以计算思维为核心导向的高中信息技术教学实践

摘 要：在新课改的推动下，学科人才培养标准也在逐渐提高，新课标提出了包括计算思维在内的信息技术核心素养。为保证学生素养发展，高中信息技术教师应理解信息技术学科的意义、内涵与价值，剖析学科教学存在的问题，总结教学方式与创新作业设计，通过开展数字化练习，促进学生计算思维与学科素养的高效育成。

关键词：高中信息技术；计算思维；教学策略；核心素养

作者简介：吴燕（1982—），女，江苏省南通市小海中学。

计算思维是以计算机为媒介来进行科学分析与问题解决的一种思维方式，相比传统的数学思维与工程思维，它更加抽象和灵活，也更具思辨性，是信息技术核心素养的重要基础。在教学中，高中信息技术教师应明确教学目标，以课程为载体，引入贯穿计算思维的理论内容，着重培养学生的计算思维，强化学生的理性思维，帮助学生构建计算思维体系，进而使学生能够独立解决实际问题，达成高效育成信息技术核心素养的学科目标。

一、计算思维概述

区别于数学、物理学科，信息技术学科计算思维的基础模式依托于计算机应用程序，是将所提供的字符及代码翻译成数据，再通过程序转译，将数据再翻译成代码的思维程序转译过程。对此，计算思维可以看作是一种将人的智慧与机械的智能有机结合的思维模式。在学习信息技术学科的过程中，学生既要熟练掌握各类基础知识，也要具备运用计算思维分析与解决问题的能力。学生在面对抽象的知识点时，可以借助计算思维，将复杂的思考过程细化为思维节点或具体操作。这不仅有助于学生把握解题技巧，培养解题能力，同时能强化他们的逻辑思辨能力，进一步提升学生对抽象信息的分析能力以及对实际问题的解答能力。

二、培养学生计算思维的价值与意义

（一）新课改的要求

随着时代发展，我国以科教兴国为核心主旨，逐步推动新课改，大力培育技术型人才。如今，学生虽然可以在日常生活中亲身感知科技与生活的融合，感受信息技术给人们生活起居和日常出行带来的便利，但教师如果不加以引导，学生对信息技术的认知容易停留于生活层面，缺乏对技术层面更深层次的探究。现阶段，各国之间的竞争焦点逐步转向科技领域，为使我国在国际竞争中抢占先机、拔得头筹，学校需要发挥自己作为信息技术普及教育的有效媒介的作用，培养国家所需要的科技人才。对此，教育部开始对高中信息技术教材及教学方式进行改革，明确规定了信息技术核心素养以及能力标准的培养要求。其中，以计算思维为核心导向的教学思路，为后续相关教学设计奠定了基础，引导教师树立与时俱进的教学理念，不断创新教学模式，革新教学思路，让学生更好地学习信息技术知识，构建信息技术知识体系，为国家科技领域战略发展贡献力量。

（二）提升教师学科素养

新课改和“双减”政策对教师提出了更高的教学要求，教师在培养学生计算思维等信息技术核心素养的过程中，要革新教学观念，创新教学思路，拓展教学层次。目前，传统的信息技术教学方式已经与现代教育发展相脱节，不符合素质教育教学导向。因此，高中信息技术教师应该主动革新教育理念，采取更加科学合理的教学方法，以育成学生计算思维为目标，使自己的教学符合新课改要求，让学生的信息技术能力得以全面发展。

（三）促进学生综合素质发展

在国家大力培养高端技术人才的背景下，社会对人才的要求不断提高，尤其是对信息技术的掌握，已成为学生未来发展的必备技能。在计算思维素养培养过程中，往往需要以数学知识为基础，发展数学建模能力，这也保证了学生跨学科能力的高效育成。同时，计算思维体系中蕴含逻辑思维，学生在掌握信息技术的过程中，还能养成严谨思考的习惯。

三、计算思维培养的实施策略

（一）应用实例，强化计算思维

高中信息技术教材内容有时会涉及晦涩难懂的概念，因此教师在信息技术课程教学中可以提出蕴含计算思维的教学问题，以促进学生的主动参与，提高课堂整体参与度，从而高效培养学生的计算能力，不断提升他们的计算思维素养。

以教科版高中信息技术必修一第四单元第三节“非数值计算”为例，教师在课程设计时应侧重于让学生初步理解非数值计算的概念，鼓励他们自主选择适当的计算方法，构思有效解决非数值计算问题的方案。部分非数值计算概念较为繁杂，针对这一教学难点，教師可以普及基础概念，如“分治思想”和“二分查找”，并用通俗的例子进行解释。举例来说，对于“分治思想”，教师可以利用任务分析进行概念解释：“同学们，就像做饭一样，如果让没有烹饪经验的人做一道菜，他可能会感到很困难。但如果我们将做饭的任务分解成洗菜、切菜、烧菜等具体步骤，任务就会变得简单。这就是‘分治思想，它不仅适用于日常生活，也适用于信息技术学习。”在讲解递归概念时，教师可以联系数学中的斐波那契数列，或用类比的方法，通过趣味问题进行引导：“一对夫妇有五个孩子，大哥比二哥大两岁，二哥比三弟大两岁，以此类推，如果最小的弟弟只有三岁，那么年龄最大的大哥多少岁？”学生在思考分析中，逐步理解递归概念，培养计算思维以及阅读题目与获取关键信息的能力，掌握实践技巧，进而促进信息技术知识体系的整体构建和跨学科数学思维能力的发展。

