摘 要：在數(shù)字化時代，計算思維能力的重要性愈發(fā)凸顯，尤其是在初中信息科技課程中。計算思維能力有助于學(xué)生通過分析、分解、建模等方式解決復(fù)雜的問題。因此，分析了初中信息科技課程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生計算思維能力的意義，探究了初中信息科技課程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生計算思維能力的策略，如安排學(xué)生進行項目式學(xué)習(xí)、使用問題導(dǎo)向教學(xué)法、組織學(xué)生進行協(xié)作學(xué)習(xí)等。

關(guān)鍵詞：初中；信息科技課程；計算思維能力

作者簡介：桑淑玲（1976—），女，甘肅省臨洮縣第三中學(xué)。

一、初中信息科技課程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生計算思維能力的意義

（一）有助于提升學(xué)生的邏輯思維能力

計算思維作為一種核心能力，在信息化時代尤為重要，尤其是在初中信息科技課程中，它為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了新的路徑，不僅有助于學(xué)生理解信息技術(shù)，還深刻影響著學(xué)生在解決復(fù)雜問題時的邏輯思維。邏輯思維能力的培養(yǎng)，是學(xué)生從“知其然”到“知其所以然”的重要轉(zhuǎn)變。在計算思維的框架下，學(xué)生能夠以系統(tǒng)化、層次化的方式去應(yīng)對問題，將其分解為一系列可解決的小問題，再逐步解決，這種模式化的分析過程，讓他們掌握了理性推理與決策的能力，從而避免了在面對問題時做出片面、盲目和沖動的決策。在信息科技課程中，邏輯思維能力的培養(yǎng)直接體現(xiàn)在編程的過程中。編寫程序本質(zhì)上就是將一個問題通過嚴謹?shù)倪壿嫿Y(jié)構(gòu)逐步推導(dǎo)出解決方案。學(xué)生在學(xué)習(xí)編程語言的同時，會逐步掌握如何分解復(fù)雜任務(wù)，如何通過設(shè)計算法優(yōu)化解決方案，以及如何根據(jù)需求調(diào)整邏輯結(jié)構(gòu)。在編寫程序時，學(xué)生需要時刻保持對整體與局部的思考能力，既要保證各個模塊的功能獨立性，也要確保整個系統(tǒng)的協(xié)同運作，這種自下而上的思維模式提升了學(xué)生邏輯的嚴謹性，使他們能夠理解每一個決策的前因后果。例如，在編寫簡單的排序算法時，學(xué)生不僅需要考慮如何將一組數(shù)據(jù)按照規(guī)則排序，還要思考如何優(yōu)化算法的時間復(fù)雜度。通過反復(fù)的實踐與優(yōu)化，學(xué)生能夠?qū)W會找到高效、合理的解決方案，這種訓(xùn)練無形中增強了他們在日常生活中處理問題的能力，使他們學(xué)會在面對復(fù)雜情境時從多個角度進行分析，而不是被表象所迷惑。而且信息科技課程中的邏輯思維訓(xùn)練不局限于編程，它還體現(xiàn)在對算法的設(shè)計和驗證過程中。一個成功的算法不僅僅是解決問題的工具，更是一種思維方式的展現(xiàn)——通過合理的推理，找出最佳的解決路徑。算法設(shè)計要求學(xué)生思維縝密，不能漏掉任何一個步驟，同時要考慮多種可能的解決方法。每一個程序分支、循環(huán)條件都需要經(jīng)過仔細的推敲，這不僅僅是在編寫代碼，更是對學(xué)生邏輯思維能力的考驗。計算思維的邏輯性很強，且層次分明，它要求學(xué)生在面對問題時，能夠迅速構(gòu)建出一幅思維導(dǎo)圖，從問題的輸入、處理到輸出，每一步都需要清晰明了。這種思維的層次化不僅幫助學(xué)生掌握了信息科技的基本技能，還為他們其他學(xué)科的學(xué)習(xí)提供了重要的思維工具。

