摘要:计算思维是高中信息技术核心素养的重要组成部分,更是学生适应数字化时代的关键能力。在素质教育全面推进的背景下,传统教学模式难以满足学生计算思维能力发展的需求。本文结合教学实践,从重构课程内容、创新教学方法、设计实践活动、优化评价体系四个维度提出针对性培养策略,助力学生形成分解问题、抽象建模、算法设计等核心思维能力,为提升高中信息技术教学质量提供实践参考。
关键词:高中信息技术;计算思维;培养策略;课堂教学
一、引言
数字化时代背景下,计算思维已成为公民必备核心素养,《普通高中信息技术课程标准(2017年版2020年修订)》明确将其列为学生需重点发展的核心能力。高中信息技术课堂作为培养学生计算思维的主阵地,承担着引导学生运用计算机科学思想与方法解决实际问题的使命。但当前部分课堂仍停留在知识传授与技能训练层面,忽视思维能力的深层培养。基于此,本文从课程内容、教学方法、实践活动和评价体系四个关键环节入手,提出具体策略,推动课堂从“技术操作”向“思维培养”转型。
二、重构课程内容,夯实计算思维知识基础
计算思维的培养离不开扎实的知识支撑,学生的信息技术学科思维需通过长期实践体验与亲身探索逐步形成。课堂教学的核心目标在于引导学生发现、提出并设计方案解决问题。因此,教学中应弱化纯理论灌输,强化知识与生活实际的关联,将抽象的计算思维理念融入具体教学主题。
例如,在“数据处理”模块教学中,可引入“校园垃圾分类数据统计与分析”的实践项目。该项目贴近学生校园生活,能有效降低抽象知识的理解门槛。教学中围绕这一项目,整合Python中pandas库的数据读取、筛选清洗、分组统计、可视化呈现等核心技能,引导学生将复杂问题分解为数据收集、格式规范、分类运算、结果可视化等子问题,让学生在完成项目的过程中直观体会“分解”思维。同时,以Python作为入门编程语言,结合“计算三角形面积”“制作简易计算器”等基础任务,融入编程基础、算法原理等核心内容,让学生在编写、调试代码的过程中,理解抽象、建模、算法等计算思维核心要素,实现知识学习与思维培养的同步推进。
三、创新教学方法,激活计算思维探究动力
传统“教师讲授+学生模仿”的教学模式,难以激发学生思维主动性。因此,需立足计算思维的探究性特征,以互动式、探究式教学创新课堂模式,激活学生计算思维的探究动力。其中,任务驱动教学法是培养计算思维的核心手段,教师应设计分层递进的任务链,从基础任务到综合任务逐步提升难度,引导学生自主思考问题解决路径。
例如,在“算法与程序设计”教学中,可先布置“判断数字奇偶性”的基础任务,帮助学生掌握条件判断语句的基本用法;再进阶到“计算100以内质数之和”的综合任务,引导学生自主分解问题、设计算法、编写代码,在任务完成过程中培养逻辑推理能力。同时,结合探究式教学,设置“如何优化校园图书借阅流程”等开放性问题,组织学生分组讨论,鼓励学生运用抽象思维提炼核心问题,通过建模构建流程优化框架,再利用信息技术工具实现方案设计。此外,借助多媒体资源、虚拟仿真平台等教学辅助手段,将抽象的算法原理、数据结构等内容可视化,降低学生理解难度,让学生在直观体验中主动探索,逐步养成自主思考、合作探究的思维习惯。
四、设计实践活动,强化计算思维应用能力
计算思维兼具理论性与实践性,思维的形成与深化离不开扎实的实践锻炼。教师需设计多样化的实践活动,让学生在动手操作中深化思维认知,提升计算思维的应用能力。编程实践是培养计算思维的核心载体,教学中可从简单算法训练入手,逐步过渡到复杂项目开发,让学生在实践中体会计算思维的实际价值。
例如,可引导学生从绘制项目流程图起步,逐步进阶到用Python开发“校园导航系统”,整合地理信息、路径规划等知识,锻炼学生的问题分解、抽象建模与算法设计能力。同时,应拓展跨学科实践活动,将计算思维与数学、物理、生物等学科知识有机融合,如结合数学中的几何图形知识,设计“绘制分形图案”的编程任务;结合物理中的运动学原理,开发“模拟自由落体运动”的仿真程序,让学生体会计算思维的跨学科迁移价值。此外,组织信息技术竞赛、项目式学习成果展示等活动,为学生提供展示思维成果的平台。
五、优化评价体系,保障计算思维培养实效
科学的评价体系是计算思维培养的重要保障。需打破传统以技能测试为主的评价模式,构建关注思维过程与发展潜力的多元评价体系。评价内容应兼顾知识掌握、技能运用与思维发展,重点关注学生在问题解决过程中展现的分解能力、抽象能力、算法设计能力等核心要素。
例如,在评价编程作业时,不仅要关注程序的正确性与完整性,更要分析学生的代码逻辑、算法优化思路;通过查看学生的思维笔记、项目设计方案,深入了解其思维形成过程。评价方式应采用过程性评价与终结性评价相结合的方式,过程性评价通过课堂观察、小组讨论表现、任务完成进度等记录学生的思维发展轨迹;终结性评价以综合项目作品、思维能力测试等形式,全面评估学生的计算思维水平。同时,引入学生自评、小组互评与教师评价相结合的多元评价主体,让学生在评价过程中反思自身思维短板,明确改进方向,从而保障计算思维培养的针对性与实效性。
六、结语
高中信息技术课堂中计算思维能力的培养是一项系统工程,需要教师立足教学实际,结合学生的认知特点,灵活运用各项策略,不断探索教学创新路径。唯有将计算思维培养融入课堂教学的各个环节,让思维培养与知识传授、技能训练深度融合,才能让学生在掌握信息技术知识与技能的同时,逐步形成适应数字化时代发展的计算思维,为其终身学习与发展奠定坚实基础。
参考文献:
[1] 孙莉.高中信息技术课堂中学生计算思维能力的培养[J].新课程,2020(15):75.
[2] 海那尔·阿仁.高中信息技术课堂中学生计算思维能力的培养[C]//教育部基础教育课程改革研究中心.2019年“区域优质教育资源的整合研究”研讨会论文集.新疆塔城地区沙湾县第二中学,2019:430-431.