聚焦计算思维培养的高中信息技术课程教学策略

赵琼

摘 要：随着新课程改革的推进，在高中信息技术课堂中对学生计算思维进行强化，这不但对提升学生的信息素质有帮助，还可以让他们更好地适应信息化社会，适应未来工作和生活。本文基于计算思维的概念，从教学策略和实践探索两方面展开研究，结果表明，信息技术教学可以增强学生计算思维，同时还能使学生更加适应信息化社会，适应未来的工作和生活。本文从计算思维培养的角度出发，探索了提升信息技术课堂教学有效性的策略。

关键词：计算思维；高中；信息技术

我国计算机学科建设经过数十年的发展已经初具规模，有一定的成就，但是在教育中，很多教师忽略了培养学生计算思维[1]。新课程标准下，教师应依据核心素养内涵有意识地培养学生计算思维能力，提高课堂效率。本文基于计算思维概念，提出几点策略，希望为信息技术创新工作提供一些灵感，也希望对于推动信息技术课程改革工作有所帮助，以实现人才培养的目标。

一、高中信息技术课程教学现状

在计算机教学过程中，许多教师往往将注意力放在如何提升学生操作计算机的能力上，要求学生规范、正确操作计算机步骤，却没有意识到培养学生计算思维能力的重要性，在这上面的投入也比较少。计算思维能力是指计算机专业知识与实践应用结合的综合能力，是学生将所学知识运用到生活和工作中的能力。由于高中课程安排相对紧凑，所以在课堂教学中主要以理论教学为主，而课堂时间有限，教师很难通过理论教学引导学生运用计算机知识解决生活问题。另外，教师在教授计算机课程时，往往注重课本知识讲授，而且过于注重理论教育，深入剖析原理，没有将所讲的计算机知识与现实生活有机结合起来。虽然教师也会引导学生发现问题、解决问题，但是缺乏将其与实践相结合的机会。此外，很多教师虽然会结合生活实际，但在实践过程中很难发现问题、分析问题和解决问题，因此教师缺乏将计算机知识与生活实际相结合的教学经验。为了应对传统课堂教学的弊端，许多教师已经开始转变课堂教学模式，探索新型课堂教学方法，如案例式教学法、启发式教学法等。这些方法能够很好地提高学生的计算思维能力，但是由于其灵活性和多样性较大，且很难将其与实际生活相结合，因此在实际应用过程中还存在许多问题，如：案例式教学法对于教师的计算机实践经验要求较高、学生难以获得成功感等。这也是目前高中信息技术课堂中学生计算思维能力培养所面临的挑战。除此之外，很多教师在计算机教学中将主要精力投放到学生计算机应用技能训练上，而忽视了对其进行数学思考的训练。计算思维是计算机专业知识与生活实践有着密切关联的综合能力，至关重要，加强计算机课堂教学模式研究，创新课堂教学方法，促使学生能够将所学知识与生活实践相结合。只有这样才能让学生了解、内化并储备丰富的计算机专业知识，驱使学生更加积极、自觉、主动地学习信息技术课程，使其更加适应信息化社会发展需要。但在实际教学中，由于计算思维是一项较抽象的概念，在实际操作过程中不易掌握，因此很多教师往往忽视了计算思维培养。另外，教师往往将教学重点放在对学生操作能力的训练上，而忽略了对计算思维能力的培养。这也导致学生的计算思维能力得不到锻炼和发展，从而导致学生计算机应用水平不高。所以，如果要让高中的信息技术课程的教育能够跟上时代的发展，那么老师们就应该持续地去寻找更好的学习方法，并指导他们把所学到的东西运用到实际的工作中去，从而推动他们在学习过程中的发展[2]。