（二）促進了跨學(xué)科知識的整合

計算思維不局限于信息科技領(lǐng)域，它作為一種全新的思維模式，正在逐步滲透到各個學(xué)科的學(xué)習(xí)與應(yīng)用中。這種思維方式強調(diào)系統(tǒng)性、邏輯性和分解問題的能力，使學(xué)生在面對復(fù)雜情境時能夠從不同角度思考，靈活運用跨學(xué)科知識。這一跨學(xué)科整合的特性，使得計算思維不僅是信息科技學(xué)科的核心技能，也是培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)的重要工具，通過對不同學(xué)科建立聯(lián)系，學(xué)生得以打破學(xué)科之間的壁壘，提升綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維水平［1］。計算思維在數(shù)學(xué)學(xué)科中的應(yīng)用效果非常顯著，數(shù)學(xué)本身就是一個高度邏輯化的學(xué)科，很多問題需要通過系統(tǒng)分析和推理解決。在信息科技課程中，學(xué)生學(xué)習(xí)的算法設(shè)計、數(shù)據(jù)處理等技能，與數(shù)學(xué)中的方程求解、函數(shù)運算等技能具有高度的契合性。例如，編寫求解方程的算法不僅能幫助學(xué)生理解數(shù)學(xué)解題過程，還能幫助他們掌握如何借助計算機工具進行自動化的推理和運算，拓展思維方式，提升解決數(shù)學(xué)問題的創(chuàng)新性和靈活性。在具體應(yīng)用中，學(xué)生可以將信息科技中的編程語言與數(shù)學(xué)知識結(jié)合，設(shè)計程序來解決復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題。比如，學(xué)生可以使用Python編寫求解線性方程組的算法，通過邏輯判斷語句和循環(huán)結(jié)構(gòu)，使程序自動判斷方程的解是否存在以及如何尋找最佳解。這樣的實踐訓(xùn)練不僅能讓學(xué)生對數(shù)學(xué)問題有更深刻的理解，還能促使他們將數(shù)學(xué)中的抽象概念轉(zhuǎn)化為具體的編程思維，提升他們的邏輯推理能力和解題效率。除此之外，計算思維在物理學(xué)科中的應(yīng)用也十分廣泛。物理中的很多問題同樣依賴于對復(fù)雜現(xiàn)象的系統(tǒng)分析和模型化過程。學(xué)生借助計算思維，能夠更好地將物理現(xiàn)象抽象為數(shù)學(xué)模型，并通過編程對這些模型進行模擬與計算。

二、初中信息科技課程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生計算思維能力的策略

（一）安排學(xué)生進行項目式學(xué)習(xí)

在信息科技課程中，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力至關(guān)重要，而項目式學(xué)習(xí)作為一種有效的教學(xué)策略，能夠?qū)⒂嬎闼季S與實際問題緊密結(jié)合，提升學(xué)生的綜合實踐能力。項目式學(xué)習(xí)強調(diào)讓學(xué)生通過設(shè)計和開發(fā)實際項目來學(xué)習(xí)知識和技能，從而使抽象的概念轉(zhuǎn)化為具體的應(yīng)用，這種教學(xué)方法不僅可以鍛煉學(xué)生的編程技能，還能促使他們在解決問題的過程中自然地運用計算思維并深化對計算思維的理解。項目式學(xué)習(xí)的核心在于學(xué)生需要完成一個完整項目，經(jīng)歷從問題分析、方案設(shè)計到實現(xiàn)和測試的各個環(huán)節(jié)，這一過程使得計算思維在實踐中得到了強化。例如，在教學(xué)“計算機的操作系統(tǒng)”時，教師可以安排學(xué)生圍繞操作系統(tǒng)的功能進行項目設(shè)計，讓學(xué)生以小組的形式創(chuàng)建一個簡易的操作系統(tǒng)模型。在項目初期，學(xué)生需要分析現(xiàn)有操作系統(tǒng)的特性，了解它們的基本功能，如文件管理、任務(wù)調(diào)度和用戶界面等，這一過程不僅深化了他們對計算機操作系統(tǒng)的理解，也為后續(xù)的方案設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。在方案設(shè)計階段，學(xué)生可以將各自的想法匯聚到一起，討論并形成一個完善的項目計劃。通過協(xié)作，學(xué)生不僅能夠提升溝通能力和團隊合作能力，也能在討論中學(xué)習(xí)到如何運用計算思維解決問題。在這一過程中，計算思維也得到了發(fā)展，學(xué)生學(xué)會了將復(fù)雜的問題分解為更易于處理的小問題，進而逐步找到解決方案。隨著項目的實施，學(xué)生可以將所學(xué)知識應(yīng)用于實際操作中，進行程序編寫和系統(tǒng)搭建。在這一過程中，學(xué)生的編程技能得到了鍛煉，他們也在不斷試錯和調(diào)整中加深了對計算思維的理解。例如，學(xué)生在運用文件管理功能時可能會遇到數(shù)據(jù)存取速度慢的問題，通過分析原因，他們能夠?qū)W會利用調(diào)試工具進行故障排除，嘗試優(yōu)化算法。這一過程不僅培養(yǎng)了他們的邏輯思維能力，還增強了他們的創(chuàng)造力與解決問題的能力［2］。項目的最后階段是測試與評估。學(xué)生需要對自己設(shè)計的操作系統(tǒng)進行功能測試，驗證其是否能順利完成預(yù)期任務(wù)。在這一環(huán)節(jié)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生制定測試標準，進行自我評價與同伴評價。這樣的反饋機制不僅提升了學(xué)生的評估能力，還促使他們從多個角度思考項目有待改進之處，抓住進一步學(xué)習(xí)與提升的契機，增強抗挫折能力。

