基于计算思维培养的高中编程教学策略探究

摘要：在信息技术飞速发展的当下，计算思维已成为高中生必备的核心素养之一。编程教学作为培养计算思维的关键途径，其教学策略的优化至关重要。本文聚焦基于计算思维培养的高中编程教学策略，剖析计算思维与编程教学的关联，从教学目标、内容、方法及评估反馈等方面提出有效策略，旨在提升学生的计算思维与编程能力，为高中信息技术教学提供参考。

关键词：计算思维；高中编程教学；教学策略；核心素养

一、引言

在数字化时代，计算思维如同读写能力一般，成为人们在信息社会中生存与发展的基本能力。高中阶段的编程教学，不仅是让学生掌握编程技能，更重要的是培养他们的计算思维，使其具备解决复杂问题的能力。然而，当前高中编程教学在计算思维培养方面仍存在不足，因此，探索有效的编程教学策略迫在眉睫。本研究有助于丰富高中编程教学的理论体系，为教学实践提供科学指导。通过培养学生的计算思维，能提高学生的逻辑思维、创新能力和问题解决能力，为其未来在科技领域的学习和工作奠定基础。同时，也能推动高中信息技术课程的改革与发展，提升教学质量。

二、计算思维与编程教学的关系

（一）计算思维的内涵与特点

计算思维是指运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等一系列思维活动。它具有抽象性，能将复杂问题简化为可处理的形式；具有逻辑性，遵循严格的推理规则；具有系统性，从整体角度考虑问题；具有创造性，能提出新颖的解决方案。

（二）编程教学与计算思维培养的关联

编程教学是计算思维培养的重要载体。在编程过程中，学生需要将实际问题抽象为计算机能够理解的模型，运用算法进行求解，这正是计算思维的具体体现。同时，编程教学能锻炼学生的逻辑思维和问题解决能力，促进计算思维的发展。而计算思维的培养又能提高学生的编程效率和质量，使他们在编程学习中更加得心应手。

三、基于计算思维培养的编程教学策略

（一）明确教学目标，聚焦计算思维培养

教学目标应围绕计算思维的培养展开。不仅要让学生掌握编程语言的语法和编程技巧，更要注重培养他们的抽象思维、算法设计和系统分析能力。例如，在教学初期，可设定目标让学生学会将简单问题抽象为程序流程；随着学习的深入，要求学生能够设计并实现具有一定复杂度的算法。

（二）优化教学内容，融入计算思维元素

教学内容的设计要紧密结合计算思维。在编程语言教学中，引入抽象数据类型和模块化编程的概念，培养学生的抽象思维和系统思维。在算法教学中，通过讲解经典算法，如排序算法、搜索算法等，让学生理解算法设计的思路和方法，提升他们的算法思维。同时，可结合实际问题，设计具有挑战性的编程项目，让学生在实践中运用计算思维解决问题。

（三）创新教学方法，激发计算思维发展

采用多样化的教学方法，激发学生的学习兴趣和计算思维。项目式学习是一种有效的方法，教师给出实际项目需求，让学生自主设计解决方案并实现。在这个过程中，学生需要进行问题分析、算法设计、代码编写和调试等一系列活动，充分锻炼计算思维。此外，探究式学习也能引导学生主动思考，通过自主探究和合作交流，发现问题的本质和解决方法。

（四）完善教学评估，反馈计算思维提升

建立多元化的教学评估体系，全面评价学生的计算思维发展。除了传统的编程作业和考试，还应注重过程性评价。例如，观察学生在课堂讨论、小组合作中的表现，评价他们的思维活跃度和问题解决能力。同时，让学生进行自我评估和反思，总结在学习过程中的收获和不足。根据评估结果，及时调整教学策略，为学生提供有针对性的指导和反馈。

四、教学策略的实施保障

（一）提升教师素养

教师是实施计算思维培养和编程教学的核心力量。学校应当建立系统化的教师专业发展机制，从多个维度提升信息技术教师的教学能力。首先，要定期组织专题培训，内容涵盖计算思维理论、编程教学方法、前沿技术应用等，帮助教师掌握最新的教学理念和技能。其次，鼓励教师参与高水平的学术研讨会和教学竞赛，通过观摩交流拓展教学视野。同时，搭建校内教师发展共同体，建立常态化的教研活动制度，促进教学经验的分享与传承。此外，学校还应构建校际教师交流网络，组织跨校联合教研活动，实现优质教学资源的共建共享。

（二）整合教学资源

学校应当构建多元化的编程教学资源体系：一方面，引入Scratch、Python等专业编程教学平台，配备智能教学终端，打造虚实结合的编程学习环境；另一方面，与科技企业共建"校内外双基地"，通过项目实习、企业导师制等方式，让学生参与真实开发流程。同时，积极对接GitHub等开源社区资源，指导学生参与开源项目协作，培养工程实践能力。此外，可整合高校、科研院所优质课程资源，建立区域性的编程教育资源库，实现教学资源共享。通过"软硬件资源+实践平台+课程体系"的立体化资源建设，为编程教学提供全方位支撑。

（三）优化课程设计

编程课程设计应以计算思维培养为主线，构建"三阶递进"的教学体系：基础阶段聚焦Python语法、数据结构等核心知识；项目阶段采用PBL模式，指导学生完成智能家居控制、数据分析等实际应用开发；创新阶段则通过创客工坊等形式，孵化学生自主设计的AI小程序等创新作品。课程内容要动态更新，及时引入机器学习、物联网等前沿技术模块，并与数学、物理等学科深度融合，开发智能机器人、科学计算等跨学科项目，培养学生解决复杂问题的综合能力。同时建立课程动态调整机制，确保教学内容与行业发展同步。

（四）完善评价体系

为全面评估学生的计算思维与编程能力发展，应建立"三维一体"的多元化评价体系。在评价内容上，设置项目作品质量（40%）、算法思维（30%）、创新实践（20%）、团队协作（10%）四个核心维度；在评价方式上，采用"过程性档案袋+阶段性答辩+终结性作品展评"的组合模式，其中过程性评价占比不低于60%。特别要引入企业项目验收标准，通过校企联合评审、行业竞赛等途径，将市场需求转化为评价指标。同时开发智能评价系统，自动追踪学生的代码质量、项目进度等数据，实现动态化、可视化的学习评估。这种评价体系既能客观反映学生的真实能力水平，又能有效引导其专业发展方向。

五、结论与展望

本研究提出了基于计算思维培养的高中编程教学策略，包括明确教学目标、优化教学内容、创新教学方法和完善教学评估等方面。这些策略有助于提升学生的计算思维能力和编程素养，为高中信息技术教学提供了有益的参考。未来，随着信息技术的不断发展和教育改革的深入推进，基于计算思维培养的编程教学策略将不断完善。可以进一步探索如何将新兴技术，如人工智能、虚拟现实等融入编程教学中，为学生提供更加丰富和生动的学习体验。同时，加强国际交流与合作，借鉴国外先进的教学经验，推动我国高中编程教学的发展。

参考文献

[1] 周赟. 高中信息技术培养计算思维的教学策略研究 [J]. 试题与研究， 2025， （01）： 46-48.

[2] 何源. 指向计算思维培养的高中信息技术人工智能教学策略 [J]. 亚太教育， 2024， （14）： 7-9.

作者简介：李范华（1981年1月），男，汉族，河北衡水人，学士，中学一级，主要从事高中信息技术教学研究，教育考试招生研究。