《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》強(qiáng)調(diào)以學(xué)科概念為基礎(chǔ)，構(gòu)建結(jié)構(gòu)化的教學(xué)課程體系，通過主題式的教學(xué)方式，將教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際場景相結(jié)合，以更好地提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。本課程教學(xué)目的在于向?qū)W生傳授信息技術(shù)基礎(chǔ)知識與技能，著重培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)與創(chuàng)新思維。通過學(xué)習(xí)，學(xué)生將適應(yīng)快速變化的信息時(shí)代，具備計(jì)算機(jī)思維以及創(chuàng)新能力。

一、計(jì)算機(jī)思維概述

計(jì)算機(jī)思維作為一種綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)知識、技能以及思維方法來解決信息技術(shù)問題的能力，通過深入學(xué)習(xí)與實(shí)踐，可以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)思維方式，并在多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)高效的問題解決。計(jì)算機(jī)思維核心包括包容性、抽象性、靈活性（見表1）。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)思維將變得非常重要，幫助人們更好地適應(yīng)快速發(fā)展的數(shù)字化時(shí)代。教師對高中生進(jìn)行計(jì)算機(jī)思維培養(yǎng)，可以使學(xué)生更加系統(tǒng)地分析問題，提升解決問題的效率與創(chuàng)新性。計(jì)算機(jī)思維中的跨學(xué)科特性使其在藝術(shù)、人文以及社會科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域都有較為廣泛的應(yīng)用前景。

二、高中信息技術(shù)中計(jì)算機(jī)思維的培養(yǎng)價(jià)值

（一）培養(yǎng)信息技術(shù)素養(yǎng)：適應(yīng)社會發(fā)展的關(guān)鍵

在信息時(shí)代背景下，計(jì)算機(jī)思維作為信息技術(shù)核心素養(yǎng)的重要組成，是學(xué)生適應(yīng)和應(yīng)對社會發(fā)展的關(guān)鍵能力。培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)思維是高中信息技術(shù)教育目標(biāo)之一，以幫助學(xué)生更好地了解社會發(fā)展現(xiàn)狀，敏銳捕捉、感知信息技術(shù)變化，以更好地規(guī)避因信息技術(shù)帶來的一系列風(fēng)險(xiǎn)。在培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)思維的同時(shí)，教師需要鍛煉學(xué)生迎難而上的優(yōu)秀品質(zhì)，以及個(gè)人面對挑戰(zhàn)所展現(xiàn)出的適應(yīng)性、創(chuàng)新性，以更好地應(yīng)對社會變化。當(dāng)前為了培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，教師可以將計(jì)算機(jī)思維與其他學(xué)科相融合，讓學(xué)生在理解計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，嘗試參與到項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、編程類競賽等實(shí)踐活動中，學(xué)生可以在實(shí)踐中加深對計(jì)算機(jī)思維的理解?，F(xiàn)階段教育并非單純的知識傳授，而是需要讓學(xué)生在探索信息技術(shù)中發(fā)展個(gè)人興趣與特長，在變化中茁壯成長。

（二）培養(yǎng)創(chuàng)新能力：信息技術(shù)教育的新篇章

在新課改背景下，信息教育已成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要渠道和路徑，教師設(shè)計(jì)多元化、創(chuàng)新性的教學(xué)內(nèi)容，有效地激發(fā)學(xué)生對信息技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣，使其保持學(xué)習(xí)的積極性。以課堂為載體，教師設(shè)計(jì)多元化、趣味性、挑戰(zhàn)性的問題，在思考中逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，鼓勵學(xué)生嘗試用不同的方式解決問題，以此鍛煉學(xué)生的思維能力。教師還可以組織學(xué)生開展小組討論、任務(wù)探究，以合作的形式培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識與綜合能力，讓學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用到具體實(shí)踐中，使學(xué)生在理解知識點(diǎn)的同時(shí)培養(yǎng)解決問題的能力與創(chuàng)新思維，這也是計(jì)算機(jī)思維培養(yǎng)的重要方式之一。

