从计算思维角度看初中信息科技教育

2023-12-19山东省淄博市桓台县城南学校李凌霄

新课程教学(电子版) 2023年14期

山东省淄博市桓台县城南学校李凌霄

山东省淄博市桓台县田庄中学朱晓文

随着信息技术的飞速发展，初中信息科技教育已经成为现代教育体系中不可或缺的一部分。而计算思维则是解决问题的一种方式和方法，它强调的是逻辑和创新。在信息科技教育中，计算思维能力的培养对学生未来的学习和职业发展至关重要。因此，本文从计算思维的角度出发，探讨了在初中信息科技教育中如何培养学生的计算思维能力。

一、计算思维的定义和发展历程

计算思维是指通过计算机科学的概念、方法、技术和逻辑推理来解决问题的一种思考能力。这种能力涉及许多领域，如算法设计、应用程序开发、数据分析等。它需要运用规范的思维方式来处理信息和数据，并使用相应的工具和技术来解决问题。与纯粹的编程技能不同，计算思维更强调解决问题的过程和方法。具有计算思维能力的人可以更加有效地识别和描述问题，创造新的解决方案以及评估不同方案的优劣。计算思维的发展历程可以追溯到人工智能研究的开端。20世纪50年代，计算机科学家约翰·麦卡锡提出了描述符号处理的概念，并将其应用于人工智能领域。之后的几十年间，计算思维逐渐成为计算机科学和数学教育中的关键内容。20世纪90年代末期，计算思维逐渐成为广泛使用的一种问题解决方法。当时，计算思维开始在教育领域得到广泛应用，尤其是在基础教育领域。计算思维被看作是一种跨学科、跨阶段的教育范式，旨在将计算机科学与数学、自然科学等领域有机结合起来，并通过计算机编程等方式培养创新思维和解决问题的能力。21世纪初，计算思维开始得到广泛认可和应用，其重要性和应用范围也在不断增加。如今，计算思维已成为未来数字化社会和人工智能时代的必备技能之一，被广泛应用于各个领域。

二、初中信息科技教育的重要性和存在的问题

初中信息科技教育的重要性在于它可以帮助学生获取计算思维和解决问题的能力。在当今数字化社会和人工智能时代，信息科技已成为一种重要的学科和技能，它不仅有着广泛的应用场景，而且已经渗透到了人们的日常生活中。2022年教育部公布的《义务教育课程标准》中，信息科技成为义务教育新科目之一。这表明，信息科技已经被纳入了教育体系中，成为一项必备的教育内容。在初中阶段，学生通过学习信息科技知识和技能，可以更好地了解计算机科学的概念和方法，进而培养计算思维能力，提高解决实际问题的能力和效率。此外，编程是信息科技教育的重要组成部分，通过学习编程，学生可以学习计算思维和解决问题的能力，提高创新思维和动手能力。从整个社会的角度来看，在信息化和数字化的今天，信息科技已成为一种基本的能力要求。初中信息科技教育将帮助学生掌握信息科技的基本知识和技能，为他们未来的学习和工作打下坚实的基础，帮助他们更好地适应社会发展的需要。因此，初中信息科技教育在今天的教育体系中扮演着非常重要的角色。

不同地区和学校的初中信息科技教育存在着不同的问题，以下是一些可能存在的普遍问题。

（一）教材过于理论化

初中信息科技教材过于理论化是信息科技教育面临的一个重要问题。传统信息科技教材往往只关注基础理论和操作技能，而缺乏实际应用场景的引导和练习，这在一定程度上限制了学生的掌握水平和兴趣动力。一方面，教材中缺乏实际应用场景的引导和练习，给学生的学习带来了诸多不便。学生难以从抽象的理论中找到实际应用的感觉，更难以把学习到的知识应用到实际项目中。同时，由于缺乏动手实践环节，学生也难以培养出独立分析、解决问题的能力。另一方面，教材内容通常比较枯燥，缺乏趣味性。由于初中生的兴趣和好奇心比较强，他们往往更喜欢有趣的应用案例和实用工具的介绍，而不是干巴巴的理论知识。因此，教材中过多的理论内容往往会影响学生的学习兴趣和学习动力。为了解决这些问题，教师可以采用增加教材中实际应用场景和动手练习的方式，使得教学内容更贴近实际应用；通过理论知识的讲解，引导学生了解实际应用场景，构建起知识体系，然后通过实例和案例的引导，让学生实践运用知识与技能，减少抽象的理论学习。总之，初中信息科技教育需要在教材设计和教学方式上，更加注重实际应用的引导，增加动手实践环节，同时关注教育的趣味性，激发学生的求知欲，增强学生的自主探究能力，提高教育的实用性和效果。

