【摘要】計算思維作為高中信息技術的重要核心素養(yǎng)之一，適用于信息儲存、模式架構和算法編程等多個技術領域，與當前社會科技發(fā)展的聯(lián)系密切，有著不可忽視的教育價值和意義。因此，信息技術學科教師應深化對計算思維的認知理解，明確其價值內涵與培養(yǎng)方向，構思更具普適性的培養(yǎng)策略，在達成課程目標的基礎上，幫助學生全面把握計算思維的技巧精髓，為他們未來的學習與發(fā)展奠定堅實的能力基礎。

【關鍵詞】高中信息技術；計算思維；路徑探索；教學設計；核心素養(yǎng)

作者簡介：孫長遠（1981—），男，江蘇省睢寧高級中學。

近年來，隨著現(xiàn)代信息技術的迭代發(fā)展與新課改的持續(xù)推進，對于高中信息技術課程的教學要求也從基本的應試達標，逐步向核心能力素養(yǎng)的涵育培養(yǎng)轉變。計算思維作為信息技術核心素養(yǎng)的重要組成部分，進一步強調了抽象信息的收集轉化、具體模式的認知識別和邏輯算法的編輯設計等能力點。因此，學科教師應革新教學理念，以計算思維培養(yǎng)作為教學目標，為學生設計更具個性化與實踐性的培養(yǎng)策略，全面促進他們在信息技術領域的多維發(fā)展［1］。

一、高中信息技術計算思維的內涵價值

（一）鞏固理論知識基礎

區(qū)別于其他的素質教育學科，信息技術學科的理論知識更為專業(yè)而復雜，學生需通過系統(tǒng)性的信息技術理論學習，才能完全掌握計算機科學的基本概念、原理和方法，包括數(shù)據(jù)結構、算法設計和編程語言等。而計算思維的培養(yǎng)能夠幫助學生深度理解信息技術理論的核心理念與復雜概念，全面夯實學生在理論知識方面的基礎，為他們將實際問題抽象轉化為計算模型和邏輯算法做鋪墊，提升他們在面對復雜問題時的分析和拆解能力，為學生未來深入學習奠定基礎。因此，信息技術教師應重視計算思維的培養(yǎng)，為學生未來長期的信息技術學習提供基礎保障。

（二）強化技能應用實踐

信息技術是一門為生活實際服務的素質能力學科。計算思維作為信息技術學科的核心能力素養(yǎng)，涵蓋抽象信息轉化、邏輯推理分析和算法程序編輯等諸多技術能力。對此，學科教師應重視計算思維的培養(yǎng)，摒棄傳統(tǒng)的灌輸式教學，為學生提供更多應用實踐的機會，使他們學會運用專業(yè)技能來解決真實問題，在未來學習和職業(yè)生涯中具備更強的競爭力。

（三）促進思維意識創(chuàng)新

計算思維作為現(xiàn)階段的新興思想，兼具著先進的技術力與開拓的創(chuàng)新力，是信息技術時代下重要的思維品質素養(yǎng)。隨著時代的不斷發(fā)展，現(xiàn)階段信息技術領域需要一種更加靈活多變的思維路徑或是審視角度來應對多類型的技術型難題，而計算思維為這種能力的培養(yǎng)提供了有效途徑。對此，學科教師可以通過鼓勵學生進行問題的抽象、分解和模式識別，引導他們從多個角度思考并尋找創(chuàng)新的解決方案，嘗試將多領域的知識進行融合運用，實現(xiàn)知識層面的整合與思維意識的創(chuàng)新。

二、高中信息技術計算思維的培養(yǎng)策略

（一）創(chuàng)設擬真情境，滲透思維理論

高中信息技術系統(tǒng)性和理論性的學科特點，使得這門專業(yè)學科更偏向學術，在趣味性方面不及其他學科，學生的學習興趣不高。對此，教師可以創(chuàng)設生動的情境，將學生置于虛擬情境中，通過設置與計算思維培養(yǎng)相關的仿真課題，在全面調動學生學習積極性的基礎上，進一步滲透并深化他們對于思維理論的理解與應用，促進學生信息技術計算思維的初步構建［2］。