（三）邏輯思維與聯(lián)系思維：計(jì)算機(jī)思維的雙翼

信息技術(shù)教學(xué)中邏輯思維與聯(lián)系思維是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)思維的重要因素，前者強(qiáng)調(diào)分析問題、構(gòu)建論證，后者需要學(xué)生理解不同概念、知識點(diǎn)間的聯(lián)系，構(gòu)建完整的網(wǎng)絡(luò)體系（知識框架），鼓勵學(xué)生從不同視角實(shí)現(xiàn)對問題的探究，加深學(xué)生對計(jì)算機(jī)科學(xué)的理解，鼓勵與其他學(xué)科的聯(lián)動，形成全面的知識網(wǎng)絡(luò)。由此可知，兩者并非只存在于信息技術(shù)學(xué)科，也可以延伸到其他學(xué)科，通過跨學(xué)科方式構(gòu)建新的知識，并以案例的形式呈現(xiàn)出來，向?qū)W生展現(xiàn)如何利用邏輯思維思考問題，整合信息技術(shù)與其他學(xué)科知識，從而提升學(xué)習(xí)效率。

三、基于計(jì)算機(jī)思維的高中信息技術(shù)教學(xué)實(shí)踐

（一）以學(xué)生為中心，激發(fā)學(xué)生的計(jì)算機(jī)思維潛能

在新課改背景下，高中信息技術(shù)教師的教學(xué)角色發(fā)生了改變，其不僅是知識的傳遞者，還是課堂教學(xué)的引導(dǎo)者與激勵者，雖然信息技術(shù)課程未能直接參與到高考，但仍不能忽視其對學(xué)生發(fā)展的重要性。任課教師需要認(rèn)識到信息技術(shù)學(xué)科的重要性，并結(jié)合學(xué)生的興趣愛好，準(zhǔn)備相關(guān)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，確保教學(xué)活動的趣味性、科學(xué)性。在具體教學(xué)中，教師要以計(jì)算機(jī)思維培養(yǎng)為核心，尊重學(xué)生的主體地位，鼓勵學(xué)生主動探索，以學(xué)生感興趣的話題、故事為引導(dǎo)，思考信息技術(shù)知識、應(yīng)用原理，激發(fā)學(xué)生的探究欲。

以滬科版必修1“調(diào)查中學(xué)生移動學(xué)習(xí)現(xiàn)狀”為例，作為滬科版“數(shù)據(jù)與計(jì)算”第二單元項(xiàng)目三課程活動，教師通過設(shè)定一個(gè)具體的“中學(xué)生移動學(xué)習(xí)現(xiàn)狀”調(diào)查任務(wù)，幫助學(xué)生明確主題范圍與目標(biāo)，這是計(jì)算機(jī)思維培養(yǎng)的關(guān)鍵性步驟，即：明確問題的概念與需求。

環(huán)節(jié)一：情境導(dǎo)入（5分鐘）

教師：今天我們將開啟一場特殊的探索之旅，旅行的目的是移動學(xué)習(xí)，請同學(xué)們觀看大屏幕。

（隨著教師的指引，學(xué)生將視線轉(zhuǎn)向大屏幕）

教師：大家看，這位同學(xué)正在公交車上使用平板電腦復(fù)習(xí)功課，這種學(xué)習(xí)方式有什么好處呢？還有這位同學(xué)是在咖啡店里使用手機(jī)App記憶單詞。

（教師選擇貼近學(xué)生實(shí)際生活的案例，引導(dǎo)學(xué)生思考移動學(xué)習(xí)的場景，喚醒學(xué)生的記憶，增強(qiáng)課堂教學(xué)的趣味性）

教師：在信息時(shí)代的背景下，移動學(xué)習(xí)工具的出現(xiàn)，成為我們生活與學(xué)習(xí)不可或缺的一部分。移動學(xué)習(xí)不僅打破了時(shí)空界限，還促進(jìn)了學(xué)生在自由的世界中探索知識，但是同學(xué)們是否想過一個(gè)問題，移動學(xué)習(xí)在我們生活中的普及，究竟給我們帶來了怎樣的便利與挑戰(zhàn)呢？

