基于计算思维培养的高中信息技术教学设计与评价

【摘要】计算思维是高中信息技术课程的重要培养目标。本文论述了高中信息技术课程对于培养学生计算思维的实践价值，介绍了如何基于计算思维培养开展高中信息技术教学设计和教学评价。文章从开展案例教学、引入线上资源、设计实践项目、组织汇报交流等方面，对高中信息技术教学培养学生计算思维的策略开展探讨。【关键词】计算思维；高中信息技术；教学设计；评价高中信息技术课程对于培养学生计算思维的实践价值一是有利于培养学生的核心素养。计算思维是信息技术学科核心素养中的重要组成部分，体现出学习者用分解抽象和优化算法来解决问题的能力。计算思维兼具了数学思维和工程思维，强调关注问题解决过程，在高中信息技术课程中培养学生的计算思维，能够更好地培养学生的学科核心素养[1]。二是有利于培养学生的创新能力。培养计算思维，有利于提高学生的创新能力，增强学生的创新潜力，鼓励学生思考和应用技术解决问题[2]。计算思维体现出计算机科学与逻辑思维的有效结合，能够让学生在更加清晰、更有条理的框架内开展思考，并将复杂问题进一步拆解，逐步解决编程实践中遇到的现实难题。三是有利于挖掘学生的发展潜能。培养计算思维，还能进一步增强学生的数学分析能力和应用能力，能够让学生更好地从已有数据中提取、提炼有用信息，增强学生的信息应用技能，提高自学能力。基于计算思维培养的高中信息技术教学设计1.结合编程情境，开展案例教学在高中信息技术教学中，教师通过设置具体情景开启案例式教学，能够更好地培养学生的计算思维，实现理论与实践的有效结合。例如，教师在讲解Python编程算法的控制结构一章时，可以校园生活中的时间管理为主题，带领学生对校园日程的安排进行优化[3]。教师可结合学生在校学习情境，为其提供相应的背景信息，明确在本次编程情境中需要掌握的技能：理解算法设计原则、理解特定的控制结构、能够运用相关知识解决实际问题。教师可以先进行演示，然后介绍算法设计、代码编写的一般原则，帮助学生更好地理解编程，为后续计算思维的培养和编程技能的提升奠定基础。接着，教师可以鼓励学生自行操作实践，在Python语言程序设计的算法控制环节，可以协助学生规划校园活动，合理安排在校日程。其间，教师可以引入If-Else语句和For循环结构，启发学生在课程时间安排出现冲突时进行算法调控。这既能够深化学生计算思维的培养，也能够锻炼学生的应用能力和灵活调整能力。2.结合线上资源，拓展编程技巧结合线上资源开展教学实践，能够拓展学生的学习视野，提高学生的编程技巧。例如，教师在讲解Python编程中数据处理与应用的相关知识时，可以为学生设计在线编程学习库，组建新的项目库，通过采用目录结构，划分不同的主题项目来帮助学生快速高效地寻找学习资源。在组建项目库时，教师可以为学生提供有关教学大纲、教学文档、教学PPT等辅助材料。在组建学习资源库时，教师可以为学生提供相应的编程练习题目，如在讲解“数据处理”时，教师可以将其划分为数据清洗、数据分析、数据可视化等若干个任务步骤，通过线上编程资源的设计，进一步拓展编程技巧，为学生提供更多的学习机会。教师在创建线上编程资源库时，需要以教学目标为导向，明确内容结构。在录制微课视频时，教师要按照具体章节的知识点分别设计，如在讲解“数据可视化”时，教师可以将其进一步拆分。除讲解视频资源以外，教师还可以提供辅助的文档资源，方便学生后续学习参考。3.引入实践项目，巩固学习成果在高中信息技术教学中，教师可结合教学实践项目，检验学生的学习效果，进一步培养学生的计算思维和问题解决能力。例如，在Python编程“人工智能及应用”的相关内容上，教师可以带领学生以人工智能项目为载体，开展实践尝试，让学生完整地了解人工智能及应用的相关知识。对此，教师可以明确各环节的任务线和时间表，由学生自行选择，完成任务。在小组合作中，学生需要明确分工，厘清各自角色。比如，在设计人工智能实践项目时，有的学生需要作为开发者，负责编写算法；有的学生需要作为UI设计师，负责优化界面；有的学生需要负责数据处理等。通过小组合作，学生既能在统筹分配下提升协作效率，也能够培养合作意识和跨领域合作能力。4.组织汇报交流，促进协作学习在实践项目结束后，教师需要为学生提供成果展示的平台和交流探讨的渠道。各小组可以项目报告或PPT的形式展示各自的实践成果。其中，各小组要具体介绍本组成员的分工，介绍本次项目实践中运用的信息技术知识方法，以及最终的实践成果。教师需要对照教学标准和评估标准，对学生的报告质量、态度，以及实践过程中表现出的问题解决能力、创造性、合作能力等进行评分，重点总结本次项目的优点、反思不足以及未来如何改进和优化等。基于计算思维培养的高中信息技术教学评价1.确认评价目标，以培养学生的计算思维为导向在培养学生计算思维时，教师需要秉承多元化、全面化的评价视角，优化评价过程。在教学评价环节，确定评价目标是前提，也是基础。教师需要结合高中生的实际状况和认知基础，以培养学生计算思维为导向，同时结合高中信息技术教学的实际需要，明确教学目标。要做到这一点，教师需要积极学习并开展实践练习。教学中，教师要为学生的信息处理提供足够的时间和空间，支持学生完善健全信息结构模型。教师要从课前导入着手，结合知识回顾，进行趣味导入，唤醒学生的信息意识，引导学生有序开展编程的相关操作。在评价过程中，教师也要关注学生表现出来的情感、态度、价值观，要分析学生逻辑思维的发展状况和动手能力情况，既要关注学生的优势，也要考虑学生的不足，为每位学生制定未来发展方向。在评价考核中，教师也要引导学生开展小组互评，通过互评加强学生的合作交流效率，深化学生对自己的认识，通过总结反思，为学生的学习提供支持。2.采用多元评价方式，提高学生的信息素养高中信息技术教学对于信息资源工具有着较高的依赖性。教师在培养学生计算思维时不应将目光局限于知识学习和技能培训上，而要关注学生的思维能力、创新能力和问题解决能力培养。对此，在教学评价环节，教师要采用多元化的教学评价模式，评估学生的信息资源应用、信息整合和信息处理情况。例如，在Python编程部分的教学评价环节，教师需要明确评价目标。Python编程语言虽然相对简单，但由于学生此前从未学习过此类内容，在学习时大都会存在一定的困难。在评价时，教师要以激励性评价和发展性评价为主，要激发学生参与编程学习的积极性，要坚持定性评价与定量评价相结合。一方面，教师可以设计评价量表，系统地考察、评估学生的编程表现；另一方面，教师可开展小组评价，引导学生积极探索最优算法，鼓励学生结合Python编程的相关知识，建立模型，发展计算思维，实现知