（二）使用問題導(dǎo)向教學(xué)法

問題導(dǎo)向教學(xué)法作為一種新的教育方式，能夠極大地促進學(xué)生計算思維能力的發(fā)展。這種方法的核心在于通過設(shè)計一系列真實且具有挑戰(zhàn)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題并探究相應(yīng)的解決方案，這不僅能夠提高學(xué)生解決問題的能力，還能夠強化他們的邏輯推理、算法設(shè)計及程序編寫等核心技能。與傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)相比，問題導(dǎo)向教學(xué)法注重學(xué)生的主動性，通過提出問題激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在實踐中逐步形成并運用計算思維。在實際教學(xué)過程中，教師需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的認知水平設(shè)計出一系列問題，這些問題應(yīng)從簡單到復(fù)雜，難度逐漸加大。通過這種結(jié)構(gòu)化的問題設(shè)置，學(xué)生能夠在解決問題的過程中逐漸深入理解計算思維的核心概念。例如，在教授“計算機的安全管理”這一內(nèi)容時，教師可以先提出一些基礎(chǔ)性的問題，如“什么是計算機病毒？”“計算機安全管理的基本原則是什么？”等。這樣的基礎(chǔ)問題能夠幫助學(xué)生對計算機安全管理建立起基本的認識，激發(fā)他們的興趣。隨著學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握，教師可以逐步引入更具有挑戰(zhàn)性的問題，如“在企業(yè)中，如何有效地防范網(wǎng)絡(luò)攻擊？”“針對某一具體案例，企業(yè)應(yīng)該采取何種措施來提升計算機的安全性？”等。這些問題需要學(xué)生進行深入的思考和分析，在這一過程中，學(xué)生綜合運用邏輯推理、算法設(shè)計等多種技能，能夠探索多種解決方案，最終選擇最優(yōu)方案。在采用問題導(dǎo)向教學(xué)法時，教師的角色從知識的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者［3］。教師不僅需要設(shè)計出富有挑戰(zhàn)性的問題，還要通過引導(dǎo)學(xué)生討論、合作與反思來促使他們展開深度學(xué)習(xí)。在這一過程中，教師可以采用小組討論、案例分析等多種教學(xué)策略，鼓勵學(xué)生之間相互合作，分享各自的觀點，互相啟發(fā)，從而提高整體的學(xué)習(xí)效果。此外，問題導(dǎo)向教學(xué)法還能夠幫助學(xué)生建立系統(tǒng)化的思維方式。在信息科技課程中，學(xué)生常常需要面對多個相互關(guān)聯(lián)的子問題，例如，在開發(fā)一個多功能的應(yīng)用程序時，學(xué)生需要解決多個模塊相互依賴的問題。通過問題導(dǎo)向教學(xué)法，教師可以將這些復(fù)雜的模塊問題分解成若干個簡單的問題，并引導(dǎo)學(xué)生逐一解決。例如，購物車系統(tǒng)不僅需要進行商品的添加和刪除，還涉及數(shù)據(jù)庫的存儲和更新，這些操作必須協(xié)調(diào)一致，才能保證系統(tǒng)正常運行。通過解決這些子問題，學(xué)生能夠培養(yǎng)系統(tǒng)化的思維能力，在面對復(fù)雜問題時保持清晰的思路。

