高中信息技术教学中学生计算思维的培养策略研究论文

2024-04-29 10:08:22 来源: 作者:heting
摘要:随着信息时代的到来,信息技术教学在受到广泛关注的同时,也面临着提升教学质量的要求。而计算思维是信息技术学科核心素养之一,如何培养计算思维成了当前高中信息技术教学的热点课题。文章指出,在高中信息技术教学中,教师应全面、深刻地认识到计算思维的培养价值,积极地开展学生计算思维培养策略的实践性探究。只有这样,学生才会在教师的有效引导下,自主、自觉地参与到信息技术的专项训练中,进而实现自身信息技术综合素质的全面发展。
摘要:随着信息时代的到来,信息技术教学在受到广泛关注的同时,也面临着提升教学质量的要求。而计算思维是信息技术学科核心素养之一,如何培养计算思维成了当前高中信息技术教学的热点课题。文章指出,在高中信息技术教学中,教师应全面、深刻地认识到计算思维的培养价值,积极地开展学生计算思维培养策略的实践性探究。只有这样,学生才会在教师的有效引导下,自主、自觉地参与到信息技术的专项训练中,进而实现自身信息技术综合素质的全面发展。
关键词:高中信息技术,计算思维,培养实践
随着信息技术与社会各领域的深度融合,信息技术素养已经成为未来人才的必备要求。在新的教育形势下,信息技术课程改革日益深化,对计算思维培养的关注也更加广泛。《普通高中信息技术课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称《课程标准》)将计算思维纳入信息技术学科核心素养体系之中,这也充分肯定了计算思维培养在高中信息技术教学中的关键地位。因此,在高中信息技术教学中,教师不仅要充分重视对学生计算思维的培养,还要结合具体的教学实践,有效探究学生计算思维培养策略。这样才能促进学生信息技术素养的全面发展,为学生今后的学习奠定坚实的基础。
一、计算思维的概述及培养价值
(一)计算思维的概述
计算思维的概念最早是在20世纪下半叶提出的,但当时受到固有观念的影响,人们往往将计算思维等同于程序思维、算法思维,导致计算思维的培养没有受到相应的关注。随着信息技术教学研究的不断深化,人们对计算思维的认知也得到了越来越深入的发展,计算思维的概念也在《课程标准》中进行了具体的阐释,即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[1]。也就是说,在高中信息技术学习中,学生只有具备了计算思维,才能更好地采用计算机处理的方式,对问题进行界定,对信息资源进行判断、分析,对算法进行合理运用,在此基础上形成问题解决方案。由此可见,计算思维在高中信息技术教学中占据着重要的地位,是学生形成信息技术素养的基础。
(二)计算思维的培养价值
计算思维作为一种抽象的思维品质,在高中信息技术教学中占据着越来越重要的地位,这就使学生计算思维的培养具有非常重要的教育价值。
1.增强学生终身发展的能力
《面向未来:21世纪核心素养教育的全球经验》提出了未来社会生活必备的七项核心素养,都与计算思维存在着密切的联系[2]。由此可见,在未来的数字化社会生活中,计算思维的培养对学生的发展来讲,具有重要的奠基作用,既能进一步提升学生的社会适应能力,又能增强学生的学习能力和创新意识,有助于学生的终身学习和发展。
2.优化高中信息技术教学效果
随着信息技术课程改革的逐步深化,信息技术教学有效性的内涵得到了广泛的拓展,过去以基础知识、软件操作方法为主的教学重点发生了显著的改变。计算思维是信息技术学科核心素养之一,培养学生计算思维,能进一步增强学生的独立思考能力、信息数据的整合能力及信息技术的综合实践运用能力等,这样也能从更全面的角度优化高中信息技术的教学效果。
