信息技術(shù)課程中計(jì)算思維的培養(yǎng)

1、信息技術(shù)課程中計(jì)算思維的培養(yǎng)二 0 一五年十月 呂國(guó)慶在信息技術(shù)課程中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維， 就必須真正的從學(xué)科價(jià)值、 學(xué)科思 維方式的角度去規(guī)劃設(shè)計(jì)課程，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的目的。然而，學(xué)生在信息技術(shù)學(xué)科學(xué)習(xí)的過(guò)程中怎樣才能經(jīng)歷、 感受并形成學(xué)科思 維方式呢顯然，這是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。 學(xué)生需要在每節(jié)課上經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、 提出 問(wèn)題、應(yīng)用學(xué)科思維方式解決問(wèn)題的過(guò)程。 經(jīng)過(guò)反復(fù)的練習(xí)之后， 在學(xué)生的潛意 識(shí)里就很自然的形成了這種思維方式。 這種思維模式一經(jīng)形成， 當(dāng)學(xué)生再遇到相 似問(wèn)題的時(shí)候就會(huì)很自然的運(yùn)用這種思維方式去解決問(wèn)題。 這就需要摒棄目前的 以每個(gè)知識(shí)點(diǎn)為主線， 按知識(shí)點(diǎn)將課程內(nèi)容劃

2、分成模塊的教學(xué)組織模式， 摒棄目 前盛行的段落式課堂教學(xué)模式。經(jīng)過(guò)不斷的歸納、分析和查閱研究， 總結(jié)出以下 幾點(diǎn)在信息技術(shù)課程中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的策略。1提高信息技術(shù)課程地位通過(guò)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)， 目前中小學(xué)信息技術(shù)課程開設(shè)情況不太樂(lè)觀， 其主要原 因就是課程地位低下。由于高考、 中考這種應(yīng)試型教育制度的執(zhí)行， 從學(xué)校到家 長(zhǎng)、學(xué)生只是一味的追求考高分，并不注重學(xué)生實(shí)際能力的提高和素質(zhì)的培養(yǎng)。 由此，因?yàn)樾畔⒓夹g(shù)課程與升學(xué)沒(méi)有直接關(guān)系， 所以其并不被重視。 這就直接導(dǎo) 致了信息技術(shù)教師以及學(xué)生表現(xiàn)出對(duì)這門學(xué)科態(tài)度的散漫和積極性的降低。 近幾 年全國(guó)大國(guó)省市都出現(xiàn)了這樣一個(gè)問(wèn)題：在高考、中考中， 有

3、很多成績(jī)優(yōu)異的高 分學(xué)生， 這些學(xué)生不可謂不品學(xué)兼優(yōu)， 但是在每年的全國(guó)青少年信息學(xué)奧林匹克 獲獎(jiǎng)名單中，卻很少看見這些學(xué)生的名字。 這就說(shuō)明， 能考高分的學(xué)生不一定具 備更高的思維能力，不一定具有更好的操作技能。因此， 無(wú)論是要培養(yǎng)計(jì)算思維 還是信息素養(yǎng)， 要想讓學(xué)生學(xué)到更多的知識(shí)和技能， 具備更多的一個(gè)章節(jié)的內(nèi)容 了。對(duì)獲取信息的過(guò)程與方法以及策略與技巧不熟練， 那么就不能夠準(zhǔn)確的獲取 信息；沒(méi)有價(jià)值的信息也就基本能力就必須提高信息技術(shù)課程的地位。 沒(méi)有必要 再對(duì)其進(jìn)行加工， 更沒(méi)有必要表這是在信息技術(shù)課程中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維最基本 的要求。2選擇合適的教學(xué)策略有效培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，

