

需要注意的是，教师在制定考核方案和设计考核指标的时候，要注重以生为本，坚持循序渐进，在运用的时候也要少一些负面评价，多一些正面鼓励。

综上所述，随着高中信息技术学科改革的不断深入，教师需要更加关注学生学科核心素养的培养，尤其是计算思维的培养，以实现对信息技术知识的应用。但是实际教学中还存在一些不足，包括教师对计算思维教学认识不够，学生对计算思维学习基础不强，评价方案及指标缺少。针对这些不足，教育主管部门、学校和教师要能够积极行动起来，尤其是要加强培训与考核，提升教师计算思维教学的意识与能力，加强引导与渗透，不断提升学生计算思维学习的意识与能力，推动学生计算思维培养的科学有序发展，从而深入推进高中信息技术学科课程改革，重点培养学生计算思维，推动学生信息技术学科关键能力和核心素质的培养。