二、培养计算思维的意義

计算思维是以求解问题为中心，以高效地获得与传递为中心的一种技术技能。在处理复杂问题和现实应用问题方面，计算思维有着很大的价值。计算思维关系到学生计算能力，教师在培养学生计算能力的过程中，可以以计算思维为突破口，这在提升学生的信息素养方面有着很大的作用。首先，“计算思维”是一种较高层次的思考方法，它有助于学习者积极地建构自己的知识库。在对其进行计算思考的过程中，可以对其进行以问题为中心的探究、分析和解决问题的意识进行训练，使其掌握处理问题的方法。其次，“运算”是一种具有创造力的思考模式，对提高学生的创造力具有重要的作用。借助计算思维，使其能够化繁为简，掌握应用所学的理论和方法。所以，培养学生计算思维可以增强学生创造思维与创造能力。计算思维对学生掌握学科核心知识和技能有很大的帮助。学科核心知识和技能在数学思维能力的培养中发挥重要作用。故教师在高中信息技术教学中注重培养学生计算思维并采取相应的措施，这可以助力学生掌握计算机核心知识和基本技能。在这个学习的过程中，可以让他们持续地获取新知识，掌握新技能，对他们的信息素质和创造力的提升都起到了积极的作用，进而推动了他们的人才培养目标的达成。此外，在此基础上，培养出的“计算思维”能力，对于将来的学业和工作都是十分有用的。教师应注重培养学生的计算思维，使学生能够了解计算机知识的重要性，掌握计算机核心知识与技能。首先，它是一种技术技能，它可以帮助我们更好地利用计算机的相关知识来处理实际问题，进而提升我们的资讯素质。从另一个角度来看，计算思维也属于一种科目的思考方式，它可以让学生对计算机学科的相关知识和技能有更好的认识，进而让他们更好地与将来的信息社会相融合。在中学信息技术的教学过程中，对学生的计算思维能力进行了培训，这在人才的培养过程中有着非常大的作用，它不但可以让学生变得更适合于社会的发展，还可以让他们的工作和生活变得更好，让他们可以更好地融入这个信息社会之中，让他们的信息素质得到提升。高中信息技术教师要把培养学生的计算思维能力作为主要目标，把核心素养作为指导思想，把重点放在对学生的计算思维能力的培养上，并积极探索与之相适应的教学策略，让学生可以在信息技术课堂上进行自主学习，让学生能够更好地适应信息社会，为学生的终身学习和发展打下良好的基础[3]。

三、高中信息技术课程计算思维的培养策略

（一）探究教材内容，渗透计算思维

在高中信息技术教材内容中，对于计算思维的渗透主要是通过实际案例或者简单的模拟实验来完成的，这就要求教师在实际教学中应该将教材内容与学生的生活经验以及实践能力联系起来，只有这样才能够使学生获得更好的学习效果。因此，教师在进行教材内容探究时，需要对学生的生活经验进行分析，同时结合学生的学习兴趣对教材内容进行优化调整，这样才能够使学生在探究教材内容时能够结合自身的生活经验和兴趣爱好，进而提高学习效率[4]。

比如：在《数据、信息与知识》这一节的学习中，教师可以将教材内容与生活中的经验联系起来，例如在探究信息的分类时，教师可以通过设计一个实验，将数据分为两类，即实数类和虚数类。在教材内容的学习中，学生需要以实数为例通过计算机模拟出数据的分类过程，具体来说就是在一个计算机屏幕上放置若干个数字和一个负数，让学生观察不同数字之间的变化规律，通过简单计算就可以得出结果。通过这样的教学设计一方面可以使学生更好地掌握教材内容，另一方面也能使学生的计算思维得到培养与提升，因此教师在教学中应该努力探究教材内容，同时渗透计算思维，从而使学生获得更好的学习效果。在《算法与程序实现》这一节的学习中，教师需要为学生讲解“算法”和“程序设计”的概念，让学生明确两者之间的联系与区别，这样才能够使学生对计算思维有更加清晰的认识。例如在讲解算法时，教师可以通过设计一个游戏，让学生明白算法在程序设计中的重要性；在讲解程序设计时，教师可以通过布置作业来培养学生的计算思维。在这一节内容的学习中，教师还可以鼓励学生利用所学的算法解决一些问题，比如利用“加法”或者“减法”等算法对某个程序进行编写，从而使学生对算法有更加深刻的认识。除了利用教材内容渗透计算思维外，教师还可以通过计算机游戏等方式对学生的计算思维进行培养，例如在练习制作多媒体这一环节的学习中，教师可以为学生布置一个简单的任务：将一个图像制作成幻灯片或者视频。在这一环节，教师可以让学生自行探究算法，然后在多媒体上进行演示，通过这样的方式可以使学生对算法有更加深刻的认识，进而提高学生的计算思维。通过这样的方式，学生可以充分发挥自己的想象力，不仅可以提高计算思维能力，还能让学习效率实现更大化、更优化。所以，教师应该积极探究教材内容，并根据实际学情对教材内容删繁就简、去粗取精，使教学内容实现最优化。总之，教师应该积极探究教材内容，同时在教学过程中渗透计算思维，这样才能够使学生获得更好的学习效果。

（二）更新教学理念，落实计算思维

在信息技术课堂教学中，教师需要树立正确的教育理念，注重培养学生计算思维，让学生在学习过程中能够将其作为一种有效的学习途径。教师需要培养学生对计算机软件的学习兴趣，提升学生的自主学习能力，教师在课堂中要教会学生掌握获取计算机知识的方法，让学生通过阅读教材和相关资料来掌握相关计算思维和知识内容；教师要指导学生进行项目实践，将信息技术与实际生活紧密结合在一起，引导学生对其进行探究[5]。

