指向计算思维发展的初中信息科技教学策略探究论文

2025-04-27 17:47:14 来源: 作者:xuling
摘要:信息技术的发展与普及改变了人们的生产与生活习惯,与此同时,社会对人才的需求也在发生变化,具备较强的信息能力以及科学思维的高素质人才越来越受青睐。在此背景下,信息科技课程的重要性也愈发凸显,成为中小学教育的重要课程之一。
摘要:信息技术的发展与普及改变了人们的生产与生活习惯,与此同时,社会对人才的需求也在发生变化,具备较强的信息能力以及科学思维的高素质人才越来越受青睐。在此背景下,信息科技课程的重要性也愈发凸显,成为中小学教育的重要课程之一。计算思维是信息科技学科核心素养的重要组成部分,也是新时代人才必须具备的基本素养,因此,中小学信息科技课程要重视对学生计算思维的培养。鉴于此,文章从计算思维的相关概述入手,对培养学生计算思维的意义进行简单分析,并以初中信息科技课程为例,对如何在日常教学中培养学生的计算思维进行探讨。
关键词:初中信息科技;计算思维;思维发展
互联网时代的到来使信息技术逐渐渗透到众多行业与领域,成为人们生活的重要组成部分。在此背景下,信息科技课程也逐渐成为各阶段教育教学活动的重点内容之一。与此同时,培养学生的计算思维,促使学生成为具有较强信息技术能力的现代社会数字化公民也逐渐受到各界关注和重视。美国计算机学科教师协会于2011年启动计算思维能力的培养,英国早在2013年便将计算思维培养纳入中小学信息科技课程教学目标。我国也在《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》中将计算思维纳入信息科技学科核心素养中,体现了计算思维培养的重要性。核心素养的培养具有连续性、持续性特征,中小学阶段的信息科技课程是高中课程的基础,也是学生核心素养培养的起始阶段。初中阶段的信息科技课程和高中课程之间存在紧密关联,因而在初中信息科技教学中增加对学生计算思维培养的重视十分必要。
一、计算思维的基本概述
“计算思维”这一概念最早源于20世纪50年代,当时被称为“算法思维”,即利用计算机科学的相关概念进行问题分析、探索与解决的思维活动,其内容涵盖计算机学科的一系列思维活动,是一种行为习惯及能力表现[1]。当遇到问题时,人们可借助计算思维对问题进行简化分析,将原本抽象复杂的问题变得简单且容易理解,然后借助简便的方式解决问题。简而言之,计算思维就是解决问题的思维方式。中科院院士陈国良教授认为,计算思维的核心是计算,另外,自动化、评估、协作、设计、通讯、记忆、抽象等层次概念也属于计算思维的范畴[2]。教师应通过具体问题分析,引导初中生学会将知识技能迁移到其他相关问题的解决上,以培养其计算思维。这就要求教师在开展教学活动时,应改进教学方法,从学生的实际情况出发,合理地融入计算思维培养,提升学生的问题分析及解决能力。
二、初中信息科技教学中培养学生计算思维的意义
(一)有利于促进学科教学改革创新
如今,信息技术已经渗透到了生产、生活、学习等各个领域中。具备一定的信息技术应用能力、科学思维且能够利用信息技术分析与解决相关问题成为现代人才应具备的基本能力素养。然而,受传统教育理念的影响,初中信息科技课程一直未受到足够重视,被当作“副科”“边缘学科”,不仅课时安排少,还存在被随意占用的情况。在这种情形下,教师在开展教学活动时往往也缺乏积极创新意识,难以深度思考并探索更科学的教学方法,导致课堂教学大多沿用机械灌输模式,授课形式单一,不仅严重影响了教学效果,还影响了学生的学习兴趣,限制了学生思维能力的发展。培养学生计算思维这一教学目标的提出对该课程教学提出了更高要求。教师需要打破机械式教学理念,深入研读教材内容,探索计算思维的培养路径,这对改变传统课堂形式,促进信息科技课程教学改革,提高该课程教学质量和学生学习兴趣有积极意义[3]。
(二)有利于促进学生思维能力发展
