信息技术课程中计算思维的培养

信息技术课程中计算思维的培养

二0一五年十月 吕国庆

在信息技术课程中培养学生的计算思维，就必须真正的从学科价值、学科思维方式的角度去规划设计课程，从而达到培养学生计算思维的目的。

然而，学生在信息技术学科学习的过程中怎样才能经历、感受并形成学科思维方式呢？显然，这是一个漫长的过程。学生需要在每节课上经历发现问题、提出问题、应用学科思维方式解决问题的过程。经过反复的练习之后，在学生的潜意识里就很自然的形成了这种思维方式。这种思维模式一经形成，当学生再遇到相似问题的时候就会很自然的运用这种思维方式去解决问题。这就需要摒弃目前的以每个知识点为主线，按知识点将课程内容划分成模块的教学组织模式，摒弃目前盛行的段落式课堂教学模式。经过不断的归纳、分析和查阅研究，总结出以下几点在信息技术课程中培养学生计算思维的策略。

1．提高信息技术课程地位

通过调查研究发现，目前中小学信息技术课程开设情况不太乐观，其主要原因就是课程地位低下。由于高考、中考这种应试型教育制度的执行，从学校到家长、学生只是一味的追求考高分，并不注重学生实际能力的提高和素质的培养。由此，因为信息技术课程与升学没有直接关系，所以其并不被重视。这就直接导致了信息技术教师以及学生表现出对这门学科态度的散漫和积极性的降低。近几年全国大国省市都出现了这样一个问题：在高考、中考中，有很多成绩优异的高分学生，这些学生不可谓不品学兼优，但是在每年的全国青少年信息学奥林匹克获奖名单中，却很少看见这些学生的名字。这就说明，能考高分的学生不一定具备更高的思维能力，不一定具有更好的操作技能。因此，无论是要培养计算思维还是信息素养，要想让学生学到更多的知识和技能，具备更多的一个章节的内容了。对获取信息的过程与方法以及策略与技巧不熟练，那么就不能够准确的获取信息；没有价值的信息也就基本能力就必须提高信息技术课程的地位。没有必要再对其进行加工，更没有必要表这是在信息技术课程中培养学生计算思维最基本的要求。

2．选择合适的教学策略

有效培养学生的计算思维能力，教学方法的选择尤为重要。得当的教学方法，可以更轻松地培养学生的计算思维能力，提高教学效率。因此，摒弃现有的信息技术课程的教学方法是很有必要的。采取新的教学策略是培养计算思维不可或缺的一部分。

首先，从学科特征与深层价值角度出发，按照课程知识的内在结构重新整合教学内容，使每个完全孤立的知识成为具有一定逻辑关系的相对独立的知识模块。系统性的将知识教授给学生，让学生感受到知识的系统性和逻辑性；再以项目的方式为每个模块设计课堂作业，每个模块完成一个项目任务。这样既可以很好地巩固所学知识，也可以是学生体会到知识的相对独立性和相互依赖关系。在《信息技术基础》教材中，如：信息的获取、信息的加工与表达、信息资源管理等章节，通常情况下，我们的信息技术教师都会按照教材编排的顺序，授课时依次按各个章节进行。先讲完信息的获取，再讲信息的加工与表达，最后讲信息资源管理。举个最常见的例子，学习完信息的获取章节之后，再学习信息的加工与表达章节时可能学生对前一章节学习的内容还有点记忆，但是当学习信息资源管理章节时就很少有人记得第一章节的内容了。对获取信息的过程与方法以及策略与技巧不熟练，那么就不能够准确的获取信息；没有价值的信息也就没有必要再对其进行加工，更没有必要表达；一个没有价值的文件资源也就无需进行存储管理。因此，教材中各章节内容之间那种相互联系，在教学的过程中不能切断，而且还要使它们的联系更加紧密。这就要采用系统性教学、整体性教学的教学策略。

其次，要改变以学科知识为中心的教学观，采用以学生为主，教师为辅的教学思想。更多的让学生自己去发现问题、提出问题、应用所学知识来分析问题、设计解决问题的方案，最后利用计算机完成方案，得出结果。在这个过程中，老师可根据实际情况，采取不同的教学策略进行教学，譬如活动式教学、探究式教学、分层教学等等。当学生在每一节信息技术课堂中都经历这样一个过程，其思维方式与思维能力就会逐渐地建立并强化起来。

再次，改变信息技术课堂结构和课时安排。目前，大多数中小学校的信息技术课一周只安排一节课（45分钟），尤其以初中和小学最为常见。这样的课时安排是非常不合理的，信息技术课程课堂相比其他课程课堂耗时更多，计算机开机、关机都会浪费一定的课堂时间，再加上信息技术课程其特殊的学科特点，需要更多的课堂时间。根据目前的教学制度，学生不可能在课堂之外学习信息技术课程，

