初中信息技术课堂中计算思维培养研究

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初中信息技术课堂中计算思维培养研究

作者：余海燕

来源：《中国信息技术教育》2018年第06期

2018年初，教育部正式公布了《普通高中信息技术课程标准》（2017年版）。新版课程标准明确提出了信息技术学科核心素养之一就是计算思维，它是指“个体在运用计算机科学领域的思想方法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方案；总结利用计算机解决问题的过程与方法，并迁移到与之相关的其他问题解决之中，它是一种问题解决的方式。高中信息技术课堂教学不再单是信息技术知识与技能的训练与传授，而更注重学生的逻辑思维能力、创新能力的培养。那么，到底如何将计算思维落地呢？如何使用计算思维解决问题呢？在具体教学中如何组织和呈现相应教学内容，使学生理解计算思维的基本方法，而不是简单的概念和知识的堆积呢？笔者以初一“机器人走迷宫”教学内容为例讲述使用计算思维来解决问题的一般过程。

计算思维首先是需要将问题分解为一系列较小可管理的问题的过程，分解有助于学生找到复杂问题的解决方法。

机器人要走出迷宫，过程很复杂，它要面对各种不同的情况，按照任务的需要，笔者让学生把机器人在迷宫中可能面对的情况进行分解，发现机器人在迷宫中行走可能会碰到三种状况（如表1）。只要解决机器人在这三种状况下该采取的行动，就可以让机器人顺利走出迷宫（如图1），任务分解后，难度大大降低，学生跃跃欲试，探究热情高涨。

所谓“模式识别”，即找出分解后问题各部分之间的异同。首先，学生通过比较人蒙上眼睛走迷宫，来找出机器人走迷宫与人走迷宫两者之间的异同。笔者请一位学生蒙上眼睛，让他用一只手寻找教室的出口，发现他根本找不到方向，再请另一位学生用两只手配合寻找教室的出口，会发现他能在各种状况下（如拐角）很好地做出相应的判断，顺利地找到出口。其他学生在这个过程中认真观察、积极思考第二位学生是如何应对每一种情况的，并记录下来。学生很容易就会发现，人在黑暗中需要通过双手来摸索路线，而且在偌大的空教室里只有摸到墙才能找到出口。同样，机器人在偌大的迷宫里要想不迷路，也需要靠墙走。