高中信息技术教学中如何发展学生的计算思维

计算思维是信息技术学科核心素养的重要组成。计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。具备计算思维的学生，在信息活动中能够采用计算机可以处理的方式界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据；通过判断、分析与综合各种信息资源，运用合理的算法形成解决问题的方案；总结利用计算机解决问题的过程与方法，并迁移到与之相关的其他问题解决中。普通高中信息技术课程是一门以全面提升学生信息素养，帮助学生掌握信息技术基础知识与技能、增强信息意识、发展计算思维、提高数字化学习与创新能力、树立正确的信息社会价值观和责任感的基础课程。《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》要求：“结合数据加工、问题解决和信息系统操作的真实过程，发展学生的计算思维。”“鼓励学生在不同的问题情境中，运用计算思维来形成问题解决的方案。”那么，高中信息技术教学中如何发展学生的计算思维呢？

一、充分认识课程价值，发展学生的计算思维。

高中信息技术课程教学不仅要指导学生掌握基础理论知识，还要善于运用信息技术，注重培养高中生的计算思维能力。它的价值和作用主要有：（1）提高课程核心内容的价值。随着网络信息技术的迅猛发展，高中生应该掌握好相关的电脑技术。高中信息技术课程不应局限于理论学习和工具教育，而应注重培养高中生的思维能力、创新能力和全面应用能力，引导高中生搜集分析数据，建立模式，逐步培养思维力和解决问题能力。教师应该集中精力教高中生解决问题的方法和原理，选择适合高中生的算术性思维方式，使课程教学得以集中和差别化。（2）改善和完善信息技术素养的培养。在解决问题的过程中运用计算思维，可以帮助高中生熟练掌握和运用信息技术。现在信息技术素养的培养非常重要，不再注重信息技术工具和软件教育，所以要着重培养高中生的计算思维。（3）提高学生解决实践问题的能力。学习信息技术有助于高中生熟练使用信息工具，有助于培养学生的计算思维。高中生在解决问题时不仅要熟练地使用电脑，还要寻求完善的解决问题的方法，以加强对知识的理解，进而完全掌握信息技术并解决实践问题。

二、明确课程教学目标，发展学生的计算思维。

高中的信息技术教学大纲对学生的信息技术能力应有明确定位与要求。教师在深刻体会教纲精神的前提下，明确课程教学目标，发展学生的计算思维。例如，一教师将《循环嵌套的应用》一节的教学目标确定为：（1）了解循环嵌套的概念和基本思想;（2）掌握“For-Next”循环结构的打印输出图形;（3）能运用循环的嵌套解决生活中的实际问题。循环嵌套的基本格式可以归纳为八个字：从内向外，不能交叉。根据循环嵌套的原理和计算思维处理问题的本质，可以将问题分解为三个子目标：（1）如何确定内外循环及其循环变量名，做到不能重复，也要避免交叉;（2）如何确定循环语句，能够准确执行;（3）如何优化程序设计结构，以便提高解决问题的效率。通过以上三个子目标的解决引导学生建构正确的数学模型，确定循环结构。通过这种方式，复杂算法和思路在解决问题的过程中被分解成若干子问题和子目标，教学理念也可以适用于其他经典算法教学。在学习目标实现的过程中，学生逐步提高计算思维。

三、精选课程教学内容，发展学生的计算思维。

《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》要求：“选择体现时代性和基础性的课程内容，支撑学生信息素养的发展。”在高中信息技术课程的教学过程中，应该注意到教学内容与高中生的关联性，把重点放在培养高中生的计算思维上。根据教育内容，帮助学生改变原有的学习方法，使学生明确高中信息技术课程的价值和重要性。除了文字内容说明和教学外，还应该注意课堂教学和资源推广，让高中生在日常生活中灵活运用信息技术，解决实践问题，使高中生持续发展计算思维和创新能力。高中信息技术教学要培养学生的计算思维，就必须立足于教材内容，加强知识迁移和转化，让学生意识到计算思维的本质，加强对学生意识形态和逻辑思维的启蒙影响。教学案例既可以结合书本，也可以脱离教材，进行课外延伸。比如，一教师《数据管理》一章教学中，教师让学生体验管理员与用户的区别，区分系统权限设置与计算机操作的关系。教师还通过学籍管理、图书馆用户管理等电子系统，让学生从管理者角度看待查找、调阅、登记等操作与用户角度的差异性，在教学引导中模拟不同流程和系统软件的计算思维的依据，培养学生抽象建模和数字建模的能力。

四、完善课程评价体系，发展学生的计算思维。

高中信息技术课程教学中计算思维评价实施具有导向与质量监控作用，教师应积极构建多元化计算思维评价制度，使师生都能以饱满的热情参与到课堂活动中。科学合理的计算思维评价制度可增强教师开展评价活动的激情，同时还能在评价活动的引导下不断发展信息技术教师专业能力。目前，仍然有部分高中信息技术课程在对学生进行计算思维评价时，以考试成绩等总结性评价为主，忽视了评价的反馈功能。在进行计算思维评价时，教师应更关注学生计算思维发展的过程性，注重以评价促进计算思维能力的提升，同时结合总结性评价对学生进行及时反馈。例如，将教师评价、自主评价、学生互评及家长评价相结合，实现评价主体多元化。此外，教师应根据教学中所蕴含的计算思维内容，结合计算实操、学生作品等形式在课堂上进行评价。

总之，在信息技术课程教学中培养学生的计算思维，能使学生认识信息系统在人类生产与生活中的重要价值，学会运用计算思维识别与分析问题，抽象、建模与设计系统性解决方案。因此，在高中信息技术课程教学中，教师应注重根据时代对人才的需求选择课堂教学模式，培养学生计算思维，构建完善的课堂体系，实现信息技术课程的育人价值，达成核心素养的培养目标。