以教科版高中信息技術選擇性必修2第三單元第一課時“組建局域網(wǎng)”為例。該課時主要介紹了局域網(wǎng)的設計方式和組建過程，要求學生理解IP地址的組成分類并明確組網(wǎng)的需求分析，運用以上一系列的理論知識來識別用戶需要的網(wǎng)絡模式，架構起高效而完善的局域網(wǎng)組。對此，教師可以為學生創(chuàng)建擬真的課題情境，比如：學校為校內的信息技術社團擴建了一間新的實驗室，同時配置了一批新的計算機設備，為了保證信息技術社團順利地開展活動，學校邀請了信息技術社團的成員來合作組建一個局域網(wǎng)，該局域網(wǎng)的要求是有完備的程序服務，并且支持內部信息共享和溝通。在該擬真情境下，教師可以為學生簡要分析局域網(wǎng)的組織結構圖，介紹組成部分的概念與功能：“同學們，為了讓大家更好地打造信息技術社團的局域網(wǎng)，老師簡要介紹一下基本局域網(wǎng)的組織結構圖。首先大家可以看到局域網(wǎng)的核心是交換機，它負責連接所有的計算機，并確保數(shù)據(jù)能夠高效地在它們之間傳遞。其次是IP地址的組成和分類，每臺計算機在網(wǎng)絡中都有一個唯一的IP地址，就像每個人都有自己的身份證號碼，這些IP地址分為不同的類別，比如A類、B類和C類，我們要根據(jù)學校為我們擴建實驗室的大致規(guī)模和具體需求，合理分配這些IP地址，以確保每臺計算機都能順利地連接到網(wǎng)絡中，并進行信息共享和溝通。”在擬真任務情境的驅動下，學生的學習興趣被全面激發(fā)，他們更加深刻地意識到網(wǎng)絡組建的重要性和復雜性，進而全身心地投入該章節(jié)的概念學習中。

在此基礎上，教師可以鼓勵學生針對該擬真情境下的問題進行“頭腦風暴”，討論在局域網(wǎng)中需要考慮的因素，包括工作站、服務器、路由器、交換機等硬件的選擇，以及網(wǎng)絡拓撲結構的設計。學生在“頭腦風暴”中獨立進行情境模式的識別與抽象要求的方案轉化，將局域網(wǎng)的組建需求轉化為一個可實施的網(wǎng)絡設計方案，而教師則需要扮演情境下的引導者角色，為學生提供網(wǎng)絡仿真軟件（如Cisco Packet Tracer）進行組建模擬，讓他們根據(jù)方案結果，選擇合適的硬件，配置IP地址，設計子網(wǎng)等。

可見，通過創(chuàng)設擬真的信息技術教學情境，教師可以將復雜晦澀的理論知識呈現(xiàn)于情境中，全面激發(fā)學生的信息技術學習興趣，使他們在主動參與中獲得知識，在擬真情境中強化對于所學理論概念的應用，在方案設計與“頭腦風暴”中深化對計算思維技能的掌握，形成良好的信息技術學習習慣與高效的計算思維方式，從而促進信息技術教育質量的整體提升。

（二）鏈式問題驅動，夯實思維基礎

信息技術是一門由易入難的學科，涵蓋了從基礎的計算機操作到復雜的數(shù)據(jù)儲存與編程設計等廣泛內容。因此，教師應重視學生計算思維的培養(yǎng)，通過設置鏈式問題，驅動學生進行邏輯推理，讓他們對復雜的信息技術問題進行分析與拆解，把握計算思維方法的核心要素，夯實計算思維基礎。

