張瑾

隨著信息化的發(fā)展，問題的呈現(xiàn)方式變得越來越復雜，對人們解決問題的水平也提出了更高的要求。高中信息技術教師有必要加強對學生計算思維的培養(yǎng)，從而提升學生解決問題的能力。計算思維是指個體運用計算機科學領域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產生的一系列思維活動。python語言相較于其他的編程語言，有簡單易學、拓展性強、內容豐富等特點，可以成為培養(yǎng)學生計算思維的重要載體。但在當前的高中信息技術教學中，還存在教學方式比較單一、忽視學生主體性等問題，導致學生雖然能夠記住知識，卻難以真正理解使用計算機科學解決問題的有效方法，影響了學生計算思維的養(yǎng)長。鑒于此，本文對高中信息技術教學中學生計算思維培養(yǎng)的現(xiàn)狀進行分析，并以python編程教學為例，總結培養(yǎng)學生計算思維的對策以及教學反思，以供參考。

一、高中信息技術教學中計算思維培養(yǎng)的現(xiàn)狀

計算思維的培養(yǎng)是學生學習中不可缺少的一部分，但從當前的高中信息技術課程教學現(xiàn)狀來看，學生計算思維的培養(yǎng)并沒有達到預期效果，影響信息技術課程價值的最大化實現(xiàn)，具體體現(xiàn)在以下幾個方面。

（一）學生計算思維水平低

高中學生通過日常生活對信息技術的探索以及初中階段的學習，大多已掌握基本的信息技術知識和應用技能，獲得使用信息技術解決問題的實踐基礎。但很多學生是初次接觸python編程，不具備編程基礎；還有一些學生對編程存在誤解，認為編程是一件很難的事情。在python編程學習中，學生在面對比較簡單的問題時可以套用模板加以解決，但對于比較復雜的編程問題卻難以找到科學的問題解決思路，缺乏計算思維。

（二）課程教學方式單一

在當前的高中信息技術教學中，多數(shù)教師仍然使用講練結合的教學策略，先通過講解將知識傳遞給學生，再讓學生進行練習。學生實際上并沒有得到獨立解決問題的機會，只是在重復，難以在這樣的編程學習中體會到編程帶來的成就感，課堂參與程度比較低，不利于自身計算思維的發(fā)展。此外，部分學校會讓學生學習C語言、VB語言等難度比較高的編程語言，導致學生計算思維發(fā)展受阻。因此，為了培養(yǎng)學生的計算思維，需要學校和教師采取更加多元化的教學策略，讓學生獲得使用信息技術解決實際問題的基礎。

二、立足計算思維培養(yǎng)的高中信息技術教學對策

在高中信息技術教學中實現(xiàn)對學生計算思維的培養(yǎng)，需要教師重視問題解決的教學，對學生解決問題的過程進行細化，讓學生學會在問題解決的過程中對問題進行拆解以及分析，形成良好的優(yōu)化意識，學會用更好的方法解決問題。教師可以采取以下的策略實施python編程教學，讓學生的思維逐漸得到優(yōu)化，促進學生計算思維的養(yǎng)長。

（一）重視情境創(chuàng)設，激活思維體驗

在培養(yǎng)學生使用信息技術解決問題的能力時，需避免讓學生枯燥地思考，要讓學生可以聯(lián)系實際生活需求探索解決問題的方法，更好地激活學生的思維潛能，讓學生產生更加深度的思考。因此，教師要重視教學情境的創(chuàng)設，為學生提供生活背景，讓學生針對實際問題進行分析，進而提高學生在課堂上的參與度。教師在情境創(chuàng)設時要充分考慮學生思維的最近發(fā)展區(qū)，聯(lián)系學生的真實體驗創(chuàng)設情境，更好地調動學生的探索興趣。