因此在课堂之内让学生掌握所学知识并加以练习，是完成教学要求的最佳选择。如果还像以前的小课堂教学，学生可能没有时间进行深层次的思考和实践。因此，必须安排更多的课堂时间，比如两节课连排。唯有如此，学生才可能在每节课后都能感受到思维方式上的转变与思维能力的提升。

3．设计与标准一致性的教学内容

通常，教师是根据课程标准进行施教的。课程标准改变了，则相应的教材及教学内容也应相对的做出改变。教学内容与课程标准的一致性是教学内容组织的一项基本原则，主要反映在“认识程度的一致性和知识要点的一致性”两个层面。

不同年龄段的学生其认知能力存在差异，同样他们对知识组织方式的接受程度存在差异。例如，低年级学生比较容易接受图形、实物等组成的形象性学习内容，高年级学生则对程序设计语言、基本算法等抽象性学习内容具有较高的理解能力。因此，计算思维教学内容的组织上应与学生的认识水平相符合，这便是认识程度的一致性。

不同的教学要求，不同的课程目标其知识的侧重点也不一样。基于计算思维的课程标准对知识要点的要求由原来的具体化转变为抽象化。它不再一味的要求学生掌握某一种固定的操作方式，而是要学生通过学习计算思维，解决一系列问题。而且，要求学生学到的是非抽象的、系统的知识，既要能灵活的运用到具体的问题当中，又要能适当的将知识内分解，分散运用。因此，计算思维教学内容知识要点的设计上必须与课程标准保持一致。

4．组织实践探究性的教学活动

在信息技术课程中，培养学生计算思维的最终目的是期望学生将这种思维方式合理地迁移至日常生活与学习之中，全面提升学生的综合素质。

组织实践探究性的教学活动，这在大多数学校实现的可能性极小，因为这需要学校的硬件设备的先进和齐全。近年来，随着人们对信息技术教育重视度的不断提高，中小学校的教学设备也在不断的加强和完善。越来越多的学生愿意积极参与一些具有探究性的实践活动，例如全国青少年信息学奥林匹克联赛（NOIP ），在参加竞赛的过程中，能有效激发学生学习的积极性，还可以发现并培养一些对信息技术感兴趣的学生。然而，信息学奥林匹克联赛最终能培养学生怎样的思维能力呢？通过2010年普及的一道测试题我们能够看出联赛的综合程度的高低。

针对初中的学生要求是：理解题干、剖析问题、设计程序流程、编写程序并运行得出最终结果。这正是考察学生计算思维能力的一个过程，由此可以得出计算思维能力与读、写、算能力一样重要。可以这样讲，所有学科的学习都会有计算思维的存在，它已经成为当今教育体制中不可或缺的东西，却往往被我们所忽略。再如“乐高机器人设计大赛”、“程序设计竞赛”等实践活动，让学生通过实际操作设计，领悟信息技术学科的思维方式。现代心理学理论认为：思维的发展是一种富情境化的过程，脱离了真实情境的“说教式”教学就很难实现学生思维能力的迁移。格式塔心理学（1912年格式塔心理学诞生，由德国心理学家魏特海默首次创立，其代表人物还有苛勒、考夫卡等人。）的研究成果就表明“在认识迁移过程中，学习情景中各要素之间的关系起着关键性的作用，这种作用既表现为学习内容之间存在有一定的关系，也表现为学生对这一关系的领悟与理解”。显然，为了促进计算思维的学习迁移，教学活动就不应只停留于知识的讲解和技能的操练上，同样还需要创设隐含计算方法的、与学生生活学习相类似的学习情景，引导学生在其中发现计算问题，应用计算方法解决问题，将计算思维迁移于真实的问题情景中，并逐步完善这种思维方式。例如，高中“人行横道红绿灯时间转换模型”项目活动就“描述了人行横道中红绿灯的现实情境，将计算方法的问题隐含于其中。学生通过实地观察，找出影响红绿灯时间变化的变量，分析变量之间的关系，设计相关的模型，通过信息技术工具实现这种模型，检验模型实施的效果，进行相应的完善和调整。”可见，在计算思维教学实施中，为了引导学生理解学科思维方式，就需要将教学内容落实于探究性的教学活动中，在真实情境中体验与实践，促进计算思维的有效迁移。

综上所述，计算思维就是把一个看起来困难的问题重新阐述成一个我们知道怎样解的问题，同时它跟人们的生活工作密不可分。计算思维应当跟3R （阅读、写作和算术Reading, wRiting, and aRithmetic —3R ）能力一样，成为一种基础的、普遍的、适用的基本能力。将计算思维这一基本理念引入中小学信息技术课程中的教育与传播格外重要，通过计算思维的教育，让每个中小学生都能够“像计算机科学家一样思考”。因此，培养学生的计算思维，是中小学信息技术课程的责任和义务。

Reading, wRiting, and aRithmetic ['riːd ɪŋ] ['raɪt ɪŋ] [ə'r ɪθmət ɪk ]