《教育信息化十年发展规划(2011—2020年)》明确指出,要培养学生以信息技术进行问题分析和解决的能力。周以真教授也指出,计算思维培养不能仅依靠单纯的理论讲解,还要重视应用计算机解决实际问题,而在此过程中所产生的问题分析、技术运用、能力发展情况才是计算思维的真正内涵。这表明,计算思维对发展学生的问题分析及解决能力有积极意义。同时,计算机的工作原理是抽象的、自动化的,小学阶段的信息科技课程内容较浅显,学生对计算机的了解通常停留于表面。而初中信息科技课程的内容明显更加丰富、深入,在这一阶段开始引导学生学习计算机原理及初步程序设计、增加对学生计算思维培养的重视,能够帮助学生学会在分析、解决问题的过程中总结归纳事物的本质及规律,这就在无形中实现了对学生抽象思维、逻辑思维的培养,对促进学生思维发展大有裨益。
(三)有利于促进学生创造能力发展
培养学生的计算思维对促进学生的创造能力发展也有积极作用。以往初中信息科技教学多以理论知识讲解为主,学生较少有实践操作的机会,这在很大程度上限制了他们的思维能力和创造能力发展。而在以发展学生计算思维为指向的教育背景下,学生将有更多的学习、实践机会,这为学生更充分深入地了解计算机、学习掌握相关信息技术创造了良好条件,同时也为其创造能力、思维能力发展提供了有利条件。例如,在多媒体制作课程中,学生可利用计算机软件进行声音剪切、编辑、合成等操作,并根据实际需求,创造性地制作风格各异的声音及音乐。在这一过程中,学生的创造性思维和创新思维会得到一定的发展[4]。
三、指向计算思维发展的初中信息科技教学的具体策略
(一)转变教育理念,提升重视程度
信息科技学科在中小学阶段均属于非必考科目,正是由于这一特性,该学科一直处于边缘地位,没有受到学校、教师及学生的重视,甚至其课时也会经常被其他学科占用、挪用。受这种理念的影响,部分初中信息科技教师往往习惯性地沿用既往教学经验实施教学,且在课堂上多以自己为主导,为学生单向输出相关理论知识。课堂互动少、学生实践少,导致学生对信息技术的了解与掌握流于表面,甚至部分学生在完成课程学习后,仍然没有掌握基本的操作技能。
因此,教师应转变教育理念,认识到信息科技课程以及培养学生计算思维的重要性,并主动进行教学方法的创新调整,不断学习新理念、新技术,深入了解核心素养的内涵以及培养学生计算思维的重要意义,围绕教学内容认真备课,合理调整教学目标,并深入探索教学方法,创新改进路径,以切实提升该学科的教学质量,促进学生计算思维的发展。此外,学校也需增加对信息科技课程教学的重视,给予教学资源及设备支持,如完善学校的计算机设备,聘请专业素质过硬的信息科技教师,严格落实教师培训考核工作等,为该课程教学质量的提升提供支持和保障。
(二)注重课堂导入,激活学生计算思维
兴趣是思维的源泉。要想提升课堂教学质量,激发学生的学习兴趣非常重要。学生只有对教学内容产生浓厚兴趣,才能激活思维,积极围绕教学内容和教学问题展开思考和探索,发展思维能力。因此,在以计算思维发展为导向的初中信息科技教学中,教师应积极尝试采取多样的方法激发学生的学习兴趣,以激活他们的计算思维[5]。
例如,在讲授闽教版信息科技七年级“电子表格的建立”这部分内容时,在课堂导入环节,教师可以通过PPT展示生活中常见的一些数据,如班级语文学科期中考试成绩、年级语文学科期中考试成绩、企业员工考勤情况等,相关数据均以Word软件功能随机排列。之后,教师可以引导学生思考“如果要统计班级或年级中语文成绩超过90分的学生有多少人,应该怎么做效率最高?”“如果企业老板想要了解员工考勤状况,应该怎么做?”等问题。这样以问题进行课堂导入有助于快速激起学生的求知欲,激活学生思维,促使学生纷纷投入课堂。在此基础上,教师可以结合学生的回答,引入本节课的教学内容,带领学生思考和学习如何利用电子表格快速解决以上问题,如何快速进行数据处理。教师还可以结合所展示的数据进行实践演示,使学生感受到电子表格的实用价值,从而在激发学生对信息科技课程学习兴趣的同时,发展学生的计算思维。
