高中信息技术项目学习中计算思维的培养研究

高中信息技术项目学习中计算思维的培养研究

李洁

乌海市第十中学   内蒙古，乌海016040

摘要：计算机科学是新时代各个方面发展的引擎，而计算思维是运用计算科学相关内容解决问题的思维活动，故而当前要强化该种思维培养。计算思维是高中信息技术课程所要培养的核心素养，项目学习作为一种常用教学方法，需在全过程中做好计算思维渗透和培养。不仅要在项目确定中考虑计算思维培养需求，还要在项目学习推进与最终验收评价中做好计算思维培养。坚持以项目为主线，制订学习任务单，组织学生小组协作，提供项目指南，引导学生进行自测、简单计算、数据分析、反思等，在全过程中训练计算思维。

一、计算思维概述

高中信息技术课程教学改革需要围绕核心素养展开，计算思维是主要构成，是提高信息技术综合能力与素养的关键，故而要明确计算思维究竟是什么，在教学中有意识和计划地进行培养。计算思维是指在计算机科学学习和研究中分析和解决问题，以及进行相关设计和技术开发与创新，还有一些涵盖有关科学思维的活动。一旦具备良好的计算思维，信息技术探究和创新能力会显著提升。与其他思维相同，计算思维具有抽象的特点，但也具有自动化的特点，可将原本比较困难的问题，通过嵌入和转化，抑或是仿真和约简等方式，变为一个知道如何处理的问题。

二、项目学习主要问题

（一）缺乏计算思维培养意识

项目学习契合发展能力与培养学科素养的要求，在信息技术教学中应用是提升综合素养的关键。当前高中信息技术项目学习具有认识不足、设计不够合理、在项目选择上缺乏考虑、未能融入计算思维培养问题。计算思维是计算机科学与信息技术探索必须具备的，一旦学生缺失这种思维，将直接影响与信息技术学习相关的各个方面，导致其分析与解决问题、信息创新能力偏低，影响信息技术学习成效和信息素养发展。部分教师在项目学习设计中融入计算思维培养，但是不具备系统性，同时由于渗透与培养方式存在问题，计算思维实际培养效果不佳。

（二）教学能力有待提升

项目学习遵从学生为主体的新教育理念，实际操作中以项目为线索，学生围绕具体项目和任务搜集资料、交流与分享、探讨与合作等，最终在实践中解决问题，直接获取知识和学习经验。项目学习是信息技术教学常用的手段，不过目前存在教学能力不足的问题。高中信息技术课程具有复杂性，项目综合性通常比较强，不同个体之间存在差异，另外除了要围绕教学内容和信息技术核心素养设计项目外，还要增加知识点。部分教师不能控制和协调好各个方面，出现项目学习忽视个体差异，以及内容不够合理、拓展性不够强等问题。项目学习对学生信息综合素养提升效果不显著，缺乏深度与广度，自然也不利于计算思维的培养。此外项目学习中未能做好引导，教师参与感过强或者是置身事外，两个极端均严重影响教学质量。

三、项目学习中培养计算思维的策略

（一）项目选择中考虑培养计算思维的需求

高中信息技术项目学习中，确定项目是最为重要的，需要考虑各个方面。这是因为项目是主线，是自主实践与探索的主要方向和内容，一旦出现问题将直接影响目标达成和学生信息能力与素养发展。项目选择要做好学情分析，如高中生年龄、信息课程基础、相关能力、信息技能与素养等。另外，项目确定还要依据信息课程内容系统进行整合，做好内容多但不杂乱，可通过项目学习促进项目能力提升。

项目确定依据教学目标，将新时期围绕核心素养所设立的三个维度目标全部融入项目之中。综合三个方面目标，其中就包含了计算思维，在此基础上确定项目主题，然后细化项目，将其转变为若干个任务，组织学生小组合作，通过讨论与协作解决问题。

需要强调的是，项目要具有操作性，同时还要具备代表性，另外则是要融入和实际需求相关的内容。通过项目提供实践和探究平台，让学生在讨论与解决问题中展开计算思维活动，并且在过程中运用程序设计语言，在合作与交流中简化算法，并积极探究与挑战程序调试等。特别要强调，项目必须要在学生实践探索与小组协作下解决，避免出现项目难度太大抑或项目太过简单的情况。

以算法和程序相关内容为例，围绕需要学习掌握的知识点以及包含的重难点，挖掘可培养计算思维的部分，确定好项目主题，将相关内容拆解，形成一个个知识点和问题。学生在项目学习中依据自身的信息技术知识和经验，并通过科学思维活动产生个性化看法。在小组内围绕项目展开简单思维，并积极主动进行程序设计，在长期锻炼下计算思维必定会提高。

（二）项目推进中强化计算思维培养

计算思维培养要遵循循序渐进的原则，但是也要多创造机会，让学生分析和处理问题，在持续性思考与探讨以及合作、求证、反馈、调整中逐渐增强计算思维。这就要求项目学习在主题确定方面要考虑计算思维培养需求，还要在项目推进中渗透和做好计算思维的培养。高中信息技术课时少，想要在有限的时间内培养计算思维，充分和有效利用课堂时间，需要提高项目学习方案设计能力。

教师在项目学习中引导，让学生讨论和实践操作，在探究中利用信息技术进行简单计算与分析，最终掌握相关内容和解决问题。计算思维本身就是用于求解问题，引导学生在项目学习探究中既要进行数学性思考，又要进行计算性思考，实现数学思维与工程思维的相互补充。这样计算思维会显著提升，在有目的性的培养和训练下学生计算机科学探索能力也会提高。

对于项目学习中分解出来的任务，将其问题化，然后以其作为引擎，引导小组协作分析和解决。实际操作中分组要尊重差异，可采取两种方式，根据学生基础和能力划分小组，根据每个组擅长部分、实际能力、兴趣爱好分配任务，这样既能培养学生计算思维，又能最大限度开发潜能。另外一种分组为异质同构方式，结合每个学生信息技术课程的真实学习状况，确定计算思维、信息技术水平、分析与解决问题的能力等，坚持优、中、差搭配。

四、结语

综上所述，高中信息技术教学变革过程中，培养核心素养是关键，而组织项目式学习是实现目标的路径。计算思维是信息技术核心素养的主要构成，能够协助学生形成计算机科学思维品质，帮助学生提高分析与处理问题能力、动手操作与创新能力等，对于其他素养提升也有促进作用。项目学习有助于计算思维的形成，也是学生信息技术综合素养协同发展的主要途径，故而要针对项目学习做好计算思维培养研究。通过在项目选择和项目推进中融入计算思维培养，科学合理地进行设计，促进项目学习培养计算思维成效最大化。

参考文献：
[1]解析高中信息技术课程教学中计算思维的培养策略[J]. 康建南.  新课程导学. 2018(15)
[2]在高中信息技术课堂培养计算思维的思考与实践[J]. 彭仁杰.  教育界(基础教育). 2018(05)
[3]高中信息技术教育现状与教学改革的思考[J]. 梁维根.  教育信息化论坛. 2019(07)