4、教學(xué)方法的選擇尤為重要。 得當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法， 可以更輕松地培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，提高教學(xué)效率。因此， 摒棄現(xiàn)有的信息 技術(shù)課程的教學(xué)方法是很有必要的。 采取新的教學(xué)策略是培養(yǎng)計(jì)算思維不可或缺 的一部分。首先，從學(xué)科特征與深層價(jià)值角度出發(fā)， 按照課程知識(shí)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)重新整合 教學(xué)內(nèi)容，使每個(gè)完全孤立的知識(shí)成為具有一定邏輯關(guān)系的相對(duì)獨(dú)立的知識(shí)模 塊。系統(tǒng)性的將知識(shí)教授給學(xué)生，讓學(xué)生感受到知識(shí)的系統(tǒng)性和邏輯性；再以項(xiàng) 目的方式為每個(gè)模塊設(shè)計(jì)課堂作業(yè)， 每個(gè)模塊完成一個(gè)項(xiàng)目任務(wù)。 這樣既可以很 好地鞏固所學(xué)知識(shí)， 也可以是學(xué)生體會(huì)到知識(shí)的相對(duì)獨(dú)立性和相互依賴關(guān)系。 在 信息技術(shù)基礎(chǔ)教材中，如：信息的獲取

5、、信息的加工與表達(dá)、信息資源管理 等章節(jié)，通常情況下， 我們的信息技術(shù)教師都會(huì)按照教材編排的順序， 授課時(shí)依 次按各個(gè)章節(jié)進(jìn)行。先講完信息的獲取， 再講信息的加工與表達(dá)， 最后講信息資 源管理。 舉個(gè)最常見的例子， 學(xué)習(xí)完信息的獲取章節(jié)之后， 再學(xué)習(xí)信息的加工與 表達(dá)章節(jié)時(shí)可能學(xué)生對(duì)前一章節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容還有點(diǎn)記憶， 但是當(dāng)學(xué)習(xí)信息資源管 理章節(jié)時(shí)就很少有人記得第一章節(jié)的內(nèi)容了。 對(duì)獲取信息的過(guò)程與方法以及策略 與技巧不熟練， 那么就不能夠準(zhǔn)確的獲取信息； 沒(méi)有價(jià)值的信息也就沒(méi)有必要再 對(duì)其進(jìn)行加工， 更沒(méi)有必要表達(dá)； 一個(gè)沒(méi)有價(jià)值的文件資源也就無(wú)需進(jìn)行存儲(chǔ)管 理。因此，教材中各章節(jié)內(nèi)容之間那種相

6、互聯(lián)系，在教學(xué)的過(guò)程中不能切斷，而 且還要使它們的聯(lián)系更加緊密。 這就要采用系統(tǒng)性教學(xué)、 整體性教學(xué)的教學(xué)策略。其次，要改變以學(xué)科知識(shí)為中心的教學(xué)觀，采用以學(xué)生為主，教師為輔的教 學(xué)思想。更多的讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、應(yīng)用所學(xué)知識(shí)來(lái)分析問(wèn)題、 設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的方案，最后利用計(jì)算機(jī)完成方案，得出結(jié)果。在這個(gè)過(guò)程中，老 師可根據(jù)實(shí)際情況，采取不同的教學(xué)策略進(jìn)行教學(xué)，譬如活動(dòng)式教學(xué)、 探究式教 學(xué)、分層教學(xué)等等。 當(dāng)學(xué)生在每一節(jié)信息技術(shù)課堂中都經(jīng)歷這樣一個(gè)過(guò)程， 其思 維方式與思維能力就會(huì)逐漸地建立并強(qiáng)化起來(lái)。再次，改變信息技術(shù)課堂結(jié)構(gòu)和課時(shí)安排。目前，大多數(shù)中小學(xué)校的信息技 術(shù)課一周只安排一