（二）师资力量匮乏

信息技术的飞速发展，对信息科技教育教师的素质和能力提出了更高的要求。然而，在很多学校中，信息科技教师数量相对较少，普遍存在师资力量不足的情况。首先，一些学校并没有专门培养信息科技教育教师的机制，课程安排上也未给予信息科技教育相应的重视，导致很多非信息技术背景的教师担任信息科技教育工作。这些教师可能没有接受过专业培训和系统学习，难以深入理解和把握信息科技的本质和发展趋势，从而无法为学生提供高质量的教学。其次，由于信息技术发展速度快、更新换代迅速，不同的信息技术应用场景也呈现出不断变化的态势。因此，信息科技教育教师需要持续学习和不断更新知识储备，而这一点对于非信息技术背景的教师来说尤其困难。为了解决师资力量匮乏的问题，我们需要从多方面入手。例如，可以加大对信息科技教育教师的培训力度，鼓励和推动信息科技教育教师持续学习和更新知识储备；同时，相关部门也应该加强对学校信息科技教育教师配备的管理和监督，并通过政策倾斜等方式，促进信息科技教育教师队伍的壮大和发展。此外，学校也可以通过开设职业培训班、邀请企业专家介入教学等方式，增加信息科技教育教师的专业素质；学校还可以注重信息科技教育的课程设计和教学方法，以帮助教师更好地理解和运用信息技术来教育学生。总之，师资力量匮乏是影响初中信息科技教育的一个重要问题，需要教育部门和学校一起努力，从多方面入手，加强师资队伍建设，提高教师的专业素质和教育水平。

（三）缺乏实践环境

实践环境不仅可以帮助学生深入了解信息科技的应用场景，还能帮助学生更好地掌握理论知识和实际操作技能，提升学生的创新能力。首先，由于学校设备和资源有限，很多学校无法提供足够的信息科技实践环境。其次，在部分学校中，缺乏有效的课程设计和实践环节的引导，导致学生难以把理论知识运用到实际项目中，没有机会体验知识的实际应用场景。为了解决缺乏实践环境的问题，学校可以积极争取政府、企业等部门的支持，增加信息科技实践基础设施和资金投入；同时，在课程设计和教学方式上，也可以注重实际应用场景的引导，开设实践课程和练习环节，鼓励学生在实践中探究和创新，培养学生的应用技能和创新能力。另外，借助信息技术的发展，学校可以利用在线平台和虚拟实验室等方式，提供更加丰富和灵活的实践环境，让学生在虚拟环境中探究和实践，增强学生的自主实践能力和参与感。这种方式虽然无法完全代替现实环境，但也是一个较好的解决方案。总之，缺乏实践环境是影响初中信息科技教育的一个重要问题，需要学校、政府、企业等各方合作，从多方面入手，提供更加丰富和优质的实践环境，帮助学生更好地掌握理论知识和实际操作技能，培养学生的创新能力和实践能力。

（四）缺乏编程教育

编程教育是指通过学习编程语言、理解计算机原理和逻辑思维等，培养学生的计算思维和创新能力。目前编程教育主要存在以下几个方面的问题。（1）教育资源不足：很多初中学校无法提供足够的编程教育资源，包括教师、设备和课程内容等方面的支持，限制了学生在编程方面的学习。（2）教育内容单一：一些学校开设的编程课程内容较为单一，只注重基础语法学习，忽略了编程实践、应用和创新等方面的培养，导致学生对编程的兴趣不高，难以发挥编程的潜力。（3）教育方式不灵活：一些学校还依然采用传统的教育方式，只注重教师讲授，而忽略了学生的自主学习和参与能力的培养，这种方式难以激发学生的编程兴趣和创造力。

（五）考试取向明显

部分学校和教师过于注重教学和学习的考试成绩，而忽略了对于学生实际应用和创新能力的培养。具体表现如下。（1）考试题型单一：一些学校在信息科技教育方面，只注重知识点的灌输和测试，并且考试题型单一，缺少实践和应用性的考核。（2）教学内容窄化：由于考试取向明显，部分学校和教师往往会把教学重点放在一些考试重点上，而忽略了其他知识点和实践能力的培养，导致学生的信息科技素养和实践能力不够全面。（3）学生创新能力不足：由于考试取向明显，教育过程中缺乏对学生创新能力的培养和引导，学生在应对实际问题时缺乏自主思考和解决问题的能力。综上所述，初中信息科技教育面临的问题比较复杂。针对这些问题，可以通过改变教学内容和方式，增加实践环节和编程教育内容，扩大师资队伍，提高信息科技教育的实用性和趣味性，尝试解决这些问题。同时，也需要政府和社会各界的支持，投入更多的资源和精力，推动信息科技教育改革与创新发展。

三、运用计算思维优化信息科技教育

计算思维已经成为当今国际学术界多学科领域关注的热点议题，同时也对教学提出了新的挑战。因此，我们需要全新的教学策略框架来优化信息科技教育。具体而言，可以通过以下几个方面来实现：强调解决问题的过程，计算思维是指解决问题的方式和方法。因此，在信息科技教育中，教师需要强调解决问题的过程，而不仅仅是结果。这意味着需要让学生在解决问题的过程中思考和改善，以培养其计算思维和创新能力。引导学生从问题出发，在信息科技教育中，教师应该引导学生从问题出发，以帮助他们理解和应用信息科技的基本原理和概念。例如，教师可以通过项目式教学来让学生探究并解决特定的问题，这样可以提高学生的实践能力和计算思维水平。在展开讨论的过程中，教师可以引导学生互相借鉴、协作解决问题，以培养其团队合作意识和能力。当代信息技术的发展非常迅速，因此，教师应该培养学生自主学习和适应新技术的能力，在教学中注重启发式教育，帮助学生独立思考和解决问题，从而提高其自主学习和应用新技术的能力。