二、高中信息技术教学中学生计算思维的培养策略
在当前的高中信息技术教学中,学生计算思维的培养具有非常显著的教育意义,对信息技术教学的深化发展及学生未来的个人发展都发挥着重要的促进作用。因此,教师应重视学生计算思维的培养,并结合具体的教学策略,逐渐积累相关的经验,使学生能在更加全面、良好的教育与引导下获得自身计算思维的有效培养与提升。
(一)优化思想认知,奠定学生计算思维培养基础
在对学生进行计算思维培养的过程中,思想认知、教学理念发挥着重要的理论指导作用。因此,教师要积极顺应新课程改革的发展趋势,通过自身思想认知的优化转变,奠定课程教学的思想基础,促进高中信息技术教学中学生计算思维的有效培养[3]。
1.制订科学的教学目标
计算思维作为信息技术学科核心素养的重要组成部分,其培养的重要性得到了凸显。因此,教师要积极转变自身的教学思路,将学生计算思维培养作为一项重要的教学目标,使学生的计算思维能力获得不断提升。
例如,在高中信息技术教学的备课环节,教师可以将计算思维的培养融入具体的教学设计中,并根据高中阶段学生的知识基础和认知能力,有针对性地设计相关教学任务和教学活动。这样,学生就能在学习过程中更深刻地理解计算思维的内涵,感受计算思维培养的意义,促进教学目标的实现。
2.调整课程教学内容
在高中信息技术教学中,教学内容的安排从很大程度上体现着教师的教学理念。因此,在对学生计算思维进行培养的过程中,教师应结合学情和教学需求,科学调整教学内容,使计算思维培养更具针对性和有效性[4]。
例如,“算法和程序设计”是高一信息技术必修1中的重要教学内容,既包括基础性的理论知识,也包括具体的算法实例,能使学生在理论与实践的结合中,形成计算思维意识。因此,教师在对这部分教学内容进行设计时,应充分结合高中阶段学生抽象思维发展的实际情况,通过生活化教学情境的创设,如结合生活中常见声控灯的设计,适度、合理地将一些生活化的教学元素融入具体的教学内容。这样不仅能增强信息技术教学内容的趣味性,拉近学生与计算思维培养教学的心理距离,还能使学生在解决现实生活问题的过程中有效培养计算思维。
(二)创新教学模式,拓展学生计算思维培养路径
教学模式是对教学过程、方法的具体体现,不同的教学模式会从不同的角度给予学生相应的引导,是进一步促进教学效率提升的重要途径。因此,在高中信息技术教学中,为了培养学生的计算思维,教师应顺应课程改革发展趋势,积极地进行教学模式的创新性探究,使学生能在更加多元的教学模式引导下提升自身计算思维能力。
1.实施基于计算思维培养的任务驱动教学
任务驱动教学是课程改革背景下提出的新型教学模式,它以具体的任务为载体,要求学生带着任务进行相关知识的自主学习和实践运用,使学生能在完成学习任务的过程中获得相应素质能力的培养[5]。因此,在对学生进行计算思维培养的过程中,教师可以将计算思维培养的目标融入具体的任务驱动教学中,使学生在具体任务的驱动下积极进行计算思维的有效运用和深入探究。
例如,在讲授高一信息技术必修1“算法和程序设计”中“常见算法的程序实现”时,教师可以根据教材中“体验探索”的内容,为学生设置相关的学习任务,要求学生利用自己所学的算法知识和具备的计算思维,探索绿灯时长的最优设置模型。在完成这一学习任务的过程中,学生能够展开积极思考和有效探究,并在解析算法的综合运用中探索编程的思路,进而在调试运行中培养计算思维。
2.开展基于计算思维培养的合作探究教学
合作探究作为一种新型的教学方法,有效融合了自主学习、合作学习及探究学习等教学模式的优势,能够进一步促进学生计算思维的培养。因此,在高中信息技术教学中,教师应基于计算思维的培养,对合作探究教学进行有效的研究,拓展学生计算思维能力培养的路径。