例如：在“人工智能”的学习过程中，教师要引导学生将人工智能与生活紧密联系在一起，让学生体验到计算机的存在和意义，让学生了解人工智能的重要性，培养学生对信息技术的学习兴趣，让学生了解到人工智能中计算思维的应用，促进学生对人工智能的理解，让学生对人工智能的了解更加深刻。教师在进行“人工智能”教学的过程中，要注重计算思维培养，促进学生计算机知识和计算思维的紧密结合，促进学生在信息技术课程中得到有效发展。教师在课堂上要引导学生对计算思维进行有效应用，帮助学生将计算机知识和计算思维融合在一起，让学生了解到计算机知识是一种基础的、重要的信息技术，让学生掌握获取和处理信息的方法，使学生清楚地认识计算思维的本质。以“三维设计”教学为例，教师除了讲授基础知识，还要让学生了解开发、设计计算机软件的方法，引导学生掌握计算机软件的应用方法，让学生利用计算思维来对软件进行开发和设计，将计算机软件与现实生活紧密结合在一起，让学生体会到计算机软件的重要性，了解到计算思维是一种重要的思维方法。教师需要在教学过程中落实计算思维的应用，培养学生计算思维的思考方式，在课堂上对学生进行计算思维的培养，促进学生计算思维能力的发展。例如：在“Python语言基础”的教学中，教师需要引导学生在学习过程中掌握Python语言的基础知识和语言特点，让学生在学习过程中，能够掌握计算机软件的學习方法和应用方法。教师可以让学生根据Python语言特点来设计一个简单的项目，比如利用Python语言编写一个简单的程序，让学生能够将项目进行操作和实现；教师可以让学生利用Python语言来进行编程竞赛，让学生掌握编程技术的使用方法，提升学生分析和解决问题能力。教师可以通过Python语言的特点来设计一个简单的程序，让学生自己操作并实现，让学生在实践中提升他们的计算思维能力，了解到学习Python语言是一种有效的学习方法，促进学生计算思维能力和计算机知识的有效结合。教师还可以带领学生利用编程来进行小游戏，让学生将课堂内容和小游戏紧密结合在一起，促进学生的计算思维能力提升。

（三）开展专项竞赛，强化计算思维

很多学校针对信息技术教学单独开设计算思维课程，却因为缺乏明确的竞赛要求和标准，无法统一各学校的教学方式和教学理念。这就导致了学生学习信息技术课程的积极性不高、教师授课的效率不高，教学质量得不到有效提升。所以，要想更好地提升中学信息技术课程的教学品质，加强对学生的计算思维的培养，学校可以通过设立计算思维专项比赛来促进对其进行学习[6]。

首先，学校应立足实际开设计算思维课程；其次，学校可以开展竞赛活动来调动学生能动性，驱使学生主动、积极、自觉地学习计算机，增强其计算思维能力；最后，学校可以举办一些针对学生信息技术学习水平进行测试。比如在学习完“三维设计”之后，教师可以开展一个“三维设计创意大赛”，让学生通过制作三维模型来体现自己的学习成果，也可以让学生利用三维设计软件进行实际操作，实现模型的转换。这样可以通过计算思维专项竞赛活动来调动学生学习信息技术的积极性和主动性，强化学生的计算思维能力。计算思维专项竞赛活动既能提高学生参与兴趣，还能利用学生的胜负欲诱发其求胜心理，驱使学生深入钻研，从而达到强化学生计算思维的目的，提高教学质量。在计算思维专项竞赛中，老师们要做好充分准备工作，以学生们的计算思维水平为依据，合理设计比赛，并根据学生们的实际学习情况，选择适当的比赛内容，以确保比赛的科学性、合理性；在比赛过程中，教师应做好比赛辅导工作，引导学生不断强化计算思维；结束比赛后，教师要做好总结工作，对竞赛过程中出现的优秀作品进行整理和总结，并推荐优秀作品到学校参加相关比赛活动。通过计算思维专项竞赛活动，可以让更多学生了解到计算思维能力对学习信息技术课程所产生的积极影响。在计算思维专项竞赛活动中，学生的计算思维能力得到了有效提升，他们在学习信息技术课程的过程中，不仅可以独立完成任务，还可以从任务完成的角度出发对自己的计算思维进行思考和总结，通过学习信息技术课程可以有效提升自己的计算思维能力。例如：在完成了“开源硬件”的课程后，老师可以组织一次“创新方案的创作”比赛，让这些学生通过比赛来提高自己的运算水平。除此之外，在引导学生参与比赛的过程中，让学生接触和了解更多有关信息技术的知识，这样既可以对他们的计算思维能力进行更好的提高，也可以为他们将来的信息技术课程的研究奠定良好的基础。在进行了“计算思维专项大赛”的过程中，可以让同学们按照自己的计算思维程度来设定一个合理的目标，从而提高了同学们对信息技术研究的热情和主动性，让同学们能够持续地增强自己的计算思维能力，从而更好地推动同学们对信息技术的研究。

