高中信息技术课教学中的计算思维训练

《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）解读》中指出，普通高中信息技术学科核心素养：信息意识、计算思维、数字化学习与创新和信息社会责任。计算思维，作为其中较为关键的内容，是高中信息技术课程改革教育的最大亮点，并逐渐受到教育领域的重视与关注。在高中信息技术课程教学中，如果一个学生具备了运算能力，那么他的综合能力和综合素质也会有同步提高，教师通过算法和程序设计的教授，能够提高学生的计算思维能力。所以，教师要从计算思维这个地方进行培养和训练学生，让学生的信息技术能力和创新思维能力全方位得到训练和巩固，从而夯实学生的计算思维基础，让学生的计算思维水平得以提升。

一、高中信息课教学中训练学生计算思维的意义

计算思维是指运用计算机科学领域的思想方法，在问题解决过程中涉及的抽象、分解、建模、算法设计等思维活动。具备计算思维的学生，能对问题进行抽象、分解、建模，并通过设计算法形成解决方案；能尝试模拟、仿真、验证解决问题的过程，反思、优化解决问题的方案，并将其迁移运用于解决其他问题。 教师在高中信息课的教学过程中，不断地强化学生的计算思维训练，让学生逐步学会发现问题、分析问题、解决问题的应用科学的计算思维方法，帮助他们能更好地适应信息化的学习和生活。

二、计算思维训练在高中信息技术课教学中的现状

（一）教师对计算思维认识不足。新课标是近几年开始实施的，教育部门也陆续对教师进行有关的新课标的各种培训，但是教师对计算思维的认识并不是很充分，虽然知道有效提升学生的学习效能，促进学生个人信息技术素养的发展，是可以通过训练学生的计算思维达到的，但是教师在接受新课标课程的培训过程中，并没有学习到很具体的教学方法，来培养和训练学生计算思维的能力，部分教师还是沿用以前的教学方法，没有在实际教学过程中把训练学生的计算思维放在首位，以致于学生对计算思维的认识不足，从而也无法有效地提高其计算思维能力。

（二）学生计算思维能力较弱。信息技术在大部分地区是非中考和高考科目，所以信息技术教学的重要性很容易被教师和学校所忽略，致使大部分学生对初中所学的程序语言掌握得不扎实，信息技术基础知识掌握能力较弱，仅属于学业水平考合格水平，因此学生的计算思维能力较为薄弱。

（三）教育教材延续性差。在小学、初中和高中三个不同阶段的教学中，我们发现所使用的教材会出现部分内容相同，而教学顺序不同，没有做到很好地承接、延续以及步步递进。实际上，信息技术教学跟其他基础学科的教学是一样的，在教学过程中，教师是需要不断地去强化学生对基础知识的学习和掌握，螺旋上升。但是，如果教材出现版本不一，教学内容的衔接出现了问题，学生在这种情况下的学科学习，即使学习多年，也是很难形成系统性的知识架构和计算思维架构。

三、高中信息技术课程教学中的计算思维训练方法

（一）转变教学理念、科学设计，渗透计算思维。我们的教学理念要有所改变，备课时要把重点放在对新课标、新教材和新教法的研究上，只有对新课程理念的把握和理解，明确新课标的意图和要求，新的教学理念才会很好地运用到我们程序设计的课堂中，我们把书本内容重新按需整合起来，通过大单元教学，设计出相应的项目活动。把训练计算思维渗透到课堂活动的每一项任务、每一个环节，让学生充分认识到形成计算思维的重要性，真正做到计算思维的全面培养。

（二）以兴趣为中心，优化课堂教学，把培养计算思维落到实处。作为信息技术教师，要学会从学生的兴趣入手，在备课时需要花更多的时间来研究教材和钻研教法，要了解面对的学生，他们的兴趣点有哪些，在项目活动的设计上，要尽量贴近学生的兴趣点来进行案例设计，努力让课堂的气氛变得活跃，提高学生课堂的参与度，逐步让学生感受到编程的逻辑也能如此迷人，从而更加愿意积极、主动参与到课堂的教学中去。

（三）利用算法和流程图加强计算思维的训练。设计算法是程序设计的核心，而流程图则是以图形的形式展示算法的执行过程。学生通过对流程图的阅读，能够加深他们对算法的理解，同时对他们的逻辑思维能力、计算思维能力以及解题的严谨性也得到锻炼。所以我们教师要教会学生制作流程图的方法，借助流程图来指导课堂教学。一方面，简洁明了的流程图把问题解决的思路清楚地展示出来，使到学生写代码时的思路更加清晰； 另一方面，图形化的流程图，可以将复杂的过程可视化，更容易帮助学生发现程序逻辑上的漏洞和错误，及早地对程序进行完善。

四、枚举法教学实践案例

本案例来自教科版必修一《4.1算法及其特征》：四位同学A、B、C、D参加面试，其中一位是冠军。A说：“不是我。”B说：“是C。”C说：“是D。”D说：“C说的不对。”其中三人说真话一人说假话。你能猜出谁是冠军吗？怎样通过程序来解决此问题？

（一）分析问题。先给同学们讲一讲算法思想，把所有可能出现的答案罗列出来，利用计算机运算速度快、精确度高的特点，该保留的保留，不合适的丢弃，是最简单直接的枚举法。通过逐一判断，验证出哪些情况满足问题的条件，从而得到问题的答案。接着可以让学生根据题设（已知条件），即四位同学说的话，完成表格（填√或？菖），明确求解目标，找出谁是冠军。利用枚举法，逐一假设A、B、C、D是冠军，判断是否正确。

（二）设计解决方案。其实从上表，学生已经可以找到冠军的人选了，但是怎样将自然语言转换为计算机程序来解决这个问题呢？我们可以先讲解“与”“或”等逻辑运算符的运算规则，如A说：“不是我。”可以表示为？i！='A'，其中i为枚举的冠军选手编号。再让学生自主写出题设中的其他逻辑表达式。如i=='C'、i=='D'、i！='D'？等。例题解法的一般结构为循环+判断，可以提示同学们在枚举算法的编程中，1.确定枚举对象和枚举范围，验证题目的成立条件；2.再借助循环句、条件句等进行相应的程序设计，达到解题目的。我们可以让学生写出流程图，把解决问题的思路厘清。

（三）迁移应用。枚举算法在生活中有着比较广泛的应用场景，适合解决求解答案数量有限，并且可能的答案是能按照某种规则列举出来的问题。例如，用枚举法解决 “韩信点兵”“鸡兔同笼”等数学问题。作为知识的扩展，老师会在新课内容完成后，针对相关知识点给出一些练习题，让学有余力的学生去做，他们可以参考新课的例题，通过模仿，完成拓展练习，在一定程度上增强学生的体验感和感知力。

责任编辑 邱 丽