例如,在讲授高一信息技术必修1“算法和程序设计”中“算法与程序实现的综合应用”例3时,教师可以要求学生对具体的教学内容进行自主学习,还可以引导学生对自主学习过程中遇到的问题进行讨论与解决,使学生能在解决若干小问题的过程中加入计算思维的方法,进而探究解决整体问题的计算模型。这可以使计算思维培养贯穿整个合作探究学习过程,使学生获得更多的计算思维训练机会。
3.运用基于计算思维培养的趣味教学
在高中信息技术教学中,“算法与程序设计”是培养学生计算思维的重要平台,其教学内容具有高度的抽象性和复杂性,很难吸引学生的学习注意力。针对这一教学现状,教师应结合高中生的认知水平,将具有趣味性的内容融入枯燥的计算思维培养教学中,这样能极大地增强信息技术教学的趣味性和互动性,有助于学生学习积极性的提高。因此,在高中信息技术教学中,教师应通过教学内容的科学设计,给予学生有效的引导,提高学生利用计算思维解决问题的能力,促进相应教学目标的实现。
例如,在讲授“用计算机计算圆周率——设计简单数值数据算法”时,教师可以引入关于圆周率的数学文化内容以及趣味性的圆周率记忆口诀,以导入“用计算机计算圆周率”。这样学生就能在这些趣味性内容的吸引下产生强烈的学习欲望,进而在教师的有效引导下将数学公式融入计算机的算法中,获得探究学习的乐趣,提高运用计算思维解决问题的能力。
(三)优化教学设计,优化学生计算思维培养效果
高中信息技术教学是一个综合化、系统化的过程,涉及非常多的教学因素。在对学生进行计算思维培养的过程中,教师应对教学过程的各个环节进行科学的设计,对教学过程中涉及的因素进行有效的整合,构成更具系统性的教学过程。这样教师能够在教学过程中实现对学生计算思维循序渐进的培养,优化高中信息技术教学效果。因此,教师应结合具体的教学目标,将学生计算思维培养的过程设计为创设情境、提出问题、分析问题、编程创作、交流评价、启发再创作等步骤,使学生在这一过程中获得自身计算思维能力的提升,进而促进计算思维培养效果的优化。
例如,在讲解“算法和程序设计”“描述洗衣机的洗衣流程——了解算法及其基本控制结构”的教学中,教师可以从学生熟悉的生活场景出发,进行生活化洗衣场景的创设,提出“洗衣机是如何按照流程完成洗衣任务”的问题,使学生能利用自己所学算法的知识,对这一问题进行深入分析,并以小组合作的形式对洗衣机洗衣流程进行创新性的编程,使洗衣机增加新的功能及洗衣步骤。然后,教师可以引导学生结合自己的创作成果开展有效的交流与评价,使学生在教师的点拨、启发下,发现问题,并在创作中进行问题的解决,实现自身计算思维的提升与内化,获得良好的计算思维培养效果。
三、结束语
总而言之,在高中信息技术教学中,计算思维的培养已经成为课堂教学的重要任务之一。因此,教师应积极转变固化的教学思想,将学生计算思维的培养作为重要的教学目标,并在对任务驱动、合作探究以及趣味教学等策略的探索中,进行课堂教学设计的进一步优化,使学生更加有效地参与到专项的计算思维训练中。这样不仅能提升学生的计算思维,还能为学生今后的发展奠定良好的基础。
参考文献
[1]胡继波.高中信息技术教学中计算思维培养路径探析[J].甘肃教育研究,2023(10):109-111.
[2]宋阳.高中信息技术教学中项目式教学模式的应用与实践[J].安徽教育科研,2023(27):55-57.
[3]吴远丽.面向计算思维的高中信息技术任务驱动式教学模型探究[J].电脑知识与技术,2023,19(27):160-162.
[4]杨小平.基于多元智力视角的高中信息技术教学策略研究[J].基础教育论坛,2023(17):90-91.
[5]许霞,杨政.新时代高中信息技术教学创新[J].文理导航,2023(8):31-33.