7、節(jié)課（ 45 分鐘），尤其以初中和小學(xué)最為常見。這樣的課時(shí)安 排是非常不合理的， 信息技術(shù)課程課堂相比其他課程課堂耗時(shí)更多， 計(jì)算機(jī)開機(jī)、 關(guān)機(jī)都會(huì)浪費(fèi)一定的課堂時(shí)間， 再加上信息技術(shù)課程其特殊的學(xué)科特點(diǎn)， 需要更 多的課堂時(shí)間。根據(jù)目前的教學(xué)制度， 學(xué)生不可能在課堂之外學(xué)習(xí)信息技術(shù)課程， 因此在課堂之內(nèi)讓學(xué)生掌握所學(xué)知識(shí)并加以練習(xí)，是完成教學(xué)要求的最佳選擇。 如果還像以前的小課堂教學(xué)， 學(xué)生可能沒(méi)有時(shí)間進(jìn)行深層次的思考和實(shí)踐。 因此， 必須安排更多的課堂時(shí)間，比如兩節(jié)課連排。 唯有如此， 學(xué)生才可能在每節(jié)課后 都能感受到思維方式上的轉(zhuǎn)變與思維能力的提升。3設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)一致性的教學(xué)內(nèi)容 通常，教

8、師是根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施教的。課程標(biāo)準(zhǔn)改變了，則相應(yīng)的教材及 教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)相對(duì)的做出改變。 教學(xué)內(nèi)容與課程標(biāo)準(zhǔn)的一致性是教學(xué)內(nèi)容組織的 一項(xiàng)基本原則，主要反映在“認(rèn)識(shí)程度的一致性和知識(shí)要點(diǎn)的一致性”兩個(gè)層 面。不同年齡段的學(xué)生其認(rèn)知能力存在差異， 同樣他們對(duì)知識(shí)組織方式的接受程 度存在差異。例如， 低年級(jí)學(xué)生比較容易接受圖形、 實(shí)物等組成的形象性學(xué)習(xí)內(nèi) 容，高年級(jí)學(xué)生則對(duì)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、 基本算法等抽象性學(xué)習(xí)內(nèi)容具有較高的理解 能力。因此，計(jì)算思維教學(xué)內(nèi)容的組織上應(yīng)與學(xué)生的認(rèn)識(shí)水平相符合， 這便是認(rèn) 識(shí)程度的一致性。不同的教學(xué)要求， 不同的課程目標(biāo)其知識(shí)的側(cè)重點(diǎn)也不一樣。 基于計(jì)算思維 的課程標(biāo)準(zhǔn)

9、對(duì)知識(shí)要點(diǎn)的要求由原來(lái)的具體化轉(zhuǎn)變?yōu)槌橄蠡?它不再一味的要求 學(xué)生掌握某一種固定的操作方式， 而是要學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)計(jì)算思維， 解決一系列問(wèn) 題。而且，要求學(xué)生學(xué)到的是非抽象的、系統(tǒng)的知識(shí)，既要能靈活的運(yùn)用到具體 的問(wèn)題當(dāng)中，又要能適當(dāng)?shù)膶⒅R(shí)內(nèi)分解，分散運(yùn)用。因此，計(jì)算思維教學(xué)內(nèi)容 知識(shí)要點(diǎn)的設(shè)計(jì)上必須與課程標(biāo)準(zhǔn)保持一致。4組織實(shí)踐探究性的教學(xué)活動(dòng) 在信息技術(shù)課程中， 培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的最終目的是期望學(xué)生將這種思維方 式合理地遷移至日常生活與學(xué)習(xí)之中，全面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。組織實(shí)踐探究性的教學(xué)活動(dòng)， 這在大多數(shù)學(xué)校實(shí)現(xiàn)的可能性極小， 因?yàn)檫@需 要學(xué)校的硬件設(shè)備的先進(jìn)和齊全。 近年來(lái)，隨著人們