（教師的問題引發(fā)了學(xué)生的思考）

學(xué)生1：老師，我們可以設(shè)計(jì)一份調(diào)查問卷，通過問卷的方式收集不同年級學(xué)生的移動學(xué)習(xí)習(xí)慣與學(xué)習(xí)感受，以便更全面地了解移動學(xué)習(xí)在我們生活中的普及情況。

教師：你的建議非常好，的確，問卷調(diào)查可以讓我們直接、高效地獲取想要的數(shù)據(jù)信息。

學(xué)生2補(bǔ)充道：我們還可以思考如何利用科學(xué)的方式處理和分析這些數(shù)據(jù)，讓數(shù)據(jù)結(jié)果更直觀、準(zhǔn)確。

教師：非常好，數(shù)據(jù)分析是我們獲取結(jié)果的重要環(huán)節(jié)之一。

……

教師：既然同學(xué)們對這場調(diào)查都有自己的想法和理解，接下來，就讓我們一起努力，將這些想法變成事實(shí)。

本單元教學(xué)中應(yīng)強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的重要性，學(xué)生需要知曉問卷的設(shè)計(jì)方法、如何開展數(shù)據(jù)收集。在培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)思維，數(shù)據(jù)起到了重要的驅(qū)動和決策作用。在問卷設(shè)計(jì)中，學(xué)生需要將具體問題抽象化，以便于識別其中的變量、數(shù)據(jù)點(diǎn)。與此同時(shí)，教師可以選擇合適的算法帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)加工與分析，這是計(jì)算機(jī)思維中思維實(shí)踐的重要過程，在數(shù)據(jù)分析、報(bào)告撰寫中需要培養(yǎng)學(xué)生的邏輯能力（整合數(shù)據(jù)、得出結(jié)論）。本節(jié)課從問卷設(shè)計(jì)到報(bào)告撰寫，都體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)思維的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析、處理能力，就問題定義、數(shù)據(jù)驅(qū)動等均是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)思維的重要方式和渠道，這為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）以數(shù)據(jù)處理為核心，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)思維

“中學(xué)生移動學(xué)習(xí)現(xiàn)狀”調(diào)查，傳授電子表格軟件功能使用，如數(shù)據(jù)的透視、宏編程與條件格式化等，以此提升學(xué)生數(shù)據(jù)處理的效率。學(xué)生將收集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的圖表，增強(qiáng)其表現(xiàn)力與解釋力。因?qū)W生缺乏數(shù)據(jù)采集、分析實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，教師需要設(shè)計(jì)具體案例，讓學(xué)生了解數(shù)據(jù)采集的全過程，如數(shù)據(jù)的來源、收集方法以及分析技巧等，鼓勵學(xué)生小組合作，在參與中可以培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維與創(chuàng)新能力。

環(huán)節(jié)二：概念講解

教師：同學(xué)們在剛才的暢談中已經(jīng)就如何開展移動學(xué)習(xí)現(xiàn)狀調(diào)查有了自己的想法，接下來，我們將進(jìn)入概念講解環(huán)節(jié)，了解什么是數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)處理的過程。

（教師打開課件，向?qū)W生展示數(shù)據(jù)處理的流程圖）

教師：數(shù)據(jù)處理，簡單來說就是將原始數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯總，并提煉出其中有用的信息的過程，一般來說，數(shù)據(jù)處理，包括數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)可視化等環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都非常重要，直接影響到我們對最終結(jié)果的判斷。

（教師結(jié)合課件內(nèi)容，講解數(shù)據(jù)處理的過程）

教師：結(jié)合剛才的內(nèi)容，我們思考一下如何進(jìn)行問卷設(shè)計(jì)，一份好的問卷可以幫助我們獲取想要的信息，一旦問卷內(nèi)容出現(xiàn)偏差，我們將無法得到想要的最終結(jié)果，為此我們需要遵循目的明確、問題清晰、選項(xiàng)全面等原則。

