計算思維在初中信息技術課堂中的培養策略
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摘要：計算思維屬于初中信息技術教學中的一個關鍵課題，是教育改革的發展方向之一。在初中信息技術課堂教學中培養學生的計算思維，對教學質量的改善及創新型人才目標的實現有著重要的推動作用，更有助于他們對其他科目知識的學習。
關鍵詞：計算思維 ;信息技術 ;課堂教學
在信息化日益普及與高速發展的時代，在初中，信息技術課程的地位得以顯著提升，計算思維的培養更是顯得異常關鍵。在初中信息技術課堂教學中，教師應結合教學內容，從多個方位與層次培養學生的計算思維，改善思維能力與計算機應用能力，同時發展創新精神與創造能力，使其成為社會需要的復合型人才。
一、加強算法程序教學，使學生體驗計算思想
在初中信息技術課程教學中，算法和程序設計教學能夠讓學生體驗算法思想，不過編程教學很難大規模地開展，只能為少數特長生開設。隨著信息技術在當今社會的高速發展，計算機系統影響著人類社會的方方面面，包括生活、文化與經濟等，正面向智能化、數據化與程序化的方向發展。對此，在日常教學中，初中信息技術教師應適當加強算法與程序教學，融入計算思維，培養學生的動手操作與動腦思考能力，并合理開展編程語言教學，為他們提供更多體驗計算思想的機會。
在進行初中信息技術《程序設計語言》教學時，教師可利用問題導入法揭示教學內容，先詢問：大家有沒有玩過電腦游戲？有沒有同學想過自己設計和編寫游戲？講述游戲就是程序，要想設計與制作游戲需要學習“程序設計語言”知識。接著，教師帶領學生體驗利用VB語言編寫的“三角形面積”程序，搭配多媒體課件展示問題與具體語句，使他們感受到計算機程序語言的簡練，感知計算過程，理解程序語句的含義，及輸入和運行程序。然后進行小結：使用計算機能識別的語言來描述的指令，就是計算機程序。之后，教師組織實踐活動，和學生一起編寫計算半徑為8.5cm圓的周長和面積的程序，由他們分析任務和確定算法，做好程序調試工作，使其親身體驗編寫程序的過程，并讓學生自由討論該程序的計算方法，使他們感到程序的實用。
上述案例，教師采用以自身為主導、學生為主體的程序設計教學模式，為他們提供親身編寫程序的機會，使其在實踐學習中更好地體驗計算方法與流程，增強對計算思想的認知。
二、采用游戲設計教學，培養學生計算思維
初中信息技術教學中的游戲設計并不是常見的游戲化教學，而是采用游戲化體驗設計與游戲機制，吸引學生主動參與設計，這是培養他們計算思維的途徑之一。初中信息技術教師在課堂教學中，應當利用游戲化設計教學模式誘發學生的學習動機，輔助他們學習計算機知識，提升電腦應用水平，促進情感態度與價值觀教學目標的實現。在這種教學模式下，由學生親身參與游戲化的設計，可促使他們自主、自發地學習信息技術知識，既能夠提高課堂教學效率，還可以培養計算思維。
在初中信息技術《制作Flash動畫》教學中，涉及多個動畫類型，包括遮罩動畫、引導層動畫、形狀補間動畫、動作補間動畫等，將這些動畫類型綜合運用起來，搭配多個動物、人物等元素形象，能制作出一個綜合動畫作品，這就類似一個小游戲。此時教師可組織學生設計、制作動畫，先要求他們瀏覽素材選擇人物形象，構思故事情節，并簡單描述，如：傍晚，一個小男孩在海邊沙灘上邊走邊撿貝殼捉魚蝦;接著，分析劇情，羅列動、靜對象，編成圖表;然后按照元素出場順序，在時間軸上呈現故事情節，隨后學生自由設計。設計過程要注意：需要和貝殼、魚蝦的地點吻合;停留時間與再次出發，要和貝殼、魚蝦消失的時間保持一致。
