计算思维培养下的初中信息技术课堂教学

安徽省宣城市宁国市第一初级中学 李文浩

信息时代使信息技术的教学地位日益提升，计算思维更是在信息时代发挥着重要作用，并逐渐成为信息技术课程重要的教学内容。培养计算思维有助于提高学生的思维能力和计算机运用能力，同时在一定程度上也能发展学生的创新思维，培养创新能力，以适应社会对综合型人才的需要。而学生在具备计算思维的条件下才能渗透信息技术的课程。因此，在初中信息技术的课堂教学过程中，教师应该结合课程内容培养学生的计算思维能力，从而为学生的未来发展提供无限的可能。

一、培养学生计算思维的重要性

计算思维是指运用计算机科学的基础概念进行分析问题、解决问题、设计程序等的思维方式，所以培养学生的计算思维对初中信息技术课程的学习较为重要。初中教师应该在信息技术的课堂教学中重视学生计算思维的培养，使学生熟悉计算机的基本技术，引导学生积极运用所学的信息知识解决问题，从而有效提高信息技术的课程质量。其次，在初中信息技术的课堂上加强计算思维的培养，能够帮助学生掌握有关信息技术的基本技能，同时使学生能够利用所学知识解决信息技术的相关问题。在信息技术快速发展的时代背景下，重视学生计算思维的培养和实际运用，对信息技术的课程发展有重要意义，不但能有效开发学生的潜能，为学生的未来创造机遇，而且有利于提升学生的计算机操作能力，帮助学生有效掌握计算机基本工作原理和基础知识，为信息技术的深入学习与研究提供保障。

二、初中信息技术课堂教学中计算思维培养的策略探究

（一）重视学生算法思维的培养

算法思维是计算思维的重要内容，在进行初中信息技术的授课时，教师可以有机结合游戏和教学，充分调动学生学习的积极主动性，使学生在日常的游戏教学中培养一定的算法思维，从而帮助学生深入理解初中信息技术的知识。

以“分治算法”的教学为例，分治算法是信息学竞赛中常用的几种算法之一，教师可以在授课的过程中融合猜数字的游戏，引导学生积极参与游戏，有助于学生理解分治算法的原理。游戏的规则是：教师利用一个自编的程序产生一个1 至100 的随机整数，给学生七次机会猜出这个随机整数，每次学生输入一个整数后，程序会根据产生的随机整数和学生输入的整数的大小关系给出提示信息，指示学生输入的数比随机整数大还是小，在七次机会之内猜出正确的数即为赢，用完七次机会而不能猜出正确的随机整数即为输。通过几轮游戏比赛后，有学生就发现了取胜的秘籍在于：每次输入的数应是数据范围的中间值。教师通过和学生一起玩猜数字游戏，并引导学生找到游戏的窍门，很快就能和学生一起总结并提炼出分治算法解题的一般要义：将一个难以直接解决的大问题，分割成一些规模较小的相同问题，以便各个击破，分而治之。猜数字游戏不仅可以帮助学生理解分治算法的一些基本概念，掌握该算法解题的一般步骤，同时也在实践教学应用中培养了学生的算法思维。

（二）重视程序设计内容的教学

在初中信息技术的课堂上，大多数教师过于注重学生计算机基础知识的学习，而忽视了计算机实践技能的培养，从而限制了培养学生计算思维能力这一教学目标的发展。随着科学技术的高速发展，信息技术逐渐渗透人们日常生活的方方面面，使人们的生活向智能化以及数据化等趋势发展。因此，在初中信息技术的教学中，教师应该重视程序设计内容的教学，注重计算思维的培养，同时使学生的计算机实践技能和思维能力得到有效的训练和提升，并且适当进行编程语言的教学，为计算机的深入学习和研究奠定基础，从而为学生今后的发展创造机会。

以“分支结构程序设计”的教学内容为例，教师在讲授完if 语句和switch 语句这两种分支结构的语句后，抛给学生一个问题：如果90—100 分对应A 等，70—89 分对应B 等，60—69 分对应C 等，0—59 分对应D 等，那么如何设计一个程序，根据输入的学生成绩，给出相应的等级呢？学生在小组讨论和自主探究后会给出一种if 语句的解决方案。在检验程序的可靠性后，教师抛出第二个问题给学生：如果用switch 语句来实现以上功能，可以吗？如何实现？学生在实践操作后会发现：由于switch 语句要求“在switch（表达式）中，表达式的取值只能是整型、字符型或枚举型”，此例中用switch 语句改写非常丑笨冗长。在学生准备放弃用switch 语句来实现该功能时，教师抛出第三个问题：可不可以用数学的方法将得分的范围压缩成较小的范围？师生讨论后给出第三种实现的方法。将得分的表达式整除以10 就可以将代码大大地压缩优化，通过这个课例学生在编写程序的过程中感受到了程序语言的魅力，并惊叹于数学的精致之美。