10、對(duì)信息技術(shù)教育重視度的不 斷提高，中小學(xué)校的教學(xué)設(shè)備也在不斷的加強(qiáng)和完善。 越來(lái)越多的學(xué)生愿意積極 參與一些具有探究性的實(shí)踐活動(dòng)， 例如全國(guó)青少年信息學(xué)奧林匹克聯(lián)賽 （ NOIP）， 在參加競(jìng)賽的過(guò)程中， 能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性， 還可以發(fā)現(xiàn)并培養(yǎng)一些對(duì) 信息技術(shù)感興趣的學(xué)生。 然而，信息學(xué)奧林匹克聯(lián)賽最終能培養(yǎng)學(xué)生怎樣的思維 能力呢通過(guò) 2010 年普及的一道測(cè)試題我們能夠看出聯(lián)賽的綜合程度的高低。針對(duì)初中的學(xué)生要求是：理解題干、剖析問(wèn)題、設(shè)計(jì)程序流程、編寫程序并運(yùn)行得 出最終結(jié)果。 這正是考察學(xué)生計(jì)算思維能力的一個(gè)過(guò)程， 由此可以得出計(jì)算思維 能力與讀、寫、算能力一樣重要?？梢赃@樣講，

11、所有學(xué)科的學(xué)習(xí)都會(huì)有計(jì)算思維 的存在， 它已經(jīng)成為當(dāng)今教育體制中不可或缺的東西，卻往往被我們所忽略。 再 如“樂(lè)高機(jī)器人設(shè)計(jì)大賽”、 “程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽”等實(shí)踐活動(dòng)， 讓學(xué)生通過(guò)實(shí)際操 作設(shè)計(jì)， 領(lǐng)悟信息技術(shù)學(xué)科的思維方式。 現(xiàn)代心理學(xué)理論認(rèn)為： 思維的發(fā)展是一 種富情境化的過(guò)程， 脫離了真實(shí)情境的“說(shuō)教式”教學(xué)就很難實(shí)現(xiàn)學(xué)生思維能力 的遷移。格式塔心理學(xué)（ 1912 年格式塔心理學(xué)誕生，由德國(guó)心理學(xué)家魏特海默 首次創(chuàng)立，其代表人物還有苛勒、考夫卡等人。 ）的研究成果就表明“在認(rèn)識(shí)遷 移過(guò)程中， 學(xué)習(xí)情景中各要素之間的關(guān)系起著關(guān)鍵性的作用， 這種作用既表現(xiàn)為 學(xué)習(xí)內(nèi)容之間存在有一定的關(guān)系， 也表現(xiàn)

12、為學(xué)生對(duì)這一關(guān)系的領(lǐng)悟與理解”。 顯 然，為了促進(jìn)計(jì)算思維的學(xué)習(xí)遷移， 教學(xué)活動(dòng)就不應(yīng)只停留于知識(shí)的講解和技能 的操練上，同樣還需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)隱含計(jì)算方法的、 與學(xué)生生活學(xué)習(xí)相類似的學(xué)習(xí)情景， 引導(dǎo)學(xué)生在其中發(fā)現(xiàn)計(jì)算問(wèn)題， 應(yīng)用計(jì)算方法解決問(wèn)題， 將計(jì)算思維遷移于真實(shí) 的問(wèn)題情景中，并逐步完善這種思維方式。 例如， 高中“人行橫道紅綠燈時(shí)間轉(zhuǎn) 換模型”項(xiàng)目活動(dòng)就“描述了人行橫道中紅綠燈的現(xiàn)實(shí)情境， 將計(jì)算方法的問(wèn)題 隱含于其中。 學(xué)生通過(guò)實(shí)地觀察，找出影響紅綠燈時(shí)間變化的變量，分析變量之 間的關(guān)系，設(shè)計(jì)相關(guān)的模型， 通過(guò)信息技術(shù)工具實(shí)現(xiàn)這種模型， 檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?shí)施的 效果，進(jìn)行相應(yīng)的完善和調(diào)整?！笨梢?，在計(jì)算思維教學(xué)實(shí)施中，為了引導(dǎo)學(xué)生 理解學(xué)科思維方式， 就需要將教學(xué)內(nèi)容落實(shí)于探究性的教學(xué)活動(dòng)中， 在真實(shí)情境 中體驗(yàn)與實(shí)踐，促進(jìn)計(jì)算思維的有效遷移。綜上所述，計(jì)算思維就是把一個(gè)看起來(lái)困難的問(wèn)題重新闡述成一個(gè)我們知道 怎樣解的問(wèn)題，同時(shí)它跟人們