总之，教师可以通过列举生活案例的方式引导学生展开联想，将课堂知识与日常生活相融合，促使学生充分调动知识储备，探寻解题方法，助力学生计算思维的提升［1］。

（二）参考基础，开展分层教学

传统信息技术教学通常采用统一的课程内容，无法满足不同学生的需求，缺乏个性化指导。在新课改背景下，教师应根据学科基础，采用分层教学法，促进各层次学生的综合发展，确保他们计算思维的高效构建［2］。

以教科版高中信息技术必修一第四单元第二节“数值计算”为例，教师在设计课程时，应将重点放在让学生了解程序设计基本知识上，并让学生尝试进行程序设计的基本操作，设计合适的程序来解决实际问题，养成修正和调试程序的能力，强化计算思维。在教学初期，学生可能已初步掌握信息技术编程能力，但不知道如何运用所学知识解决实际问题。对此，教师应了解学生的信息技术知识掌握情况，通过分层教学，引导学生综合利用知识解决问题。本文依据各层次学生的实践能力，分别设计了三个难度系数的数值计算问题：1.阅读教材中水仙花数模型的构建过程，理解模型数据的正确编程方法；2.用自己的理解分析水仙花数模型，并根据已学知识和计算思维进行简单编程，计算得出水仙花数；3.分析一段错误的水仙花数模型程序，找出其中的错误并根据自己的计算思维修正程序，使其正常运行。通过这样的任务设计，学生可以选择适合自己能力的课程任务，自我审视，自建观点，自主判断。

总之，分层教学法可以幫助学生强化计算思维，构建计算思维体系，从而明确学习方向。教师要参考学生的知识基础、阶段成绩、课堂表现、学习能力等，制订相应的学习计划，采用“多实践方案并驾齐驱”的实践模式，引导学生克服个人能力短板，积极参与各类实践活动，促进计算思维发展［3］ 。

（三）科学评价，深化个人认知

在教学思路与理念不断革新的背景下，对学生的评价机制应得到进一步完善，以深化学生的自我反思和自我认知。同时，教师需要考虑不同思维模式和心理状态的学生之间的差异，为学生提供个性化的评价，为他们指明发展的方向，助力学生计算思维的全面发展［4］。

例如，在学习教科版高中信息技术必修一第五单元第三节“走进数据分析”时，学生需要观察所提供的数据，尝试分析数据以获取其中的隐含信息。为达到这个目标，学生需要了解并掌握几种常见的数据分析法则，并借助计算机进行数据的条件分析［5］，建立数据模型，利用编程将数据直观展现。教师可以通过让学生自主独立分析报告的形式来展开教学。例如，教师提供一组数据，让学生自行分析。对于条件筛选的数据分析，教师可以提供不同题目，引导学生思考不同的分析方式，如间隔筛选和重复筛选。教师可以基于学生的编程和理解水平，给予学生评价和建议，帮助学生强化计算思维并加深对数据分析的理解。

以此类教学方式培养学生的计算思维，教师可以借助计算机的优势，将复杂的数据进行可视化呈现，同时将教学评价融入课堂，创建展示平台，让学生自由选择完成作业的方式。教师可通过抽取方式选择学生进行展示和点评，从而促进学生之间的互补互助，激发学生的学习热情。在教学结束后，教师可以进行总结评价，肯定学生的亮点并指出改进之处，让学生对自己的学习过程产生清晰认知，并根据所给出的评价反馈展开针对性学习，拓宽学习层面，深化学科理解，培养计算思维素养［6］。

在高中阶段，学生已具备较强的自我反思能力和自主学习意识，能根据个人情况制订个性化学习计划，培养计算思维。基于此，在教学过程中，教师应根据学生的成长状态，完善评价机制，促进学生对自身计算思维能力的认知。由于不同学生之间存在个性差异，教师需要给予学生个性化评价，对学生的不足要以委婉的方式指出，为他们指明学习方向，提供学习渠道，推动计算思维的发展［7］ 。

总而言之，在新课改背景下，培养学生的信息技术核心素养已经成为信息技术课程教学的核心目标与关键任务。其中，培养学生的计算思维更是教学工作中至关重要的部分。为了培养学生的计算思维，教师应当革新学科思维，摒弃固有观念，深刻理解学科内涵，运用多元化的教学策略，推动教学形式的创新，提升教学质量，同时确保核心素养高效培养，以实现学生信息技术综合能力的全面发展。

［参考文献］

［1］黄云洁.高中信息技术培养学生计算思维的策略探究［J］.中小学电教（教学），2022（6）：7-9.

［2］董超.高中信息技术教学中学生计算思维的培养策略［J］.安徽教育科研，2022（26）：84-86.

［3］蒋亚梅. 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探究［J］. 中小学电教，2022（10）：54-56.

［4］代晓黎.高中信息技术教学培养学生计算思维的策略［J］. 中学课程辅导，2022（22）：90-92.

［5］马莉. 基于计算思维的高中信息技术课堂教学设计与实践研究：以App Inventor为例［J］. 科学咨询（教育科研），2022（7）：151-154.

［6］蒋苗苗.面向计算思维培养的项目式教学设计与应用：以高中信息技术课程“人工智能初步”模块为例［J］.中小学信息技术教育，2022（11）：60-62.

［7］李才华.面向计算思维培养的PBL教学模式实践探究：以高中信息技术《周而复始的循环》一课为例［J］.黑河教育，2022（6）：85-86.