（教師利用多媒體向?qū)W生展示什么是問卷中的開放問題，什么是封閉問題以及避免問題間的干擾）

教師：其實(shí)在我們的實(shí)際生活中，無論是學(xué)術(shù)研究、市場調(diào)研還是企業(yè)決策等，都離不開數(shù)據(jù)信息，通過數(shù)據(jù)的收集、整理和分析可以發(fā)現(xiàn)其中規(guī)律，可以預(yù)測未來發(fā)展趨勢，做好評估。

（在整個(gè)過程中學(xué)生全神貫注地聽著教師的講解并做好記錄，也有部分學(xué)生會積極舉手提出問題）

學(xué)生1：老師，若我們在數(shù)據(jù)分析時(shí)發(fā)現(xiàn)有部分?jǐn)?shù)據(jù)異常，應(yīng)該怎么處理呢？

教師：你思考得很全面，當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時(shí)，我們要判斷數(shù)據(jù)異常的原因，是錄入時(shí)失誤還是存在特殊情況：若是有效數(shù)據(jù)則需要保留，并針對其進(jìn)行分析；若是無效數(shù)據(jù)，需要對其進(jìn)行清洗或是剔除。

隨著師生互動的開展，課堂教學(xué)氛圍逐漸活躍，學(xué)生也在教師的引導(dǎo)下形成了正確的數(shù)據(jù)處理觀，了解數(shù)據(jù)的處理方法，為后續(xù)進(jìn)一步學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

（三）打造多元化學(xué)習(xí)體驗(yàn)，深耕學(xué)生計(jì)算機(jī)思維培養(yǎng)

計(jì)算機(jī)思維呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)，在課堂教學(xué)中教師需要采用靈活多變的教學(xué)方法，以更好地適應(yīng)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格與需求，如向?qū)W生展示信息技術(shù)在生活中的應(yīng)用成果（人工智能、自動駕駛以及智能家居等），或開展主題式探究學(xué)習(xí)，讓學(xué)生圍繞某個(gè)特定的主題進(jìn)行深入研究和學(xué)習(xí)，利用小組合作，讓學(xué)生在組內(nèi)分享個(gè)人的觀點(diǎn)，協(xié)作解決，以此提升整體的教學(xué)效率。

以滬科版必修1“調(diào)查中學(xué)生移動學(xué)習(xí)現(xiàn)狀”為例。

環(huán)節(jié)三：問卷設(shè)計(jì)

教師：經(jīng)過剛才的分析，我們對數(shù)據(jù)處理以及問卷設(shè)計(jì)有了一定的了解，接下來就是動手實(shí)踐的時(shí)候了?，F(xiàn)在，我們回顧下問卷設(shè)計(jì)的原則以及注意事項(xiàng)。

（教師在黑板上列出問卷設(shè)計(jì)的原則和過程）

教師：為了給同學(xué)們更直觀的感受，老師展示一份問卷設(shè)計(jì)范例，請同學(xué)們一起來分析這個(gè)問卷的優(yōu)缺點(diǎn)。

（教師利用多媒體向?qū)W生展示問卷設(shè)計(jì)范例，并設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生思考、分析，鼓勵學(xué)生提出自己的看法）

教師：剛才同學(xué)們AFSGthszN/Qf30tAhFZHEzZAgg3cuITUY2kCFg2CtEc=的分析非常到位，現(xiàn)在我們以學(xué)習(xí)小組的形式，分組設(shè)計(jì)一份關(guān)于“中學(xué)生移動學(xué)習(xí)現(xiàn)狀”的調(diào)查問卷。

（教師將學(xué)生根據(jù)班級情況分成若干學(xué)習(xí)小組，做好組內(nèi)分工）

在整個(gè)過程中，學(xué)生興奮地討論自己對此次問卷設(shè)計(jì)的看法，并在小組長的帶領(lǐng)下，明確分工，相互合作。

環(huán)節(jié)四：數(shù)據(jù)采集

教師：同學(xué)們，在剛才的環(huán)節(jié)中我們已經(jīng)完成了問卷設(shè)計(jì)，現(xiàn)在將進(jìn)行關(guān)鍵的一步——數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集的方式將直接影響我們對后續(xù)結(jié)果的分析。今天我們將要學(xué)習(xí)常用的數(shù)據(jù)采集工具。

