基于"数据与计算"课程的高中生计算思维能力培养

基于"数据与计算"课程的高中生计算思维能力培养

路文萍

阜康市第一中学   831500

摘要：计算思维作为一种跨学科的思维方式，在当今信息化时代发挥着越来越重要的作用。在高中教育阶段，开展“数据与计算”课程的教学，有助于培养学生的计算思维能力，培养学生解决问题的能力。本文以教科版“数据与计算”课程为例，探讨了如何通过该课程的教学，培养高中生的计算思维能力。

关键词：数据与计算；高中生；计算思维能力。

引言：随着信息技术的迅猛发展，计算思维作为一种跨学科的思维方式，逐渐成为当今社会中不可或缺的一部分。计算思维强调的是解决问题的思路和方法，而不是单纯的计算技能。在未来，无论是在工作还是在生活中，都需要具备良好的计算思维能力，才能更好地适应和应对多变的信息化环境。

一、设计合理的教学任务和项目

在设计教学任务和项目时，需要考虑学生的年龄特点和学习需求，注重培养学生的主动学习能力和实践能力。在“数据与计算”课程中，可以设置一些实践项目，如数据收集、分析和可视化，以及编程设计等。这些项目既可以帮助学生掌握计算思维的方法和技能，又可以锻炼他们的实际操作能力和解决问题的能力。此外，还可以设计一些与生活相关的实践任务，如调查问卷分析、交通拥堵预测等，使学生能够将所学知识应用于实际情境中，提高其实践能力和应用能力。教师可以为学生提供一个数据集合，要求学生进行数据分析，并通过分析结果得出结论。例如，给学生提供一份某地区的天气数据，要求学生根据数据分析该地区的气候特点和季节变化规律。

以教材中的《数码相机拍摄照片文件的容量大小》为例，学生可以利用数码相机拍摄多张照片，并通过计算机将照片的文件大小读取出来，然后将数据整理成表格的形式，通过计算和分析得出拍摄照片的文件大小与照片分辨率、拍摄模式等因素的关系。通过这个例子，学生可以锻炼数据分析和整理的能力，学会如何从数据中得出结论。

二、引导学生进行计算思维实践

计算思维是一种实践性思维，需要通过实践来不断加深和巩固。在教学过程中，应注重引导学生进行计算思维实践，让他们在实践中逐步掌握计算思维的方法和技能。

在“数据与计算”课程中，可以通过小组合作和个人实践等方式，引导学生进行实际操作和解决实际问题。教师可以根据学生的实际情况和需求，安排一些适合的实践任务和案例，让学生在实践中感受计算思维的乐趣和魅力。教师可以利用编程语言，让学生编写小程序解决实际问题。例如，让学生编写一个计算器程序，能够实现简单的加减乘除运算。

以教材中的《网站访问量统计程序》为例，学生可以利用编程语言编写一个网站访问量统计程序，能够统计网站的总访问量、每天的访问量、访问来源等信息，并将统计结果保存到文件中。通过这个例子，学生的编程能力能够得到有效的锻炼。

三、采用多元化的教学方法

在“数据与计算”课程的教学中，应采用多元化的教学方法和资源，使学生能够在不同的教学场景中学习和掌握计算思维的方法和技能。

在教学方法方面，可以采用课堂教学、在线学习、实践项目等多种方式，让学生在不同的场景中学习和实践。此外，还可以采用游戏化教学、竞赛等方式，激发学生的学习兴趣和积极性。

在教学资源方面，可以利用各种数字资源和多媒体资源，如教科书、网络资源、视频教学等，使学生能够在不同的媒介中获取知识和信息。还可以引导学生利用各种开放式教育资源，如在线课程、开放式课程等，拓展学生的视野和知识面。

教师可以让学生自主选择一个感兴趣的话题，并进行深入研究。例如，让学生选择一个社会问题，如交通拥堵、垃圾分类等，通过数据分析和编程解决方案，并将解决方案通过演示的形式向同学展示。

以教材中的《垃圾分类数据的可视化》为例，学生可以利用数据可视化工具，将某城市的垃圾分类数据转化为柱状图、饼图等形式，以便更好地展示和分析数据。通过这个例子，学生可以锻炼数据可视化的能力，学会如何通过图表和图像的形式展示数据。

四、注重培养学生的自主学习能力

计算思维是一种自主学习能力，需要学生具备一定的自主学习能力和学习方法。在“数据与计算”课程中，应注重培养学生的自主学习能力，让他们能够在课外自主学习和探究计算思维的方法和技能。

教师可以引导学生学习和利用各种学习资源和学习工具，如在线论坛、知识问答平台、编程学习平台等，让学生在自主学习中感受计算思维的魅力和乐趣。此外，还可以注重培养学生的学习方法和策略，让学生能够有效地利用学习资源和学习工具，提高其学习效果和效率。

教师可以让学生使用数据可视化工具，将数据转化为图表或图像，以便更好地展示和分析数据。例如，让学生将某城市的人口数据通过柱状图和饼图的形式进行展示，分析该城市的人口结构和变化趋势。

以教材中的《智能家居系统的设计与实现》为例，学生可以自主选择一个感兴趣的话题，如智能家居系统的设计与实现，通过数据分析和编程解决方案，并将解决方案通过演示和展示的形式向同学展示。通过这个例子，学生可以锻炼独立思考和解决实际问题的能力，也可以通过和同学的交流和分享，提高团队协作和交流能力。

结束语

计算思维是一种非常重要的思维能力，对于现代社会的学习和工作具有重要意义。在高中阶段，培养学生的计算思维能力，对于学生未来的学习和职业生涯具有非常重要的影响。教师可以从教学任务和项目、计算思维实践、多元化的教学方法和资源、自主学习能力等方面入手，注重培养学生的计算思维能力和实践能力，为学生的未来发展打下坚实的基础。

参考文献：

[1]王旭. 高中生计算思维培养中的教师因素——以《数据编码》为例[J]. 中国信息技术教育, 2022(23):3.

[2]王金爽. 项目学习教学法对高中生计算思维的培养——以认识数据,信息与知识项目为例[J]. 中国教育技术装备, 2021, 000(003):79-81.