计算思维的内涵。现代信息科学技术推陈出新推动了计算思维的深入发展。计算思维是美国学者周以真教授在2006年3月提出的,它是指运用计算机科学的基础概念来进行问题求解、系统设计等一系列思维活动的总称[1]。计算思维通过嵌入、转化、仿真等手段,将困难问题进行重新解构、描述,为人们顺利解决复杂问题提供简便方式。计算思维注重对问题进行分离处理,然后选择合适的方式来描述并建模解决问题,已成为解决其他学科难题的重要手段和途径。高中信息技术课程教学中计算思维培养的意义。高中生处于学习各种新鲜事物的关键时期,培养高中生计算思维对于提升高中生自我学习能力和综合素质等方面具有重要推动作用。首先,认知学习理论告诉我们,学生学习实质上是其在头脑内自主构造认知结构的过程,而计算思维的培养有助于高中生构造认知结构,激发高中生内部学习动力[2]。其次,从建构主义的角度来看,计算思维的培养可以促使高中生对学习结果及过程进行自我反省,提高高中生自主解决问题的能力。
一、当前高中信息技术课程教学中计算思维培养现状
尽管我国教育改革经历了多年的发展,但是素质教育理念仍没有得到有效的贯彻落实,在高中信息技术课程教学中计算思维的培养还远远不够,大部分学校在高中信息技术课程教学中没有对计算思维给予应有的重视,对计算思维的理解出现偏差,认为计算思维就是计算机编程语言,在教学过程中对计算思维的应用更多是体现在教导学生如何使用办公软件以及掌握计算机编程语言等基本技能,对于计算思维作为一种新兴思维方式的理解和应用程度不足。综合考虑学校教学理念和教师素质等各方面因素,当前高中信息技术课程教学中计算思维培养不足的原因主要包括以下两方面:首先,学校对高中信息技术教育的重视程度不足,受我国传统应试教育的深远影响,社会各界对于学生的评价主要是参考学生的考试成绩,但高中信息技术并不是高考指定考试科目,导致大部分学校和学生家长认为高中信息技术教育可有可无[3]。其次,高中信息技术专业教师队伍建设滞后,部分学校信息技术教师仅仅懂得简单的计算机操作和编程知识,甚至部分学校由主课老师代教信息技术课程,教师素质不高是导致高中信息技术课程教学中计算思维缺失的重要原因。
二、基于计算思维的高中信息技术课程教学设计
1.教学思维和编码思维。首先,高中信息技术教师应当转变传统教学思维,深入了解计算思维的实质涵义,充分认识到计算思维的培养对于高中生增强思维能力、解决实际问题的重要促进作用,在高中信息技术课程教学中加强对学生计算思维的培养力度。其次,高中信息技术教师应当引导学生深入了解以进位计算制、二进制等为代表的编码思维,深入讲解计算机编码思维的运算规则及内在逻辑,加深学生对编码和数据的理解,提高学生对信息进行加工处理的能力。
2.存储思维和安全思维。在计算机存储思维方面,高中信息技术教师应当从存储单位、承载介质、体系构建、空间扩充、保护机制等方面进行教学设计,帮助学生全面掌握计算机存储思维,并强化存储思维在其他学科的应用,促使学生从计算思维的角度出发将自身所学的知识进行系统化的分类和整理,提升学习效率。在安全思维方面,高中信息技术教师应当从物理安全、数据加密、网络安全等方面进行教学设计,增强学生的信息安全意识。
3.算法思维和操作思维。算法思维与学生日常生活息息相关,比如学生如何安排每日时间用于学习和休息等,高中信息技术教师应当从算法策略、动态规划、模块构建等方面进行相应的教学设计,并加强学生将算法思维用于解决问题之中。操作思维是指计算机软件操作使用的内在逻辑,在这方面,高中信息技术教师应当从计算机基本操作规范、办公软件使用技巧等方面进行教学设计,教导学生如何正确使用相关软件,增强学生实际操作能力。综上所述,当前高中信息技术课程教学中计算思维的培养仍存在着重视程度不足、实际执行不力等缺陷,通过强化教学、编码、存储、安全、算法、操作等方面的思维方式,可以完善基于计算思维的高中信息技术课程教学设计,为高中信息技术教育的健康发展奠定扎实的基础。
作者:王林超 单位:会泽县茚旺高级中学