（四）完善评价体系，发展计算思维

在信息技术课程中，学生不仅要掌握基本的计算思维，还要能进行一定的数据分析，具备利用计算机解决实际问题的能力。这需要教师重视学生计算思维能力的培养，如果没有做到，那么在高中信息技术课程的教学中就很难达到预期的效果。为了能更好地发展学生的计算思维，需要教师能够不断完善评价体系，促进学生形成良好的计算思维[7]。

教师在完善教育评价的时候需要注意到以下几点：（1）制订明确的评价目标。目标具有导向作用，尤其是评价目标，它让学生知道“往哪里去”，所以教师要认真制订，以实现学生计算思维能力提升为目的。（2）在评价过程中，要重视学生的个性化发展。学生作为教学中的主体，其不同的思维特点与实际情况会直接影响到教学活动的开展。针对不同水平的学生，要有相应的评估准则和评估方法。（3）注重评价结果的反馈。教师在制订评价目标时，要将学生计算思维能力水平作为重要依据，在学生完成任务后及时反馈，并在课堂上进行讲解，帮助学生完善问题解决方法，使其更好地掌握计算思维技能。（4）及时有效地对学生进行鼓励与表扬。教师在授课过程中培养学生计算思维，应当把与教学内容有关的因素和要素融合到自己的课堂当中，并用各种形式的教学活动，来提高学生的计算思维能力，让学生在学习信息技术的时候，可以拥有一套正确的计算思维方式，从而获得更高的计算思维能力。教师在日常授课过程中，可以通过不断实践与探索来不断提高高中生计算思维能力水平。如：在学习“设计程序”内容时，教师可以结合实际情况来设计一些问题，让学生通过完成这些问题来了解程序的运行规律，并在完成问题后来总结计算机程序设计中的相关规律。在实施中学信息技术课程的同时，也要对中学信息技术的课堂教学进行改进，以提升学生的计算思维能力。只有在具体的教学过程中，对各种教学策略与方法进行持续的运用，才可以让高中阶段的学生对计算思维能力有更好地把握，进而提高他们的综合素质，让高中阶段的学生可以拥有良好的计算思维习惯和应用能力，以实现他们的教育目标。总而言之，在中学信息技术的教育中，老师们要始终坚持“以学生为主体”的教育思想，对自己的教育方式进行改革，提高自己的课堂教学效果和质量。同时，在实际操作中，老师们也要结合实际情况适当地改进教学计划，在增强学生计算思维能力的基础上达到减负提质的效果。

结束语

计算思维能力作为现代社会重要的基本素质之一，对学生的综合发展具有重要作用，它是对学生的创新意识和创新能力进行培养的一个重要途径。故教师要认识到计算思维能力培养的重要性，并结合实际情况来制订有效的教学策略。同时，教师也要不断完善教学评价体系，提高高中生计算思维水平，促进高中信息技术教学活动开展。在未来教学中，教师应积极创新教学方法，不断提升自身专业素质与能力，以促進学生计算思维能力水平不断提高。

参考文献

[1]丁艳.面向学生计算思维培养的PBL教学模式[J].小学科学，2023（1）：112-114.

[2]周智敏.基于计算思维培养的高中信息技术教学策略研究：以“开源硬件项目”为例[J].高考，2022（10）：156-158.

[3]赵国晖.高中信息技术课程教学中计算思维的培养策略[J].中文科技期刊数据库（全文版）社会科学，2022（7）：4.

[4]曾逸帆.在高中信息技术教学中培养学生计算思维的策略[J].广西教育，2022（23）：54-57.

[5]孔娟娟.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[J].学周刊，2023（3）：148-150

[6]戴晓芬.基于计算思维培养的高中Python教学实践与探究：以循环结构的程序实现一课为例[J].中国信息技术教育，2023（1）：46-48.

[7]唐强.基于计算思维的高中信息技术Python课程教学模式构建[J].前卫，2022（36）：3.