高中信息技术学科中计算思维培养的困境与突破路径

摘要：随着信息技术的快速发展，计算思维作为信息技术学科的核心素养之一，已成为高中教育的重要培养目标。然而，本文深入剖析这些困境，并从教学方法创新、课程资源整合、教师素养提升等多方面探讨突破路径，为优化高中信息技术教学提供参考。

关键词：高中信息技术；计算思维；核心素养；突破路径

一、引言

计算思维是一种通过抽象、分解、算法设计等方式解决问题的核心能力，其不仅是计算机科学的基础，更是应对信息时代复杂挑战的必备素养。然而，在实际教学过程中，计算思维的培养面临着诸多挑战，亟待我们去研究和解决。

二、高中信息技术学科中计算思维培养的困境

（一）教学理念偏差

部分教师对计算思维的理解不够深入，仍将信息技术教学重点置于软件操作技能的传授上。例如，在讲解应用软件时，教师往往着重于教学生如何使用软件的各种功能按钮，而忽略了引导学生运用计算思维来规划结构、数据处理流程等。这种重技能轻思维的教学理念，缺乏运用计算思维分析和解决问题的能力。

（二）教学方法单一

当前信息技术教学多停留在软件操作或编程语法讲解上，缺乏对问题抽象、算法设计等高阶思维的渗透。部分教师仍沿用“讲授+练习”的传统模式，缺乏对学生自主思考和创新思维的培养。这种单一的教学方法难以激发学生的学习兴趣，无法充分调动学生主动参与计算思维培养的积极性。

（三）课程资源局限

高中信息技术教材虽然不断更新，但在计算思维培养方面的内容仍不够系统和深入。此外，学校缺乏丰富的拓展课程资源，如在线计算思维课程、计算思维相关的科普视频、实践项目资源库等，限制了学生计算思维培养的途径和空间。

（四）教师专业素养不足

信息技术学科更新迭代快，但部分教师受限于传统教学观念，缺乏对计算思维的深刻理解。此外，学校对信息技术学科的重视程度不足，教师培训机会有限，难以适应新课标要求。

（五）评价体系不完善

现有评价多依赖编程结果或试卷考核，忽视学生在问题分解、逻辑推理等过程中的表现。例如，算法竞赛或项目展示等多元评价形式尚未普及，导致学生计算思维能力的提升难以量化，无法对学生的计算思维培养起到有效的导向和激励作用。

三、高中信息技术学科中计算思维培养的突破路径

（一）更新教学理念

教师要深刻认识到计算思维培养在高中信息技术教学中的核心地位，将教学重点从单纯的技能传授转向思维能力培养。在教学设计时，以计算思维培养为目标，挖掘教学内容中蕴含的计算思维要素。例如，在“信息的加工与表达”教学中，注重培养学生对信息的抽象和算法设计能力，让学生学会从大量数据中提取关键信息，并设计合理的处理流程。

（二）创新教学方法

1.项目式学习法

开展项目式学习，以实际项目为载体，让学生在完成项目的过程中培养计算思维。例如，设计“校园文化宣传网站制作”项目，学生需要对网站的整体架构进行规划（分解），确定网站的主题、板块内容（抽象），设计页面布局和交互效果的实现算法（算法设计），在制作过程中不断调试代码以解决出现的问题（调试），并对最终网站的效果进行评估（评估）。通过这样的项目实践，学生在真实情境中锻炼了计算思维能力。

2.探究式学习法

教师提出具有启发性的问题，引导学生自主探究和思考。在讲解“人工智能”相关内容时，教师可以提出“如何利用人工智能技术解决校园垃圾分类问题”，让学生自主查阅资料、设计解决方案。学生在探究过程中，尝试运用计算思维的方法去分析问题、提出假设、验证假设，培养了创新思维和问题解决能力。

3.小组合作学习法

组织学生进行小组合作学习，共同完成复杂任务。在小组合作中，学生通过分工协作，发挥各自优势，相互交流和启发。如在“数据统计与分析”教学中，小组成员共同确定分析主题（如班级学生成绩分析），分别负责数据收集、数据整理、数据分析方法选择等工作，在合作过程中培养计算思维和团队协作能力。

（三）整合课程资源

1.优化教材内容

教师应结合教学实际和学生特点，对教材内容进行适当的补充和拓展。选取与学生生活密切相关、具有时代性的案例融入教学，如利用大数据分析预测城市交通拥堵情况、利用编程控制智能家居设备等，使教材内容更具吸引力和实用性，为计算思维培养提供更好的素材。

2.搭建实践平台与竞赛体系

虚拟仿真实验：利用网络仿真平台模拟真实场景，增强学生对算法与网络原理的直观理解。

以赛促学：组织学生参与各级别的信息学比赛，激发其计算思维的应用潜能。

（四）提升教师专业素养

1.开展教师培训

学校定期组织信息技术教师参加计算思维相关的培训。培训内容不仅包括计算思维的理论知识，还应涵盖如何将计算思维融入教学设计、教学方法创新等实践技能。通过培训，提升教师对计算思维的理解和教学能力。

2.鼓励教师自我学习与研究

教师要树立终身学习的意识，利用业余时间自主学习计算机前沿技术和教育教学理论，关注计算思维研究动态。同时，鼓励教师开展教学研究，探索计算思维培养的有效模式和方法，并将研究成果应用于教学实践中，不断提高自身的专业素养。

3. 构建教师成长共同体

通过工作室研修或校际之间学习研讨促进经验共享，推动教师学习信息学比赛教学、网络仿真实验等前沿内容。

（五）完善评价体系

1.过程性评价与终结性评价相结合

在评价学生的学习成果时，要通过观察学生在课堂讨论、项目实践中的参与度、问题分析能力、团队协作能力等方面，全面评价学生计算思维的发展情况。例如，在项目式学习中，教师可以根据学生在项目各个阶段的表现，如项目规划、算法设计、代码实现、问题解决等环节，给予相应的过程性评价分数。

2.多元化评价主体

改变传统的单一教师评价模式，引入学生自评、学生互评等多元化评价主体。例如，在学生完成编程作品后，先由学生自己介绍作品的设计思路和实现过程，进行自我评价，然后其他同学从不同角度提出评价意见，最后教师综合各方面评价给出最终成绩。

四、结论

高中信息技术学科中计算思维的培养是一项系统性工程，需从教学方法革新、师资能力提升、课程体系优化等多维度协同推进。未来，随着教育信息化的深入，如何将人工智能、大数据等新兴技术融入计算思维培养，仍需进一步探索。唯有持续创新，方能真正实现从“技能训练”到“思维赋能”的转变。

宋继京

1984年5月，男，中学一级教师，信息技术专业