（三）組織學(xué)生進行協(xié)作學(xué)習(xí)

在初中信息科技課程中，組織學(xué)生進行協(xié)作學(xué)習(xí)是一種有效的教學(xué)策略，不僅可以提升學(xué)生的計算思維能力，還能培養(yǎng)他們的團隊合作精神。通過小組合作，學(xué)生在面對真實問題時能夠在討論、分工與合作中相互學(xué)習(xí)，發(fā)揮各自的特長，共同尋找解決方案。小組合作學(xué)習(xí)為學(xué)生提供了一個互動平臺，學(xué)生可以分享各自的知識和經(jīng)驗，討論不同的解決方案，這種集體智慧的碰撞，往往能激發(fā)出更具有創(chuàng)意的想法。例如，在一個編程項目中，團隊成員各自負責(zé)不同的模塊，并被要求設(shè)計出相互協(xié)調(diào)的程序。當一個成員在解決某個編程難題時，其他成員可以提出不同的解決方案，這樣的互動不僅有助于問題的快速解決，還能提高整個團隊的學(xué)習(xí)效率，讓學(xué)生意識到解決同一問題可以有多種不同的方法。協(xié)作學(xué)習(xí)強調(diào)任務(wù)的分工與合作，在信息科技課程中，教師可以根據(jù)項目的復(fù)雜度將學(xué)生分成小組，并為每個小組設(shè)定明確的目標和任務(wù)。在這一過程中，學(xué)生能夠明確各自的角色，實現(xiàn)分工與合作。例如，在開發(fā)一個游戲時，團隊中的一部分學(xué)生負責(zé)界面設(shè)計，另一部分學(xué)生則專注于編程邏輯，這樣的分工不僅提高了工作效率，還使得每位學(xué)生都能在各自擅長的領(lǐng)域內(nèi)施展才華，在實踐中體驗到團隊合作的重要性，學(xué)會尊重和理解他人的觀點，從而提升溝通和協(xié)調(diào)能力。同時，在團隊合作的過程中，學(xué)生不僅能夠鍛煉計算思維能力，還能學(xué)習(xí)他人的思考方式和解決方案。每位學(xué)生都有自己的思考路徑和方法，通過觀察和討論，學(xué)生能夠從同伴的解決方案中獲得啟示，拓展思維，培養(yǎng)綜合應(yīng)用能力［4］。例如，某一小組使用了獨特的算法或設(shè)計思路，其他小組成員在討論后決定學(xué)習(xí)這種方法，并計劃在未來的項目中進行應(yīng)用與創(chuàng)新。這種知識的傳遞和共享，不僅促進了個人成長，也提升了整個團隊的能力。此外，協(xié)作學(xué)習(xí)還能夠增強學(xué)生的自我效能感。當學(xué)生在團隊中成功解決問題時，他們會獲得成就感，這種成功體驗不僅增強了他們的學(xué)習(xí)信心，也促使他們在未來的學(xué)習(xí)中更加積極主動。在團隊中，每個成員都可以看到自己所做的貢獻，這種參與感會讓學(xué)生更加投入，愿意為實現(xiàn)團隊目標而努力。因此，教師在安排小組合作學(xué)習(xí)時，可以設(shè)置適當?shù)奶魬?zhàn)性任務(wù)，讓學(xué)生在解決問題后體驗成功的喜悅。

三、總結(jié)

在初中信息科技課程中培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力，是適應(yīng)現(xiàn)代社會技術(shù)進步的必然要求，通過合理設(shè)計課程內(nèi)容、引入多樣化的教學(xué)策略，教師可以有效提升學(xué)生的計算思維水平，為他們的未來發(fā)展奠定基礎(chǔ)。在當前教育改革的背景下，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力成為推動教育創(chuàng)新的重要環(huán)節(jié)，有助于學(xué)生應(yīng)對數(shù)字化時代的多元挑戰(zhàn)。

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