信息技术培养学生计算思维能力

摘要:2006年周以真教授提出计算思维这一概念，引起众多研究者的关注。在《普通高中信息技术课程标准》中，将周以真教授提出的计算思维培养作为重要的教学目标。目前，关于计算思维的理论和教学实践仍然处于初级阶段，有关计算思维的理论仍然需要进一步完善。将计算思维和信息素养进行对比，提出信息技术教学中学生计算思维能力培养的策略。

关键词:计算思维;信息素养;信息技术

伴随着科技和信息技术的快速发展，计算思维已经成为当代学习者必须具备的能力。周以真教授指出计算思维在生活中的应用非常广泛，能够帮助人们解决复杂的问题，计算思维的使用能使复杂的问题简单化。培养学生的计算思维能力有助于提高学生的基本素养，帮助学生更好地适应现代社会。计算思维的出现是快速发展的信息技术产物之一，培养学生的计算思维能够促进学生的个体发展［1］。计算思维最大的特点是抽象化、自动化，简单地说计算思维就是运用基础的计算机知识解决和分析问题的一种思维活动。在现代信息技术教学过程中，我们更应该注重学生思维和方法的训练，而传统的信息课程注重学生的软件操作并且在课程内容方面区分度相对较大。只重视课程内容的信息技术课程不利于训练学生的思维。

一、计算思维和信息素养的对比

(一)计算思维。周以真教授在2006年3月首次提出了计算思维这一概念，他认为计算思维是运用基础的计算机科学知识，进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。由此我们可以看出计算思维是一种思维。许多人在第一次听到计算思维的时候都把计算思维与计算机编程画等号，其实事实并非如此，计算机思维它要求从多个层面进行思考［2］。计算思维的应用需要学生掌握基本的计算机概念，需要学生灵活地运用计算机知识而并非机械地操作。计算思维是人的思维方式，是借助计算机帮助人们解决复杂问题的思维过程。也有人说计算思维是数学思维和工程思维的结合，在生活和工作的方方面面都会用到计算思维。(二)信息素养。全面提升学生的信息素养是课程标准对信息技术课程的规定［3］。《普通高中信息技术课程标准》提出培养学生的信息素养要求学生具备以下几方面的能力:首先，高中生能够借助相关的电子设备获取信息并对获取的信息进行加工整理;其次，高中生要能够对所获取信息的过程、结果有自己的评价;再次，能够清楚地表述自己的观点，愿意分享自己的思想理论，能够自主合作探究解决生活中的问题;最后，遵守道德和法律规范，要有正确的价值观。(三)信息素养和计算思维的异同。首先，信息素养和计算思维一样都是需要学生通过努力学习才能掌握的一种能力。计算思维和信息素养都需要学生在后天的学习和训练当中逐步提升;其次，信息素养和计算思维二者都与计算机有关;再次，信息素养和计算思维都注重学生能力的内化。信息素养和计算思维的最大区别在于信息素养更加注重学生对计算机这一工具本身应用的能力，而计算思维更加强调学生借助计算机基础知识解决复杂问题的思维过程。

