摘 要：高中信息技術(shù)教育作為培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，日益重視編程思維的培養(yǎng)。文章圍繞高中階段編程思維實(shí)踐與思考這一核心議題，提出相應(yīng)的教學(xué)建議。通過理論分析與實(shí)踐探索相結(jié)合的方式，文章為高中信息技術(shù)教育中編程思維的有效培養(yǎng)提供了實(shí)證依據(jù)與策略指導(dǎo)，以期對推動我國信息技術(shù)教育改革和創(chuàng)新人才培養(yǎng)有所啟示。

關(guān)鍵詞：高中信息技術(shù)教育；編程思維；推進(jìn)策略

中圖分類號：G633.67 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-8918（2024）44-0110-04

在當(dāng)今信息化社會，編程已成為連接技術(shù)與生活的橋梁，其重要性不僅體現(xiàn)在計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，更滲透至各行各業(yè)，成為新時代人才必備的基本技能之一。高中階段，作為學(xué)生形成穩(wěn)定認(rèn)知結(jié)構(gòu)與價值觀的關(guān)鍵時期，對編程思維的培養(yǎng)顯得尤為重要。編程思維不僅僅是編寫代碼的能力，更是一種邏輯推理、問題解決和創(chuàng)新創(chuàng)造的思維方式，它能夠讓學(xué)生學(xué)會如何像計算機(jī)科學(xué)家一樣思考，將復(fù)雜問題拆解為可管理的部分，設(shè)計并實(shí)現(xiàn)有效的解決方案。

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)的飛速發(fā)展，編程思維的培養(yǎng)不僅是適應(yīng)未來社會需求的必然趨勢，更是促進(jìn)個人全面發(fā)展、提升國家科技創(chuàng)新能力的重要基石。因此，文章不僅關(guān)注于技術(shù)層面的傳授，更側(cè)重于如何通過編程思維的培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力、批判性思維能力以及持續(xù)學(xué)習(xí)的熱情，為他們將來在快速變化的世界中成為有能力的決策者和問題解決者打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

一、 高中信息技術(shù)教育中編程思維培養(yǎng)的內(nèi)涵分析

鼓勵學(xué)生面對復(fù)雜問題時，能夠?qū)⑵洳鸾鉃楦　⒏坠芾淼牟糠?，這是解決任何編程問題的第一步，也是培養(yǎng)邏輯思維的關(guān)鍵。通過觀察和分析問題，識別其中的規(guī)律和模式，運(yùn)用已有的算法或創(chuàng)建新的算法來解決問題，提高問題解決的效率和創(chuàng)造性。

同時，編程思維培養(yǎng)能夠教導(dǎo)學(xué)生學(xué)會抽象化思考，即忽略無關(guān)細(xì)節(jié)，專注于問題的核心本質(zhì)，構(gòu)建出問題的抽象模型，這對設(shè)計高效且易于維護(hù)的程序至關(guān)重要。培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計步驟清晰、邏輯嚴(yán)密的解決方案能力，即算法設(shè)計能力，這是編程思維的核心，要求學(xué)生能夠用精確的步驟描述解決問題的過程。強(qiáng)化學(xué)生的邏輯思維能力，確保每個編程決策都有充分的邏輯依據(jù)，能夠在編程過程中進(jìn)行有效推理，驗證解決方案的正確性和可行性。通過不斷地試錯、調(diào)整和優(yōu)化，使學(xué)生理解編程是一個迭代過程，學(xué)會從錯誤中學(xué)習(xí)，培養(yǎng)耐心和韌性。

在編程項目中，強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊合作的價值，提升學(xué)生的溝通交流能力，學(xué)會如何在團(tuán)隊中分享思路、協(xié)調(diào)工作，共同完成項目目標(biāo)。鼓勵學(xué)生在理解基本原理的基礎(chǔ)上，勇于嘗試新技術(shù)、新方法，將編程思維應(yīng)用于跨學(xué)科的項目實(shí)踐中，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力。

從教學(xué)實(shí)踐層面看，編程要求學(xué)生按照特定的邏輯順序組織代碼，這能鍛煉學(xué)生分析問題、拆解任務(wù)的能力。通過設(shè)計算法解決問題，學(xué)生學(xué)會如何將復(fù)雜問題分解為一系列可執(zhí)行的小步驟，從而逐步培養(yǎng)起嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S。編程不僅僅是編寫代碼，更重要的是通過編程解決實(shí)際問題。在信息技術(shù)課堂上，教師可以通過案例教學(xué)，讓學(xué)生面對真實(shí)世界的問題，運(yùn)用編程思維找到解決方案，這有助于學(xué)生養(yǎng)成主動探索和實(shí)踐的習(xí)慣。