以“數(shù)據(jù)與系統(tǒng)”單元教學為例，該單元授課結束后，筆者鑒于學生之前已經學習了很多python編程語言知識，在對學生所學內容進行分析整理后設置了一堂總結活動課，讓學生在實踐體驗中靈活應用已掌握知識解決問題。在這堂活動課中，教學目標是讓學生在綜合解決問題的過程中鞏固列表動態(tài)的增、刪、改、查，函數(shù)參數(shù)傳遞、數(shù)據(jù)庫的使用等知識，并讓學生學會結合自己收集到的信息進行算法解決方案的設計，從而達到培養(yǎng)學生計算思維的目的。結合制定的教學目標，筆者在活動課導入環(huán)節(jié)對學生說道：“最近老師聽說一位同事遇到困難了。學校讓他統(tǒng)計班級里每個學生每科的考試成績，但是班級里面學生數(shù)量很多，而且學科較多，他作為一名班主任感到這項工作比較吃力，我們能否幫助他更快更好地完成信息統(tǒng)計呢？”數(shù)據(jù)的收集和統(tǒng)計對學生來講很熟悉，但學生還沒有真正應用信息技術解決實際問題，這無疑為學生的問題解決打開新思路。筆者順勢告訴學生這次活動的主要目標：運用已經掌握的知識，制作“成績統(tǒng)計系統(tǒng)”，讓學生帶著清晰的目標意識參與到知識探究中，有助于學生計算思維的養(yǎng)長。

（二）引導分析問題，制定實踐計劃

良好的計算思維不單指學生可以解決某一個問題，而是學生可以先根據(jù)問題的基本特征進行抽象處理，然后用形式化的方法描述問題，再運用模塊化和系統(tǒng)化方法制定解決問題的方案，最后運用科學合理的算法驗證方案的可行性，從而讓學生在解決問題的過程中提高知識遷移的能力，促進學生的可持續(xù)性發(fā)展。因此，教師要注重給學生創(chuàng)造開放的學習空間，讓學生可以認真地分析問題，嘗試自行制定問題解決方案，讓學生的問題解決更具有條理性，有效提升學生的計算思維水平。

在讓學生制作“成績統(tǒng)計系統(tǒng)”前，筆者將學生分成多個小組，讓學生通過網絡查詢相關的資料，先了解“成績統(tǒng)計系統(tǒng)”大體需要包含哪些功能，如登錄系統(tǒng)、添加成績、刪除成績、查找成績、修改成績等，再讓學生結合掌握到的這些基本情況，制作一份簡單的思維導圖，梳理解決問題的思路和過程。筆者通過思維導圖對學生查閱資料的情況進行了解和分析后，向學生電腦端傳送了相關資料，讓學生了解“登錄模塊代碼”，從而幫助學生解決困惑，知道自己還沒有掌握的知識點是如何進行編碼設計，使學生可以更好地解決這次面對的問題。在學生結合教師提供的資料進行充分的自主學習之后，筆者再讓學生結合自主學習的成果以及一開始制作出的思維導圖，再次制定完整的工作流程，同時也明確小組內每個成員需要完成的任務。

（三）促進探究學習，分析解決方案

在學生制定較為完整的問題解決方案后，教師要及時引導學生根據(jù)制定好的方案設計合理的算法，提高學生使用信息技術解決問題的能力。高中學生的算法設計能力還不強，還有待教師為自己提供必要的幫助。因此，教師需幫助學生設計偏難功能模塊的算法，并且引導學生將各個模塊組合到一起，增強學生解題能力。

在制作“成績統(tǒng)計系統(tǒng)”時，筆者讓各個小組根據(jù)自己的實際需求整理算法，為后續(xù)實踐操作做好準備。在這個過程中，筆者也注重引導學生對算法進行完善，如有的小組在設置“登錄界面”時考慮不全面，沒有考慮信息輸入錯誤時的反饋，于是筆者引導學生回憶自己在登錄其他系統(tǒng)時的情景，讓學生思考如何增強用戶的體驗，并且根據(jù)學生的實際需求，指導學生完成相關算法的設計。

（四）加強實踐訓練，優(yōu)化思維方式

實踐應用是讓學生的計算思維獲得快速發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。因此，教師要留有充足的時間讓學生進行方案的落實，讓學生在實踐體驗的過程中獲得對用信息技術解決問題產生更深刻的認識。編程語言的實踐和學生以往使用word、PPT等工具制作作品不同，學生容易暴露更多的問題，如有時程序即便可以運行，但也會顯示頁面錯誤，而學生卻難以發(fā)現(xiàn)問題所在。此時教師要注重指導學生，加強和學生之間的交流合作，讓學生認真地對自己設計的各個模塊內部進行分析，思考模塊之間的調用是否出現(xiàn)了問題，鼓勵學生自己解決問題，從而讓學生的計算思維得到進一步拓展和鞏固，使學生享受編程的樂趣，認識到編程其實不難，促進學生對python語言的深入學習。