二、在信息技术教学中培养学生计算思维能力

(一)重视信息技术课程受传统应试教育的影响，中小学信息技术课程一直未得到教育管理部门和学校的重视。在中小学信息技术教学中提升中小学生的计算思维能力，必须重视信息技术课程，充分肯定信息技术课程的地位。因为中小学生的信息技术课程是培养中小学生计算思维的主阵地［4］。只有教育主管部门和学校重视信息技术课程，才能为中小学生计算思维的培养和训练提供保障。(二)信息课程以培养计算思维为目标导向。在信息技术教学中要以培养学生的计算思维为目标导向。在2017年颁布的新课程标准中明确规定要全面提升学生的信息素养。在信息技术教学中培养学生的计算思维对于提升学生的信息素养具有推动作用。加强学生计算思维的训练能够帮助学生在不同的学习情境中灵活调整自己的学习方法和策略。(三)将教学内容同学生生活密切联系。在信息技术课程中，信息技术教师设置的情境或问题要密切联系学生的生活实际，激发学生的学习兴趣，将所学知识应用到生活实际［5］。真正做到学习信息技术促进学生的学习，让学生的学习行为和思维方式发生根本变化。众所周知，现在的中小学生学习任务繁重且枯燥，信息技术课程与学生的生活实际相联系将会改变学生学习枯燥乏味的现状，能在一定程度上激发学生的学习兴趣，提高信息技术课程学习效率。(四)教学策略的构建。1.基于计算思维能力培养的教学模式。培养学生计算思维能力的信息技术教学模式大致可分为三种:任务驱动式教学模式、探究式教学模式、游戏教学模式。首先，任务驱动式教学模式是在教学过程中给学生一个明确的任务，让学生根据已学的计算机理论知识通过自主合作探究的方式来解决有关计算思维的任务。其次，探究式教学模式是教师根据学生的情况将其分成不同的小组，根据小组水平的不同设置不同难度的问题。在这一过程中不同小组的学生会把教师给出的问题划分为几个小问题，学生要明确其中的计算思维和方法。基于计算思维培养的课堂中，学生能够自主合作探究解决问题，让计算思维贯穿整个课堂教学，进而使学生的计算思维得到训练。再次，游戏教学模式是教师利用学生喜欢游戏这一心理特点，把枯燥的生活内容游戏化，进而提高学生的学习兴趣。游戏教学模式与其他模式相比更具趣味性，学生更容易参与课堂教学当中，真正做到学生是学习的主体，教师只是学习中的引导者和促进者。游戏教学模式中，学生的学习氛围浓厚，课堂气氛活跃，但要求教师要把游戏的设计重心放到提升学生的计算思维上。游戏教学模式的难点在于设计游戏，要求教师要将学生的兴趣和计算思维相融合。上述三种教学模式各有不同特点，因此，教师要根据课程的内容灵活选择教学模式，一方面丰富信息技术教学的形式，另一方面激发学生学习信息技术的兴趣。灵活运用教学模式有利于学生计算思维能力的培养，能够帮助学生把复杂的问题进行分析、构造、验证，进而解决复杂的问题。2.信息技术课程教学设计总体步骤。第一，创设情境。根据布鲁纳的建构主义思想，我们知道学生在愉快而自然的氛围中能够快速地进入学习状态，有利于学生把注意力集中到解决问题上来，充分调动学生学习的积极性。创设情境是一节信息技术课的开始，因此尤为重要。第二，提出问题。根据认知学习理论，如果教师提出一个合适的问题，则能够极大地激发学生的兴趣，学生通过自主合作探究的方法，解决问题。在课堂教学过程中教师要善于启发学生独立思考，在独立思考之后，可以通过小组讨论的形式，把复杂的问题初步分解，让小组明确想要解决什么问题，包括要先解决什么问题，再解决什么问题。第三，分析问题。通过自主合作探究的学习方式，学生对提出的问题有了一定程度的拓展。在分析问题这一环节，教师要利用学生计算思维的特点，将复杂的问题分析和分解，把实际的内容抽象化，从而帮助学生分步解决问题。分析之后再引导学生利用思维理论和计算理论，选择最为合适的算法对问题进一步分析，让学生通过自主合作探究找到解决问题的方法，并要求学生用自己的语言叙述出解决问题的思路。教师可以根据学生叙述的算法，引导学生画出简略的流程图。在信息技术课堂教学过程中，教师的引导是学生提升计算思维能力的重要因素。第四，编程创作。经过前三个环节的引导和分析，学生对较为复杂的问题有了透彻的理解。在这一环节中可采用独立思考和小组合作相结合的形式。第五，交流评价。教师可以引导学生对小组创作的作品进行自我评价和小组互评。培养学生对信息的评价能力也是课程标准对中小学生提出的要求。第六，启发再创作。课堂教学的内容只是学生学习的一部分，在课堂教学过程中，教师应该更加注重学生信息素养和计算思维能力的培养，摒弃之前过于关注学生学习内容，忽视学生计算思维能力培养的弊端。

在解决问题过程中，充分肯定学生的发散思维，鼓励学生举一反三，同一个问题用不同的方法去解决，这样的操作训练有利于学生思维的迁移，从而实现计算思维的内化。结束语关于计算思维培养的理论和教学实践在我国仍然处于起步阶段，在信息技术教学中培养学生的计算思维能力需要不断努力和探索。计算思维能力的培养有利于提高学生的学习能力，促进学生的全面发展，使学生终生受益。

参考文献:

［1］叶军，汪一心，王磊．以培养计算思维能力为导向的“C语言”教学资源设计［J］．江西广播电视大学学报，2018(4):82．

［2］刘明纲，李琦．大学计算机基础课程发展中“计算思维能力培养”在应用型本科院校落地的探索［J］．信息与电脑(理论版)，2018(21):221．

［3］张洁．将计算思维的培养引入计算机基础教学［J］．大学教育，2018(11):126．

［4］李南颖．关于培养高中生计算思维能力的教学思考［J］．新西部，2018(30):165．

［5］游永兴．计算思维在高等教育中的作用及培养［J］．高教论坛，2018(10):40．

作者:杨佳慧 单位:渤海大学