編程提供了一個無限可能的創(chuàng)造空間，學(xué)生可以通過編程實(shí)現(xiàn)自己的創(chuàng)意想法，無論是開發(fā)一個游戲、設(shè)計一個網(wǎng)站還是解決一個社區(qū)問題。這種從無到有的創(chuàng)造過程極大地激發(fā)了學(xué)生的想象力和創(chuàng)新能力。此外，在許多項目中，編程往往需要團(tuán)隊協(xié)作完成。學(xué)生在合作過程中學(xué)習(xí)如何有效溝通自己的想法，如何協(xié)調(diào)資源，以及如何共同解決問題，這些技能對未來職場同樣重要。信息技術(shù)領(lǐng)域更新迅速，編程語言和技術(shù)也在不斷進(jìn)化。通過培養(yǎng)編程思維，學(xué)生學(xué)會自我驅(qū)動地尋找學(xué)習(xí)資源、閱讀文檔、參與在線社區(qū)討論，從而適應(yīng)快速變化的技術(shù)環(huán)境。

編程思維可以與其他學(xué)科如數(shù)學(xué)、物理、藝術(shù)等相結(jié)合，通過跨學(xué)科項目，學(xué)生不僅能加深對編程的理解，同時也能在其他領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)編程的應(yīng)用價值，提高綜合素養(yǎng)。為此，在平時，筆者通過項目驅(qū)動，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)編程，解決實(shí)際問題。利用可視化編程工具：初期使用Scratch、Blockly等可視化編程語言降低入門門檻，逐步過渡到Python等更高級的語言。積極提供開放性任務(wù)，鼓勵學(xué)生探索不同的解決方案，從失敗中學(xué)習(xí)。參與編程競賽和科技節(jié)等活動，增加學(xué)習(xí)動力，培養(yǎng)競爭與合作精神。并且在編程教學(xué)中，要加強(qiáng)團(tuán)隊協(xié)作、溝通表達(dá)等非技術(shù)性技能的培養(yǎng)。

二、 高中信息技術(shù)教育中編程思維培養(yǎng)的價值內(nèi)核

編程思維要求學(xué)生學(xué)會以邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆绞剿伎紗栴}，通過分析、分解和重構(gòu)問題來尋找解決方案，這種能力在日常生活和未來職場中均至關(guān)重要，有助于學(xué)生形成高效、有序的思考習(xí)慣。在編程過程中，學(xué)生被鼓勵探索不同的方法來實(shí)現(xiàn)功能，這激發(fā)了他們的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力。編程不僅是遵循規(guī)則，更是在規(guī)則內(nèi)尋求突破和優(yōu)化，為學(xué)生提供了無限的想象空間。

隨著科技的迅速發(fā)展，編程已成為一項基礎(chǔ)技能，編程思維的培養(yǎng)使得高中生能更好地迎接數(shù)字化時代，無論他們未來選擇哪個行業(yè)，這種能力都將使他們在競爭中占據(jù)優(yōu)勢。編程思維的訓(xùn)練涉及數(shù)學(xué)、邏輯、工程等多個學(xué)科，促進(jìn)學(xué)生跨學(xué)科整合知識，解決綜合性問題，增強(qiáng)學(xué)科間的關(guān)聯(lián)理解，為終身學(xué)習(xí)打下堅實(shí)基礎(chǔ)。

此外，在編程過程中，學(xué)生需處理大量數(shù)據(jù)，這增強(qiáng)了他們對信息的敏感度和處理能力，同時理解技術(shù)背后的社會倫理和責(zé)任，培養(yǎng)成為有責(zé)任感的數(shù)字公民。需要注意的是，許多編程項目需要團(tuán)隊合作，這促進(jìn)了學(xué)生之間的溝通與協(xié)作，學(xué)習(xí)如何有效地表達(dá)想法、傾聽他人意見，以及如何在團(tuán)隊中發(fā)揮作用，為未來職場合作奠定基礎(chǔ)。編程領(lǐng)域更新迅速，要求學(xué)生不斷學(xué)習(xí)新知識、新技術(shù)。編程思維的培養(yǎng)讓學(xué)生學(xué)會自我驅(qū)動學(xué)習(xí)，適應(yīng)快速變化的技術(shù)環(huán)境，保持個人競爭力。