針對上述案例，教師采用類似游戲化的教學模式，讓學生在設計制作動畫過程中感受到信息技術知識的神奇與魅力，通過對時間的計算培養計算思維，實現預期教學目標。
三、運用問題促進教學，引領學生思考計算
問題解決教學是一個較為流行的新型教學模式，指的是以呈現現實問題為切入點，在課堂上設置疑點或問題，以解決問題為突破口，推動學生對知識的學習、技能的掌握及思維能力的鍛煉。在初中信息技術教學過程中，教師可以嘗試采用問題解決的教學模式，將一些實際問題引入課堂，不斷制造懸念，快速吸引學生的注意力，引發他們主動思考、積極計算，通過對問題的解決培養計算思維。同時，初中信息技術教師在選擇問題時，要考慮到學生的實際情況，注重問題的可行性。
在開展初中信息技術《程序設計的過程》教學時，當學生學習教材內容后，教師引入問題：在一個矩形場地，一輛小車從左、右任意起點出發，避開中間的障礙物進入異側停車區。要求：編寫程序前規劃小車的行駛路線，以小組為單位進行商議，畫出能夠實現小車行走任務的所有路線，通過比較選出最佳路線。
預設1：先讓小車沿直線行駛，經過障礙左轉或右轉至異側停車區，之后再次左轉或右轉，沿直線行駛到停車區，該路線小車需完成5步動作。
預設2：先讓小車沿直線行駛到同側停車區，隨后進行直角轉彎至另一側的停車區，該路線小車只需完成三步動作。
小車行駛路線和走向的規劃，能夠對后續程序編寫產生直接影響，學生通過擇優對比，可以明顯發現第二種方案更有優勢，從而確定問題解決的思路。
在上述案例中，從學生解決問題的流程來看，雖然都能完成解題方案，不過在問題分析與方案設計上有所不同，通過對路線優劣的比較和思考，可以培養學生的計算思維。
四、善于發現教學時機，發展學生計算思維
在大數據時代，數據不斷增長、規模不斷擴大，面對各種各樣的數據，僅靠人腦很難有效分析與解釋。在初中，信息技術教學承擔著培養學生數據分析、計算和處理能力的重任，新課程標準明確要求學生可以運用電子表格統計和處理數據，進行簡單的數據分析和直觀表達。因此，在課堂教學中，初中信息技術教師應該善于發現教學機遇，合理開發與利用教學資源和學生資源，綜合多個方面的有利因素，全力發展學生的計算思維、洞察力，以及信息轉換能力。
以初中信息技術《數據處理與統計》教學為例，教師先在課件中呈現本班上次考試成績表，要求學生在三分鐘內計算所有同學成績的總分，可以利用電腦上的計算器或者用紙筆計算，由于他們很難計算出來，于是就產生質疑：在這么短的時間內怎么才能完成計算？啟發：有一個軟件可以幫助大家實現。接著，教師指導學生雙擊桌面上的“成績表”工作表，觀察“總分”H2、H3等單元格，思考問題：單擊這些單元格時編輯欄會顯示什么？觀察編輯欄的公式有什么發現？讓他們在小組討論，發現公式，找出公式輸入的位置、使用規律，總結公式的組成。隨后教師要求學生在K2單元格中利用公式計算總分，與H2單元格中計算的總分進行檢驗，引導他們發現計算規律，并嘗試采用其他公式計算平均分，順利轉換教學內容。
這樣將工作表中的公式與學生實際生活緊密結合起來，將公式由抽象變得具體，使其通過計算自主發現規律，解決現實中一些較感興趣的問題，讓他們體驗使用公式計算的樂趣。
總之，在初中信息技術教學實踐中，教師應該不斷挖掘教學資源、積累教學經驗和改進教學方法，以計算思維為中心構建豐富多彩的課堂，從不同角度切入，全方位地利用課堂內外資源，培養學生的計算思維，逐步提高信息技術素養，實現可持續發展。
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