以教科版高中信息技術必修1第三單元第二課時“數(shù)據(jù)與結構”為例。該部分教學內容主要涵蓋多種數(shù)據(jù)結構概念特點及其結構上的算法設計，要求學生明確不同結構之間的優(yōu)劣之分，為利用數(shù)據(jù)和實現(xiàn)數(shù)據(jù)的價值做準備。對此，教師可以設計一系列環(huán)環(huán)相扣的問題鏈，引導學生在層層深入中逐步理解數(shù)據(jù)與結構的關系。首先，教師可以提出一個前置性的問題為后續(xù)做鋪墊：“同學們，我們在日常生活中無時無刻地接收著來自外界的各種信息，但是面對這龐大的信息量，我們應該如何進行有效的存儲和管理呢？”該問題從學生的生活經(jīng)驗出發(fā)，引導他們思考信息存儲的重要性，他們可能會提到手機中的照片、文件和電腦中的C盤、D盤等，這也為后續(xù)問題鏈的展開討論奠定了基礎。其次，教師可以根據(jù)學生的答案進一步追問：“手機和電腦收集到的信息是如何進行分類和儲存的呢？”該問題將學生的思考向專業(yè)理論方向上引導，學生開始思考數(shù)據(jù)的結構性。為此，教師可以初步引入數(shù)據(jù)結構的概念，引導學生討論不同數(shù)據(jù)類型的特點，幫助學生理解如何通過不同的結構（如數(shù)組、鏈表、樹等）來有效管理數(shù)據(jù)。再次，教師可以根據(jù)教材提供的典型案例，提出更深層次且更具挑戰(zhàn)性的問題，如：“同學們，人們在日常生活中經(jīng)常會選擇網(wǎng)購，但是大家沒有想過體量龐大的網(wǎng)絡訂單數(shù)據(jù)是如何儲存的呢？應該如何選擇合適的數(shù)據(jù)結構來存儲此類信息呢？”學生需要運用計算思維的邏輯推理能力，對網(wǎng)購訂單信息數(shù)據(jù)的類型進行分析比對。有學生認為：“老師，我發(fā)現(xiàn)正常網(wǎng)購平臺會將網(wǎng)購訂單數(shù)據(jù)的商品名稱設定為字符串類型的數(shù)據(jù)，將訂單的商品購買數(shù)量設定為整數(shù)類型的數(shù)據(jù)，兩者都作為基本數(shù)據(jù)項存在，以此類推，一個正常的網(wǎng)購商品訂單由多個基本數(shù)據(jù)項組成，所以它應該為符合數(shù)據(jù)類型，由Python的列表進行存儲。”最后，教師可以將復現(xiàn)網(wǎng)絡訂單的數(shù)據(jù)儲存結構作為問題鏈的最后一個部分，讓學生根據(jù)自己的邏輯推理思路進行算法編程設計，模擬網(wǎng)購訂單從選擇下單到完全儲存到數(shù)據(jù)庫的過程，使該算法具備網(wǎng)購下單的基本功能，比如選擇商品數(shù)量、查詢訂單信息和確定訂單的收貨地址等。學生在問題鏈的層層遞進驅動下，不僅對于數(shù)據(jù)儲存及其算法設計的相關內容形成了一定的認識，還在復雜問題的解決過程中，熟練運用計算思維的邏輯性與思辨性，建立起扎實的計算思維基礎。

可見，教師通過這種鏈式問題驅動的教學方式，能夠驅使著學生在不斷的探索和反思中，更好地掌握計算思維的核心要點，提升他們在信息技術領域的綜合素養(yǎng)。這不僅為學生的學業(yè)奠定了堅實的基礎，也為未來的職業(yè)發(fā)展提供了重要的技能支持，幫助他們在信息技術不斷發(fā)展的時代中，迎接各種挑戰(zhàn)并抓住機遇。

（三）組織實踐活動，促進思維應用

信息技術學科是時代前沿的學科，它的學科本質是與現(xiàn)代社會的前沿接軌，將新興的信息技術應用于生活實際中。計算思維這一核心能力素養(yǎng)也應在生活實踐中得以應用與強化。對此，信息技術學科教師應擺脫傳統(tǒng)課堂教學的桎梏，組織開展信息技術實踐活動，將教學與學生的生活實際相連接，鼓勵他們靈活運用計算思維解決實際問題，幫助他們深刻認識到計算思維的現(xiàn)實意義與價值［3］。