值得注意的是，編程思維訓(xùn)練學(xué)生如何系統(tǒng)地分析問題，識別模式，以及設(shè)計算法來解決問題。這種能力超越了編程本身，適用于任何需要邏輯推理和創(chuàng)造性解決方案的領(lǐng)域，如科學(xué)研究、商業(yè)決策和日常生活的復(fù)雜情境。編程教育鼓勵學(xué)生通過編碼實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意，從構(gòu)思到原型，再到最終產(chǎn)品。這種過程培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和設(shè)計思維，使他們能夠在面對現(xiàn)實(shí)世界挑戰(zhàn)時，提出新穎而有效的解決方案。此外，技術(shù)的快速發(fā)展要求個體持續(xù)學(xué)習(xí)，編程思維的培養(yǎng)讓學(xué)生意識到學(xué)習(xí)是一個永無止境的過程。它激勵學(xué)生保持好奇心，勇于探索未知，不斷提升自我，以適應(yīng)不斷變化的世界。

三、 高中信息技術(shù)教育中編程思維培養(yǎng)的效果集成

編程要求學(xué)生按照邏輯順序組織指令，以實(shí)現(xiàn)特定功能。這種練習(xí)有助于學(xué)生在面對復(fù)雜問題時，能夠?qū)⑵浞纸鉃楦　⒏晒芾淼牟糠?，然后逐個解決，從而顯著增強(qiáng)他們的邏輯思維能力。編程不僅僅是遵循規(guī)則，更是在規(guī)則內(nèi)創(chuàng)造新事物的過程。它鼓勵學(xué)生發(fā)揮想象力，設(shè)計并實(shí)現(xiàn)自己的項目，促進(jìn)創(chuàng)新思維的發(fā)展。

編程實(shí)踐中常遇到預(yù)期之外的結(jié)果，這促使學(xué)生分析問題所在，調(diào)試代碼，直至找到解決方案。這一過程鍛煉了學(xué)生面對挑戰(zhàn)時的耐心、細(xì)致觀察力及靈活應(yīng)對問題的能力。通過編程，學(xué)生學(xué)習(xí)如何像計算機(jī)一樣思考，即運(yùn)用抽象化、自動化和邏輯推理等計算思維方法來解決問題，這是信息時代重要的思維模式。

在很多項目中，編程往往不是孤立進(jìn)行的，學(xué)生需要與他人協(xié)作，共同完成任務(wù)。這不僅促進(jìn)了團(tuán)隊合作，還鍛煉了學(xué)生的溝通交流能力，使其學(xué)會如何有效地表達(dá)技術(shù)概念和想法。此外，信息技術(shù)領(lǐng)域更新迅速，編程語言和工具也在不斷進(jìn)化。教育過程中鼓勵學(xué)生自我探索、查閱文檔和參與在線社區(qū)，培養(yǎng)了他們自主學(xué)習(xí)和適應(yīng)新技術(shù)的能力。不能否認(rèn)的是，具備編程思維的學(xué)生在選擇科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域作為職業(yè)道路時，將擁有更強(qiáng)的競爭力。隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型的加速，這樣的能力變得日益重要。

四、 高中信息技術(shù)教育中編程思維培養(yǎng)的現(xiàn)狀分析

（一）政策推動與重視程度提高

近年來，多個國家和地區(qū)政府意識到編程教育對未來勞動力市場的重要性，紛紛出臺相關(guān)政策支持編程教育的普及。中國也不例外，教育部在新課標(biāo)中強(qiáng)調(diào)了信息技術(shù)課程的地位和編程教育的重要性，旨在從小培養(yǎng)學(xué)生的計算思維和創(chuàng)新能力。

（二）課程內(nèi)容與教學(xué)方法的革新

隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，高中信息技術(shù)課程內(nèi)容不斷更新，逐步引入Python、JavaScript等實(shí)用編程語言教學(xué)，以及人工智能、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)的初步介紹。教學(xué)方法上，越來越多的學(xué)校采用項目式學(xué)習(xí)、翻轉(zhuǎn)課堂等現(xiàn)代教育模式，鼓勵學(xué)生通過實(shí)踐來學(xué)習(xí)編程，培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力。

（三）資源與基礎(chǔ)設(shè)施的差異

雖然一線城市和部分重點(diǎn)高中在編程教育資源、硬件設(shè)施上較為先進(jìn)，能夠提供豐富的在線課程、高質(zhì)量的編程軟件和硬件支持，但不少偏遠(yuǎn)地區(qū)和普通高中仍面臨資源匱乏的問題。這種不均衡導(dǎo)致了學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)會的差距。

