计算思维在初中信息技术课堂中的培养策略研讨——以闽教版教材为例

文/王志洪

引 言

改革和创新是当前信息技术学科教师面临的必然选择。在课堂教学中，教师应以《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》）为导向，依据初中生在信息技术方面的真实需求，合理选择教学内容，让学生在开放、自由的环境中学习知识、提升能力。

一、在初中信息技术课堂中培养学生计算思维的价值探析

在初中信息技术的课堂教学中，教师以培养学生的计算思维作为主要目标，具有较强的显性和隐性价值。

从显性的角度来看，教师在课堂上致力于引导学生形成计算思维，有意识地为学生设置任务，让学生搜集和整合数据信息，并以趣味化和动态化的教学资源引领学生参与课堂活动。借助这种方式，课堂教学的质量和实际效率明显提升，学生也能在高效的课堂模式中积累知识，使得自身的知识视野愈渐开阔[1]。

从隐性的角度来说，学生形成计算思维后，其逻辑思维和解决问题的能力明显提升。例如，在“走进程序世界”的学习中，随着学生计算思维的形成和发展，他们对程序代码的运算符号、数据类型及其逻辑结构有了全面了解，他们的逻辑思维能力自然也会不断提高。此外，学生也能利用计算机程序和代码等方面的知识，解决真实存在的问题。

二、在初中信息技术课堂中培养学生计算思维的策略

（一）引入生活元素，启发学生的计算思维

初中信息技术学科的知识以抽象性和复杂性等为主要特征，而计算思维涵盖数据抽象、建模、逻辑分析推理等多种能力和素养，这两方面融合起来，为学生的学习和探究带来了挑战。基于此种情况，为了启发学生的计算思维，教师可以选取生活实例，从现实生活的角度，引领学生利用逻辑推理、计算法则等解决实际问题[2]。例如，在“数据图表的创建与设置”的课程教学中，为了让学生体会信息技术知识与现实生活的关联度，驱使学生树立建模思想、形成计算思维，教师可以引导学生对生活中的数据进行分析和统计，利用图表可视化地呈现数据，合理做出正确的判断和决策。根据这一教学需求，教师可以设计生活化探索活动的教学课程。

环节一：明确要求，链接生活。教师首先结合本课的实际教学内容，以学生为主，将某地区的气温和降水量情况作为出发点。然后，教师向学生说明参与教学活动的要求。每个学生先收集某城市一周的最高气温、最低气温和降水量的数据，根据气温和降水量数据创建设计图表。在此基础上，教师要引导学生进行计算和分析，正确描述应用图表的思路、方法和类型，延伸图表美化相应的知识点，培养学生的计算思维。

环节二：实践操作，深度分析。在学生明确要求后，教师指导学生进行实践探索活动，开启气温与降水量数据转换为图表的过程，选定几位同学完成图表创建的任务。教师与学生共同记录设计过程，最终评价分析是否准确选择图表类型。随后，教师要求全体学生结合本课的基础知识和技能，针对收集的气温和降水量数据绘制图表。

从图1中可以看出，该学生能清楚柱形图、条形图、折线图、饼图等常见图表类型的应用范围，正确选择合适的图表，突破图表类型选取的瓶颈，掌握图表的创建方法。在制作过程中，该学生先打开某城市的气温数据表，选择“时间—最低温度—最高温度”数据区域，接着选择插入折线图和样式，最后将枯燥的天气气温数据生动呈现在图表上，直观且形象地表现数据。考虑到大家的不同审美眼光，教师可以要求该学生进一步美化图表，通过对图表元素、颜色填充和线条类型等进行艺术性的编辑修饰，提高可视性。最后，全班学生分组自主完成教学任务，发现问题，解决问题，并充分挖掘功能，提高计算思维和动手能力。

图1 某学生制作的气温图

借助此种方式，教师将现实生活中的元素引入信息技术课堂，让学生在观察和分析数据的过程中学习和利用基础知识。在这个过程中，学生既能深化对理论知识的印象，也能在实践操作和运算的过程中形成模型意识和推理意识，达成培养学生计算思维的目标。

（二）构建问题主线，激活学生的计算思维

问题教学法是拓展课堂教学深度、激活学生计算思维的有效方式。在信息技术课堂上，教师可以建构问题主线，将思辨性的问题作为教学素材，让学生在思考和论证的过程中产生计算思维，并探索出解决问题的实际办法，由此归纳和总结出一般的概念和结论。在此基础上，学生的计算思维不断加强，能在问题主线的引领下拓展思维的深度。以“顺序结构”的教学为例，教师可以在课堂上展现问题主线，具体如图2所示。