(三)联系生活实际,合理渗透计算思维
初中阶段的学生对信息技术的应用多局限于看视频、玩游戏、通讯聊天等,对信息技术的应用范围认知较为浅显,这导致很多学生学习信息科技的积极性不高。此外,计算思维本身具有一定的抽象性,导致部分学生并没有真正深入知识与技能的学习中,自然也难以利用信息技术分析与解决问题,计算思维的发展也更无从谈起。为改善这一教学现状,在具体教学中,教师需尽可能地将教学内容和生活实际相关联,让学生充分了解信息技术的实际应用价值,驱动学生学习,促使他们从被动学习向主动学习转变,为他们实现计算思维的发展创造条件[6]。
例如,在讲授“电子表格的建立”这部分内容后,教师可以结合生活实际为学生布置实践练习任务。任务一:了解自己家中一个月的开支情况,包括支出项目及其支出金额等,然后利用电子表格对各项内容进行统计。任务二:根据老师给出的数据对本班学生上一周的出勤情况进行统计,利用电子表格对统计结果进行展示。这样,教师通过布置与生活实际关联的任务,可以提升学生学习的内在动力。同时,教师为学生布置实践任务、引导学生利用计算机分析、解决相应问题,可使学生实现学以致用,这对培养学生的计算思维有积极作用。
(四)创设教学情境,强化锻炼计算思维
培养学生的计算思维是信息科技学科教学的重要目标之一,也是发展学生核心素养的重要要求。但计算思维较抽象,仅依靠理论知识讲解远远不能达到培养目的。因此,在实际教学过程中,教师应有意识地给予学生引导,并根据教学内容创设适宜的学习情境,以具体情境引导学生思考,带领学生主动分析和解决问题,培养学生的计算思维,提高该学科的整体教学质量[7]。
以闽教版信息科技八年级“处理平面设计素材”这部分内容为例。学生需要掌握Photoshop各个选区工具的使用方法,以及图层添加、合并、删除等操作方法,并能够应用选区工具进行标识作品设计。这部分内容较多,且图层概念具有一定的抽象性,单纯进行知识讲解不利于学生掌握和应用知识。因此,在具体教学中,教师可以围绕该课内容创设问题情境,如“我们经常用美颜相机拍照,但美颜相机是如何处理图像的呢?”“大家还知道哪些图像处理软件?”。这样以学生熟悉的情境为切入点,能够快速吸引学生的注意力,并顺理成章地引出图像处理知识,有利于提高学生的接受度。之后,教师可为学生展示几种不同的图片,并引导学生思考“如何提取出图中的关键内容,并将其合成在一起?”这一问题,以激起学生的求知欲,促使学生投入课堂学习。在学生初步掌握相关知识与技术后,教师可为学生布置实践练习任务,让学生通过实践练习对所学知识技能进行内化吸收,同时发展计算思维。
四、结束语
总之,计算思维已被纳入信息科技学科核心素养。初中信息科技教学重视培养学生的计算思维,对加深学生对学科基础知识及原理的理解,提高学生对各类信息资源的分析处理能力等均有积极作用。因此,在今后的教学中,教师应重视对学生计算思维的培养,不断探索更加科学的教学手段,以进一步提升该学科的教学质量,促进学生计算思维的发展。
参考文献
[1]邱劲风.指向计算思维发展的初中信息技术Python语言教学设计:以“多分支结构条件语句”一课为例[J].启迪(教育教学版),2021(11):30-31.
[2]徐晟.探究信息技术教学中学生计算思维培养的策略[J].学周刊,2021(36):103-104.
[3]肖晓波.初中信息技术课程教学中学生计算思维培养策略研究[J].亚太教育,2022(14):82-84.
[4]许海兵.计算思维在初中信息技术教学中的实践探究[J].文理导航,2022(14):94-96.
[5]林俊清.基于计算思维的初中信息技术人工智能单元教学策略与实践分析[J].名师在线(中英文),2022(36):13-15.
[6]梁玉芳.例谈初中信息技术教学中计算思维培养策略研究[J].考试周刊,2021(47):119-120.
[7]方君.中小学信息技术教学中计算思维培养的策略探究[J].国家通用语言文字教学与研究,2020(12):93.