（四）師資力量的局限

盡管各地都在努力提升信息技術(shù)教師的編程教學(xué)能力，但合格的編程教師仍然供不應(yīng)求。許多信息技術(shù)教師本身缺乏足夠的編程經(jīng)驗和教學(xué)方法，難以有效傳授編程思維和技能。

（五）學(xué)生興趣與認(rèn)知差異

學(xué)生對編程的興趣程度不一，部分學(xué)生對編程表現(xiàn)出濃厚的興趣，積極參與課外編程社團(tuán)和在線編程平臺的學(xué)習(xí)；而另一部分學(xué)生則因初期學(xué)習(xí)難度大、缺乏興趣點(diǎn)而感到挫敗。此外，性別差異也影響著編程學(xué)習(xí)的參與度，女生參與編程的比例通常低于男生。

（六）評價體系的挑戰(zhàn)

現(xiàn)有的評價體系往往側(cè)重于理論知識考核，而編程思維的評估更為復(fù)雜，需要包括創(chuàng)新性、問題解決能力、團(tuán)隊合作等多維度評價。如何建立一套公正、全面的評價體系，以激勵學(xué)生全面發(fā)展，是當(dāng)前面臨的一大挑戰(zhàn)。

（七）社會與家庭的認(rèn)知轉(zhuǎn)變

雖然社會各界對編程教育的認(rèn)可度不斷提高，但部分家長和學(xué)生仍存在對編程學(xué)習(xí)的誤解，認(rèn)為編程是專業(yè)人士的專屬領(lǐng)域，未能充分認(rèn)識到編程思維對未來就業(yè)和個人發(fā)展的重要性。

五、 高中信息技術(shù)教育中編程思維培養(yǎng)的問題梳理

（一）課程內(nèi)容與實(shí)際脫節(jié)

傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容可能過于理論化，缺乏與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的實(shí)例，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）教學(xué)方法單一

僅依賴于講授式的教學(xué)方法，缺乏互動性和實(shí)踐性，不能有效培養(yǎng)學(xué)生主動探索和解決問題的能力。

（三）師資力量不足

部分學(xué)校的信息技術(shù)教師可能自己對編程掌握得都不夠深入，或者缺乏有效的教學(xué)方法來傳授編程思維。

六、 高中信息技術(shù)教育中編程思維培養(yǎng)的推進(jìn)策略

（一）課程內(nèi)容與實(shí)踐結(jié)合

設(shè)計課程時，應(yīng)確保理論知識與實(shí)踐操作緊密結(jié)合，讓學(xué)生在實(shí)際操作中體驗編程思維的應(yīng)用。例如，引入“智能交通燈控制系統(tǒng)”項目，學(xué)生不僅要學(xué)習(xí)循環(huán)結(jié)構(gòu)、條件判斷等編程基礎(chǔ)知識，還要通過編程模擬交通燈的控制邏輯，解決不同交通流量下的信號調(diào)度問題。這樣既學(xué)習(xí)了理論知識，又在實(shí)踐中體會到了編程思維的重要性。

（二）分層次教學(xué)

鑒于學(xué)生基礎(chǔ)差異，實(shí)施分層次教學(xué)，為不同水平的學(xué)生提供適合其學(xué)習(xí)進(jìn)度的課程內(nèi)容。例如，某高中設(shè)置了“編程入門班”和“高級編程班”。入門班從Scratch圖形化編程開始，幫助初學(xué)者培養(yǎng)對編程的興趣；高級班則教授Python或Java等語言，解決更復(fù)雜的算法問題，滿足有一定基礎(chǔ)學(xué)生的需求。

（三）項目式學(xué)習(xí)

通過項目式學(xué)習(xí)，讓學(xué)生圍繞一個具體項目，從規(guī)劃、設(shè)計到實(shí)現(xiàn)，全過程參與，以此培養(yǎng)解決問題的能力。例如，某高中組織“校園環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)”項目，學(xué)生需使用傳感器、微控制器和編程語言（如Arduino+Python），設(shè)計并實(shí)現(xiàn)一個能監(jiān)測校園溫濕度、噪聲水平的系統(tǒng)。項目不僅讓學(xué)生學(xué)習(xí)了編程，還讓他們學(xué)會了跨學(xué)科知識整合和團(tuán)隊合作。

（四）師資培訓(xùn)與資源建設(shè)

加強(qiáng)信息技術(shù)教師的編程能力和教學(xué)法培訓(xùn)，同時豐富校內(nèi)外學(xué)習(xí)資源，如在線課程、開源項目等。例如，學(xué)?？梢匝埌⒗锇桶瓦_(dá)摩院的專家進(jìn)行線上或線下培訓(xùn)，讓教師了解最新技術(shù)動態(tài)和教學(xué)方法。同時，利用微信平臺建立編程學(xué)習(xí)資源庫，包括國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)在線課程鏈接、編程案例庫，便于師生隨時查閱學(xué)習(xí)。