以教科版高中信息技術選擇性必修6第四單元第三課時“坐標定位”為例。該教學板塊介紹了信息技術網(wǎng)絡中常見的定位技術，即將具體的位置信息轉化為坐標數(shù)據(jù)，將用戶的設備作為信息的發(fā)射源與接收端，經(jīng)過衛(wèi)星即時的處理反饋來實現(xiàn)地圖實時定位的功能。在課程要求的安排下，學生需要充分應用計算思維的抽象轉化與邏輯推理技法，在比對不同地圖APP功能和特點的過程中，推理總結出地理坐標抽象轉化為信息數(shù)據(jù)的流程方法。對此，信息技術學科教師可以通過組織實踐性質的戶外教學活動，使信息技術的學科教學和思維培養(yǎng)與生活建立互通的渠道。比如，學科教師可以要求學生分享他們在日常生活中使用地圖、導航等工具進行位置的確認和定位的經(jīng)歷，將課堂主題自然而然地與生活實際鏈接。“老師，我以前出去旅游的時候迷路了，靠著手機的地圖和定位來確定自己的位置，找到了回旅社的路。”“老師，我的爸爸之前靠著手機導航帶著我們去自駕游。”這種生活性的話題能夠幫助學生聯(lián)系實際，使他們意識到信息技術中坐標定位功能的重要性，產(chǎn)生對定位功能的學習探索興趣。在此基礎上，教師便可以著手組織開展坐標定位的主題實踐活動，要求學生分析實時定位和在線地圖服務的區(qū)別，以計算思維的邏輯推理和抽象轉化來分析它們的作用原理，深度剖析該信息技術知識點的內核。在該主題實踐活動中，學生需要和同伴協(xié)商合作，嘗試在同一個地點使用不同的工具（如百度地圖、高德地圖等）進行定位，觀察不同工具在定位過程中的表現(xiàn)和差異。例如，學生將市動物園作為觀測對象，發(fā)現(xiàn)高德地圖和百度地圖所顯示的經(jīng)緯度大致相同。接著，學生可以嘗試通過輸入動物園官方給出的具體經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，進一步觀察地圖上顯示的位置變化。通過測試，學生發(fā)現(xiàn)位置的變化幅度微乎其微，據(jù)此便能夠對此類地圖APP的工作原理進行分析：它的運作模式一種為利用GPS來對用戶的手機輸出端進行實時定位，先將定位到的地理位置信息轉化為經(jīng)緯數(shù)據(jù)，再傳輸反饋至用戶的手機接收端，另一種則為直接輸出地理經(jīng)緯數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉化為地理位置信息反饋至手機接收端?？梢哉f，現(xiàn)階段常用的坐標定位軟件是一種高效的信息接收轉化媒介。

可見，通過組織開展生活性的信息技術實踐活動，學科教師可以將信息技術與生活實際深度融合，引導學生在相似的生活經(jīng)歷中尋求共鳴，進一步激發(fā)他們對于信息技術知識內容的探索與思考，使計算思維這一信息技術核心素養(yǎng)在實踐中得到更為切實的鍛煉和培養(yǎng)。

結語

總之，計算思維作為當前新課改背景下的重要能力，不僅能提升學生解答信息科技疑難問題的效率，還能幫助他們構建更具邏輯性與創(chuàng)新性的思維模式，使學生能夠在高效剖析問題內核的基礎上，進行高適配度功能方案的構思設計。對此，信息技術學科教師應重視學生在計算思維方面的優(yōu)化培養(yǎng)，全面提升學生在信息社會背景下的核心競爭力，引導他們成為未來科技發(fā)展進步的正向助力。

【參考文獻】

［1］黃燕瑜.指向計算思維的高中信息技術項目化教學路徑探索［J］.新教育，2024（17）：37-39.

［2］楊光，孫瑀鮫.聚焦計算思維培養(yǎng)的高中信息技術教學策略研究［J］.中小學電教，2024（6）：62-64.

［3］黃鶯鶯.面向高中生計算思維培養(yǎng)的信息技術項目式學習研究［J］.試題與研究，2024（16）：150-152.