（教師利用多媒體向?qū)W生展示常用的數(shù)據(jù)采集工具，如在線問卷平臺、紙質(zhì)問卷等）

教師：在線問卷調(diào)查方式較為便捷，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動化分析，近些年備受歡迎，我們可以通過創(chuàng)建問卷鏈接或者二維碼，分享給受訪者即可。相反紙質(zhì)問卷的設(shè)計(jì)更適應(yīng)于一些特殊場景，如受訪者不習(xí)慣使用電子設(shè)備或者網(wǎng)絡(luò)條件不好的環(huán)境等。

（教師向?qū)W生展示如何在在線問卷調(diào)查平臺上創(chuàng)建簡單的問卷）

教師：接下來，我們將進(jìn)行一次模擬數(shù)據(jù)采集活動，現(xiàn)在每組選出一個(gè)代表，作為受訪者，其余成員扮演采集者，利用剛才的工具選擇合適的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。

（學(xué)生開始分角色扮演，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的模擬活動）

通過示范活動，學(xué)生可以了解如何使用在線軟件。通過親身體驗(yàn)，學(xué)生可以了解數(shù)據(jù)采集的全過程，加深對數(shù)據(jù)采集方法的理解。在模擬環(huán)境中，學(xué)生可能會遇到各種問題，在這期間可通過小組討論嘗試解決，以此培養(yǎng)合作能力。

（四）融合理論與實(shí)踐，全面培育學(xué)生的計(jì)算機(jī)思維

課堂教學(xué)強(qiáng)調(diào)理論知識與實(shí)踐相結(jié)合，讓學(xué)生在實(shí)際操作中深化對課堂知識點(diǎn)的理解，掌握正確的應(yīng)用方法，在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，組織學(xué)生上機(jī)操作，鞏固課堂所學(xué)。在這期間，教師可以進(jìn)行實(shí)操演示，讓學(xué)生在觀看后模仿，排除基本干擾。在實(shí)踐中，教師要鼓勵學(xué)生思考能否用其他的方式達(dá)到最終的目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維，或者準(zhǔn)備多樣化的教學(xué)主題供學(xué)生選擇，以此提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)與學(xué)習(xí)效果。在學(xué)習(xí)中若是學(xué)生遇到障礙或者問題，教師應(yīng)采用點(diǎn)撥的形式引導(dǎo)，而并非直接干預(yù)，這樣能更好地鼓勵學(xué)生自主探索并解決問題。當(dāng)學(xué)生成功解決問題后，教師應(yīng)給予及時(shí)的肯定，從而使學(xué)生建立學(xué)習(xí)的自信心。

環(huán)節(jié)五：數(shù)據(jù)處理

教師（邊操作邊講解）：接下來我們將進(jìn)一步認(rèn)識Excel，Excel在數(shù)據(jù)處理中如同一把銳利的武器。

（教師講解Excel數(shù)據(jù)的功能、排序、篩選、條件格式設(shè)置、數(shù)據(jù)透視表分析等）

教師：現(xiàn)在我們拿著剛才調(diào)研的原始表格，嘗試?yán)肊xcel做數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與處理。

在環(huán)節(jié)五部分，教師將理論知識與實(shí)際操作相結(jié)合，讓學(xué)生在實(shí)踐操作中加強(qiáng)對Excel數(shù)據(jù)處理功能的理解，并掌握其在具體調(diào)研中的應(yīng)用方法。在環(huán)節(jié)五的學(xué)習(xí)中，學(xué)生不僅可以鞏固課堂上所學(xué)的Excel操作技能，還能將知識與調(diào)研任務(wù)相關(guān)聯(lián)，提升自身的問題解決能力。

（作者單位：福州高新區(qū)第一中學(xué)，閩侯縣第三中學(xué)）

編輯：趙文靜