（五）建立學(xué)習(xí)社群

創(chuàng)建線上或線下的編程學(xué)習(xí)社群，鼓勵學(xué)生相互交流、合作解決問題，形成良好的學(xué)習(xí)氛圍。例如，在微信群組內(nèi)建立“編程愛好者聯(lián)盟”，定期舉行編程挑戰(zhàn)賽、分享會等活動。學(xué)生可以在群內(nèi)提問、分享自己的項目，甚至與來自其他學(xué)校的學(xué)生進(jìn)行跨校合作，提升學(xué)習(xí)動力和社交能力。

（六）家庭與學(xué)校合作

通過家長會、家校合作平臺等方式，增強(qiáng)家長對孩子編程學(xué)習(xí)的認(rèn)識和支持，形成家校共育的良好環(huán)境。例如，舉辦“家庭編程周末”活動，邀請家長和孩子一起參加編程工作坊，通過簡單的親子編程游戲，讓家長了解編程教育的意義，同時增進(jìn)親子關(guān)系。

（七）評估與激勵機(jī)制

建立多元化的評價體系，除了考試成績，還應(yīng)考慮學(xué)生的項目完成情況、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊協(xié)作能力等，設(shè)立獎勵機(jī)制以激發(fā)學(xué)生的積極性。例如，可以設(shè)立“編程明星”“最佳項目獎”等年度獎項，對表現(xiàn)突出的學(xué)生給予表彰，同時，推薦優(yōu)秀學(xué)生參加校內(nèi)外競賽，如全國青少年信息學(xué)奧林匹克競賽，讓學(xué)生在更廣闊的舞臺上展示自己的才能。

在高中信息技術(shù)教育中，編程思維的培養(yǎng)不再僅僅是一種技能的傳授，而是成為開啟學(xué)生未來無限可能的一把鑰匙。通過對編程思維內(nèi)涵的深入剖析，我們認(rèn)識到它超越了單純的代碼編寫，觸及邏輯推理、問題解決、創(chuàng)新創(chuàng)造等多維度能力的綜合培養(yǎng)。實(shí)踐表明，將編程思維融入日常教學(xué)，不僅能夠顯著提升學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)，更能激發(fā)其內(nèi)在潛能，促進(jìn)其全面發(fā)展。

然而，我們也發(fā)現(xiàn)，這一過程充滿挑戰(zhàn)，從課程內(nèi)容的創(chuàng)新到教學(xué)方法的改革，從師資力量的提升到學(xué)習(xí)資源的豐富，每一個環(huán)節(jié)都需要精心設(shè)計與不斷優(yōu)化。通過案例，我們看到了項目式學(xué)習(xí)、分層次教學(xué)、社群建設(shè)等策略的有效性，它們?yōu)榫幊趟季S的培養(yǎng)提供了新的視角和途徑。面向未來，高中信息技術(shù)教育中編程思維的培養(yǎng)應(yīng)當(dāng)更加注重實(shí)踐與創(chuàng)新的結(jié)合，充分利用現(xiàn)代技術(shù)手段，如數(shù)字化教學(xué)平臺，構(gòu)建開放、互動的學(xué)習(xí)生態(tài)。同時，家校合作、社會資源的整合也將成為推動編程教育深化的重要力量。我們期待，在不久的將來，每一位高中生都能在編程思維的引領(lǐng)下，自信地步入信息時代的廣闊舞臺，成為具有全球視野、創(chuàng)新精神和社會責(zé)任感的新一代公民。

七、 結(jié)論

總之，高中信息技術(shù)教育中編程思維的培養(yǎng)是一場深刻的教育變革，它呼喚著教育者的智慧與勇氣，也需要全社會的共同參與和支持。讓我們攜手前行，在這條充滿機(jī)遇與挑戰(zhàn)的道路上，共同見證編程思維如何點(diǎn)亮每一個學(xué)生的未來，為構(gòu)建更加美好的數(shù)字世界貢獻(xiàn)力量。

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課題項目：文章系江蘇省南京市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃一般課題“推進(jìn)高中拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)視域下金屬機(jī)器人項目深度實(shí)踐研究”（立項編號：L/2023/045）階段性成果。

作者簡介：張宏亮（1983～），男，漢族，江蘇南京人，南京市第二十九中學(xué)，研究方向：信息技術(shù)、創(chuàng)新教育。