图2

在问题主线的引领下，学生按照程序代码展开操作和实验，以小组为单位，运行程序代码，分别输出a和b 的值，并得出以下四组答案：

各小组根据教师给出的三组程序，在电脑上运行，并在运行的过程中得出了不同的结果。在这一过程中，教师适时地引入“顺序结构”的概念，即“程序由上而下，按照从左到右的顺序逐个语句执行的，被称之为顺序程序结构”。在这一过程中，学生不仅掌握了基础性的概念，还能通过运行程序的方式，建立计算体系，其计算思维、推理能力和抽象思维等明显加强。

（三）设置驱动任务，培养学生的计算思维

在初中信息技术教学中培养学生的计算思维，教师可以设置驱动性的教学任务，以驱动性任务单作为载体，让学生在明确自身学习方向的基础上，将课内的基础知识应用到课外，利用现代化的技术手段和技能，建立计算模型。由此，学生不但形成了计算思维，而且其实践能力和知识运用能力会大大提高，这对于信息技术教学的发展产生了推动作用。

例如，在“补间动画”的教学中，教师将培养学生的计算思维作为课堂教学的主要目标，据此设置驱动性的教学任务、开展项目化教学活动。结合初中生的学习能力和计算思维能力，教师可以开展“补间动画制作——风车动作”的主题项目活动，精心设计项目任务单，如表1所示。

表1 “补间动画制作——风车动作”项目任务单

在完成项目化任务单设计工作后，教师将其发送给学生，引导学生进行分析和解读，明确后续学习活动应达成的目标。在此基础上，学生从“确定项目”这一流程起步，共同商议学习活动的具体方式。第一，确定项目。教师依据初中生的学习水平，确立“风车动作”动画制作任务，引导学生对任务进行全面分析和深入研读。第二，规划项目。教师和学生以发展计算思维为主要目标，共同规划项目应引入的内容和使用的学习工具，以此保证项目环节过渡自然、项目内容丰富多样。第三，实施项目。教师引导学生在计算机的图画本上，利用建模手段，绘制出风车模型，随后让学生使用Flash 软件，在风车的框架上添加图案。在此基础上，教师传授给学生设定补间动画程序命令的方法。学生在教师的指导下完成任务，制作出具有转动功能的风车动画。第四，成果展示。教师在班级内组织成果展示活动，让学生以个人或者小组为单位，展开风车动作动画，引导学生叙述自己的创作思路，对表现优异的学生予以肯定。第五，总结反思。师生共同抒发自己的感悟，并以思维导图或者流程图等形象化的方式，记录和展现自己的学习成果，在脑海中再现计算思路。由此，学生能够明确自身存在的问题。同时，教师也能了解自己在教学中出现的不足。

（四）搭建资源平台，强化学生的计算思维

计算思维的培养不是一蹴而就的，而是要依托于长期的教育工程。换言之，教师应为学生提供长久发展和进步的平台，让学生在资源平台中获得自我学习和发展的机会，为他们提供丰富的信息技术学习素材。鉴于上述诉求，教师可以利用校园网建设信息技术学科的专项教学平台，在平台中上传课堂教学实录视频、线上闯关测试等一系列内容，引导学生在回顾知识、完成闯关游戏的过程中，强化自身的计算思维。例如，根据“我是平面设计师”的单元教学素材，教师可以在平台上传形式多样的平面设计素材，按照其形态、色彩等方面的差异，在平台上进行归类，引导学生在平台上回顾课内知识、延伸学习范围。同时，教师也可以在平台上开设“我是小小平面设计师”的闯关板块，鼓励学生将创作的作品上传到平台，供师生共同查阅和评价，在多元互动和交流的基础上，促使他们增进自身的实操技能、强化计算思维。

（五）实施多维评价，深化学生的计算思维

评价具有启人心智的作用和价值。在新课程改革背景下培养学生的计算思维，教师可以以实施多维度的评价模式，秉持层次化、弹性化和个性化的理念，对学生进行多元评价，将计算思维作为重要的评定标准。具体来说，多维评价在形式上可以分为过程性评价和结果性评价两种。在课堂教学过程中，教师可以课堂观察记录表为载体，记录学生的真实表现，对学生的学习情况和思维能力等进行标注；而在结果性评价方面，则由教师、学生和小组共同完成评价任务，最大限度地保证评价的公正性和合理性，以此达到深化学生计算思维的目的。此外，在内容上，教师也要改变传统模式下单一性和固化性的特征，同时兼顾学生的知识基础、计算思维、学习态度等多项能力和素养，以此增强评价的多元性和综合性，最终体现教学评价的价值和作用。

结 语

综上所述，在实施课堂教学计划时，教师既要研读《课程标准》，也要明确学生的真实需求，将计算思维融入信息技术课堂的各个环节，并为学生的自主探究和深入学习预留空间，让学生在资源的辅助和支持下，锻炼计算思维能力。久而久之，学生便能运用信息技术知识解决现实问题，并形成稳固的思维框架。