高中信息技术课程蕴含的计算思维分析论文_何春英

高中信息技术课程蕴含的计算思维分析论文_何春英

天津市第一〇二中学 300161

摘 要:计算思维作为高中信息技术学科的核心素养,已成为一个热点问题。在新课程标准的理念下,高中信息技术教学要在充分理解计算思维含义基础上,帮助学生在日常生活中合理运用计算思维解决问题,形成终身受益的思维能力。

关键词:高中信息技术课程 计算思维 应用

《普通高中信息技术课程标准》指出“以计算思维为核心的学科素养培养已经成为学科育人价值的集中体现”。计算思维的培养已经成为学生终身发展和全面发展的必然需求。

目前国内计算思维研究与发达国家比较仍处于初级阶段,相关理论研究较成熟,但应用研究主要集中在高等教育阶段,且主要聚焦于对计算思维培养策略、 计算思维教学模式和计算思维支持系统的设计与开发。高中阶段计算思维的培养刚刚起步,一线教师在具体实施计算思维培养中还存在许多困惑和困难,计算思维的培养仍存在落地难的问题。

一、计算思维含义

1.周以真最早界定计算思维概念。计算思维出现较早, 2006年,周以真教授第一次为它界定了概念。她认为计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计,以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动,能为问题的有效解决提供一系列的观点和方法,它可以更好地加深人们对计算本质以及计算机求解问题的理解。

“问题求解”、“系统设计”、“人类行为理解”三者是由易到难、由具体到抽象的递进关系。问题求解是应用工具层面的思维活动;系统设计是方法论层面的中等层次的思维活动;而人类行为理解是涉及到元认知的世界观层面的高层次思维活动。因此不同层面思维培养也要采用不同的策略和方法开展教学活动。

2.《普通高中信息技术课程标准对计算思维》的权威概念界定:计算思维是“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,并可迁移到与之相关的其他问题解决中”。

二、如何通过信息课程养成计算思维

1.开发课程内容,挖掘或重组教材内容,渗透计算思维培养。教学案例不必拘泥于课本。高中信息技术课程结构具有丰富的模块内容,新教材仍未出版发行。在教学实施中用于创设情境的案例不必拘泥于课本。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆许多学校结合高中特色校建设,也开发了大量的适合自己校情和学生学情的特色课程。教师可以充分利用这些课程资源开展计算思维培养。教学内容的顺序也可以适当调整,创新实施。

2.创新课堂教学,注重计算思维培养的落实

(1)充分利用算法学习、编程语言、程序设计培养学生的计算思维。编程及程序设计语言的教学是计算思维培养的重要途径,也是信息技术教师擅长的技能。但教师在教学中容易回到单纯算法和语言的学习上,将计算思维当作工具来教。新课程新教材都倾向于利用真实情境,在问题解决中应用编程来设计方案解决问题。因此教师应用在课堂中开展项目式学习,为学生搭建成长平台和环境。

学生通过记忆、理解、应用、分析、评价和创造6个过程来认知世界。

记忆、理解的学科知识和内容,是属于基础层次的思维培养。信息技术教师可以通过灵活多样的方法落实。以游戏化的方式开展算法和程序的学习可以很好地激发学生的学习积极性。在学生了解了基本python规则后,应用递归、枚举、问题解析等经典算法迁移并解决实际问题,是目前高中信息技术教师比较容易着手的部分。但教学中重点要放在问题解决上而非教授工具上。

学生利用计算机学科原理跨学科地分析、运用计算思维,对于学生的要求较高,但却是目前最需要着手培养的过程。可以结合不同的竞赛和活动开展。这些活动使学生在跨学科解决问题过程中很好地发展了团队合作、计算思维和创新设计等能力。评价和创造是认识和思维的最高层次,需要学生运用计算学科原理转化为生活中的问题决策提供参考,是最高级的计算思维能力,也是目前在中学阶段开展计算思维培养的终极目标,仍需要在今后的教学实践中得以实现。

(2)利用思维工具进行计算思维的培养。学生在学习过程中需要思维方法指导。头脑风暴和思维导图可以帮助学生高效解决问题。项目学习中,思维导图可以帮助学生明确目标和限制问题。利用头脑风暴法进行集体创意创新方案。再利用评估工具进行评估、重组和优化,得到最终的最优方案。在此过程中还可以通过思维导图细化方案,学生从全局角度思考问题,促进学生计算思维的养成。

计算思维是一种终生受益的思维方式,高中是人的一生学习能力最强,且养成思维最关键的时期。因此,在高中信息技术课程教学中,教师应着力建立运用计算思维解决问题的方式方法,循序渐进地培养计算思维。

参考文献

[1]范文翔 张一春 李艺 国内外计算思维研究与发展综述[J].远程教育杂志。

[2]Jeannette J M Computational Thinking[J].Communications of the ACM,2006,(3)。

[3]高中信息技术课程标准。

[4]史文崇 计算思维进化规律研究[J].河套学院论坛,2017,(9)。

论文作者:何春英

论文发表刊物:《教育学》2019年5月总第178期

论文发表时间:2019/6/24

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