引言
计算思维是通过约简、嵌入、转化和仿真等方式，把一个看起来困难的问题重新阐释成一个我们知道怎样解决的问题。然而，目前高中信息技术教学中存在一些问题，如传统的教学方法缺乏足够的挑战性和实践性，学生缺乏对计算思维的认识和理解等。因此，本文旨在探讨如何在高中信息技术教学中培养学生计算思维的方法与策略。
一.计算思维的概念与特征
计算思维是一种通过运用计算机科学的原理和方法，解决问题的思维方式，它不仅仅是指编程和使用计算机的能力，更是一种思考问题、分析问题和解决问题的能力。它的核心特征包括以下几个方面：
1. 逻辑思维：计算思维强调逻辑推理和思维的严密性。在解决问题的过程中，学生需要运用逻辑思维，分析问题的因果关系，找出问题的本质，并制定解决问题的合理步骤和方法。
2. 系统思维：计算思维注重整体观念和系统思考。学生需要将问题看作一个整体，理解问题中各个部分之间的相互关系和影响，从而能够设计出系统性的解决方案。
3. 创新思维：计算思维鼓励学生进行创新和创造。学生需要具备创造性思维，能够提出新颖的解决方案，发现问题的新视角，并能够灵活应用已有的知识和技能解决新问题。
除了以上核心特征，计算思维还强调问题分解和抽象建模。问题分解是将复杂的问题分解为更小、更易解决的子问题的过程，通过逐步解决子问题，最终解决整个问题。抽象建模是将现实世界的问题抽象化为计算机可以处理的形式，通过建立模型和定义规则，将问题转化为计算机可以理解和处理的形式。培养学生的计算思维能力，可以帮助他们更好地理解和应用信息技术，提高问题解决能力和创新能力。
二.高中信息技术教学中培养计算思维的方法
在信息技术教学中，教师要把握计算思维的本质，积极开展各类信息活动，争取让学生在实践中学习科学的思维方法，以计算机的方式来界定问题、抽象特征、建立模型、设计程序，进而解决问题。我们可以从以下方面培养学生的计算思维：
（一）引入编程教学
引入编程教学是一种有效的方法来培养学生的计算思维能力。编程教学可以帮助学生培养问题分解的能力。在编程过程中，学生需要需要思考如何将整个问题分解为多个步骤和子任务，并设计相应的算法来解决这些子问题。这样的分解过程可以帮助学生更好地理解问题的结构和关系，从而更有效地解决问题。同时，编程教学也可以培养学生的抽象建模能力。在编程过程中，学生需要将现实世界的问题抽象化为计算机可以处理的形式。他们需要将问题转化为变量、函数、类等抽象的概念，并建立相应的模型和规则来描述和解决问题。通过抽象建模，学生可以更好地理解问题的本质和关键要素，从而能够设计出更有效的解决方案。此外，编程教学还可以培养学生的算法设计能力。在编程过程中，学生需要设计合适的算法来解决问题，他们需要思考如何选择合适的数据结构和算法，如何优化程序的效率和性能，以及如何处理各种可能的情况和异常。通过算法设计，学生可以锻炼逻辑思维和创新思维，从而能够提出新颖的解决方案和改进程序的性能。
（二）问题解决与项目实践
问题解决和项目实践是培养学生计算思维的重要方法之一。通过解决实际问题和参与项目实践，学生可以将计算思维应用于实际情境中，从而更好地理解和掌握计算思维的核心概念和技能。在问题解决这个过程中，学生需要运用问题分解、抽象建模和算法设计等计算思维的技能，他们需要将复杂的问题分解为更小、更易解决的子问题，将问题抽象化为计算机可以处理的形式，并设计合适的算法来解决问题，学生可以锻炼逻辑思维、系统思维和创新思维，提高他们的问题分析和解决能力。在项目实践中，学生需要运用计算思维的各种技能来完成项目的设计、开发和实施。他们需要思考如何将计算思维应用于项目的各个阶段，如需求分析、系统设计、编码实现等，学生可以更好地理解和应用计算思维的原理和方法，提高他们的实践能力和创新能力。问题解决和项目实践可以与编程教学相结合，形成一种综合的教学模式，教师可以设计一系列实际问题和项目，让学生通过分析和解决问题、参与项目实践来应用和巩固所学的计算思维技能，学生可以通过编写程序、设计系统、开展调研等方式来解决问题和完成项目。这样的实践也可以帮助学生将计算思维应用于实际情境中，提高他们的问题解决和创新能力。
（三）提供适当的支持和指导
提供适当的支持和指导是教师在教学过程中的重要任务之一。教师可以通过示范和讲解的方式来向学生介绍计算思维的基本概念和技能，可以使用具体的案例和实例来说明问题的分解、抽象建模和算法设计等计算思维的过程和方法。其次，教师可以设计一系列实践和演练活动，让学生通过实际操作和练习来应用和巩固所学的计算思维技能，可以提供一些具体的问题和任务，让学生通过分析和解决问题、参与项目实践来应用和巩固计算思维的技能。最后，教师可以通过引导和反馈的方式来帮助学生解决问题和完成任务，可以引导学生思考和分析问题的解决方法。
在信息技术教学中，教师要把握计算思维的本质，积极开展各类信息活动，争取让学生在实践中学习科学的思维方法，以计算机的方式来界定问题、抽象特征、建立模型、设计程序，进而解决问题。例如，《数据编码》一课中就可以设计篮球赛海报的制作，在教师的正确引导下，学生们首先会对海报制作的完整流程有大概的把控，从而分析其理论化的抽象特征，进行海报模型的建立，数据编码的运用，通过学习需要使用到的软件，利用获取到的素材，进一步具体设计加工，将分散的图像数据变为具体的海报作品。经历过一套有目的、有计划、有组织的具体活动后，学生们不仅具备与海报数据相关的理论知识，其计算思维和实际操作能力都会得以相应提升。
（四）灵活变革学科教法
在信息技术课程教学中，教法并非一成不变。在教法创新上，一是要创设情境。例如，在学习《信息系统与社会》这一必修教材时，引用生活实例进行讨论分析。二是举例论证。例如，在初识人工智能方面，通过机器模拟现实人类行为的简单例子让学生了解人工智能的典型模式案例。三是开展任务驱动。例如，在进行编程教学时，简化代码学习，重在算法分析，使学生能举一反三，勇于创新。
计算思维是将问题转化为计算机可以解决的问题，所以很多教师容易对此片面化理解，认为计算思维只是存在于计算机程序代码的学习中，其实在很多信息技术现有教学内容中都能找到计算思维的踪影，而且，思维方式是不受学科限制的，计算思维在其他学科、甚至生活中都有表现，需要善于分析、发现。
结论
高中信息技术教学中培养学生计算思维是一项重要的任务。通过引入编程教学、问题解决和项目实践、提供支持指导、变革教法等途径，可以有效促进学生的计算思维能力的发展。教师在教学中应该成为学生的引导者和激励者，通过合理的教学策略和实施，可以帮助教师在高中信息技术教学中有效地培养学生的计算思维。
参考文献：
［1］肖娟.浅谈高中信息技术教学中计算思维的培养［J］基础教育论坛：综合版，2020
［2］师嘉庆.探析高中信息技术教学中培养学生计算思维的途径［J］新校园：中旬刊，2021（02 ）：177-178.