在制作“成績統(tǒng)計系統(tǒng)”時，由于完整的系統(tǒng)編程量比較大，因此，筆者鼓勵學生在這次的實踐中只需要增加2－3科成績、十名學生信息即可，并引導學生注重分工合作，合作完成模塊的設計，同時也提醒學生在編程時增加注釋，讓最后的整合環(huán)節(jié)更加順利。

（五）改進評價方式，啟發(fā)再次創(chuàng)作

Python編程語言相對簡單，但是對于學生來講還是存在一定的困難。因此，在對學生所制系統(tǒng)進行評價時，教師要以激勵性評價、發(fā)展性評價為主，保持學生參與編程學習的積極性，讓學生可以形成更加強烈的探索興趣。教師要注重引導學生關注自己的錯誤，讓學生思考如何解決問題，增強學生的編程自信心，讓學生樂于對自己的作品進行不斷完善。

在學生完成制作“成績統(tǒng)計系統(tǒng)”之后，筆者讓各個小組展示自己小組的成果，并說一說自己所在小組在編程的過程中采取了怎樣的做法、遇到了哪些困難，從而讓學生可以在交流和傾聽的過程中對如何使用python語言產生更加深刻的理解，提高學生學習的自信心和成就感。

三、立足計算思維培養(yǎng)的高中信息技術教學反思

在高中信息技術教學中培養(yǎng)學生的計算思維，是新課程標準下高中信息技術教學的主要目標，而在采取上述策略來對學生的計算思維進行培養(yǎng)時，教師也應關注以下問題。

（一）重視學生對抽象模型的確立

學生更加傾向于使用已學到的知識解決現(xiàn)實生活中遇到的問題。教師要重視生活情境的創(chuàng)設，讓學生可以聯(lián)系自己熟悉的情形在腦海中預設解決問題的程序，使學生建立抽象模型，從而促進學生計算思維的發(fā)展。相較于flash、word等方面的知識，編程語言知識比較枯燥和乏味，尤其是在學習比較復雜的功能模塊時，很多學生會放棄思考，直接照搬照抄模塊，導致自己制作的程序出現(xiàn)諸多問題。因此，教師要重視學生對抽象模型的確立，讓學生的探索目標變得更加簡潔、清晰，讓學生在積極主動參與中獲得計算思維上的強化。

（二）引導學生探索最優(yōu)算法

編程實踐可以讓學生的計算思維獲得更好的發(fā)展。在高中信息技術教學時，教師要為學生創(chuàng)造充足的編程機會，給學生提供各種各樣的編程課題，改變學生機械重復教材方案的情況，讓學生主動思考編程知識應用的各種情況，從而使學生的計算思維獲得更好的發(fā)展。教師也要積極引導學生探索算法的優(yōu)化方式，讓學生思考如何使用更加簡潔又充實的方式解決問題，改善高中學生在編程中容易出現(xiàn)的畏難狀況，讓學生的計算思維得以養(yǎng)成。

（三）注重評價中質和量的結合

在高中階段開展信息技術課程，目的不僅僅是讓學生掌握簡單的信息技術知識和技能，更是為了提高學生的綜合素質，讓學生可以在未來更好地參與到信息化社會中。因此，在對學生進行評價時，教師要增強促進學生全面發(fā)展的意識，對學生學習的“質”和“量”進行綜合性評價，為學生的成長創(chuàng)造更好的空間。比如，為了實現(xiàn)對學生計算思維的培養(yǎng)，教師可以設計評價量表，對學生的編程表現(xiàn)進行系統(tǒng)性評估，或直接使用語言的方式向學生傳遞激勵并指出不足?？傊?，教師要使用更具有綜合性的評價手段，讓教學評價的信度和效度獲得提高，實現(xiàn)以評促學、以評促教目標。

四、結語

綜上所述，在高中信息技術教學中培養(yǎng)學生的計算思維，對促進學生的未來發(fā)展有積極的意義。高中生處在思維發(fā)展的關鍵時期，高中信息技術教師要充分發(fā)揮python教學特點，加強對學生計算思維的培養(yǎng)，提高學生思考問題、解決問題的能力，讓學生可以更好地借助信息技術解決現(xiàn)實中的問題，讓計算思維助推學生的可持續(xù)發(fā)展。