（三）信息技术的课堂教学多样化

在初中信息技术的教学中，教师可以充分利用多样化的教学方式进行课程设计，以培养和锻炼学生的计算思维。课堂教学的多样化能够帮助学生深入了解计算机的系统和原理，同时使学生能够熟悉计算机的基本操作，进而有助于培养学生的逻辑推理能力、程序设计能力、信息处理能力等，从而使学生的计算思维得到进一步的训练。在教学活动的课程设计中，教师利用游戏化的课程教学引发学生对信息技术的学习兴趣，使学生能够积极主动地参与信息技术的教学课堂，既有效提高了课堂效果，也培养了学生的计算思维。

以“逐帧动画”的课程讲解为例，教师将手翻书的游戏引入教学内容，学生以小组为单位，亲手翻动手翻书，并欣赏其中的动画效果，激起学习动画的兴趣。之后，教师再指导学生阅读资料，了解动画的原理及帧、关键帧和帧频等概念。在逐帧动画的制作环节中，教师首先引导学生按学习资料上的步骤导入素材，并完成逐帧动画的制作，然后利用某些学生的“发现”——动画效果太快，提出新的问题：怎样让动画效果慢下来，使动画效果更接近现实？教师引导学生可以从时间轴上的帧数和帧频两个方面思考让动画效果慢下来的方法。通过动画效果快慢的修改和计算能有效培养学生的计算思维。此外，教师要指出每个作品存在的缺陷并进行优化，使学生在改进过程中意识到自身存在的不足。

（四）充分利用学科资源

信息技术的普及有效解决了人们在整理、处理以及分析大量数据时的无措和迷茫，使信息更加便捷和迅速，极大地提高了人们的工作效率。在初中的课程学习中，信息技术的主要教学任务是培养学生数据的收集、整理、计算、分析与表达等能力，课程目标也要求学生熟练使用电子表格进行数据的统计和处理，并能够对数据进行简单的分析。同时，数学、科学等学科也与计算机紧密联系。因此，在信息技术的教学中，教师应该充分开发和合理利用学生的学科资源，有效实现培养学生计算思维的课程目标，使学生的思维得以拓展，从而提升学生的综合能力，为学生日后的发展夯实基础。

以“合唱评分巧计算”的课程内容为例，教师可以将数学学科相关的函数知识和数理统计知识导入课程，使学生在限定时间内完成数据的统计和分析。学生利用计算机上的工具计算器或者数学公式很难在短时间内完成大量的数据计算。因此，教师可以引导学生使用Excel 表格，学生通过Excel 功能的摸索以及学生之间的交流，探讨出数据处理和分析的计算方式。然后教师进行总结：在指定的单元格内输入“=”，或者在编辑栏选择“插入函数”的按钮，可以调入函数，完成数据的计算。通过自动填充可以实现大量数据的处理，有效提高效率。此外，函数在Excel 表格中都是以英文呈现，如果英语的基础知识薄弱，很难了解单词所代表的函数意思。因此，学科资源的整合能有效培养学生的计算思维，对学生的综合发展也有一定的促进作用。

（五）生活化教学

初中信息技术的课程教学不仅要求学生掌握计算机的基本知识和基础技能，还需要有效培养学生的计算思维，从而提升学生的数据收集与整理能力、数据处理与分析能力等。在实际的教学中，教师应该有机结合课程内容与生活实际，提高信息技术知识的实用性，提升学生的计算思维，从而有效提高学生对实际问题的解决能力。

还是以“逐帧动画”的课程内容为例，教师以手翻书动画的游戏导入新课，激发了学生学习制作动画的兴趣。之后在制作逐帧动画的教学环节，教师以本班学生参加校运会跳高项目的比赛照片为素材制作逐帧动画，这样的素材取自学生的实际生活，能极大地激发学生的创作兴趣，提高课堂效率。在拓展环节，教师要求以生活中的素材为例制作逐帧动画，有的学生以生活场景中的一组照片为素材，有的学生则尝试手绘动画角色的一组图片，学生在制作逐帧动画的过程中，会思考并计算动画的时间和动画帧数，以及图片素材的高度和宽度如何匹配动画的背景。在这些活动中，学生的计算思维得到了培养。

总而言之，计算思维对学生的发展起着关键作用。因此信息技术教师要在实际的教学中重视计算思维的培养，并且在教学过程中充分挖掘和利用教学资源，不断改进课堂教学模式，以提高信息技术的课程质量，促进学生的综合发展。