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摘 要：随着学生发展核心素养的提出，学科核心素养已成为当前学校、教师重点关注并研究的课题。信息技术学科核心素养包括了“信息意识”“计算思维”“数字化学习”和“信息责任”四个方面，目前，“计算思维”已经成为信息技术课程中核心素养培养的一个重要维度。对于学生来说，计算思维的培养已经到了刻不容缓的地步。文章以苏教版初中信息技术八年级《算法及算法的描述》一课为例，从计算思维的四个要素方面谈一谈在初中信息技术课堂教学中培养计算思维的策略与方法，从而提升学生的信息技术核心素养。
关键词：初中信息技术;计算思维;核心素养;算法
一、 引言
在信息化高速发展的今天，国内外对学生学科核心素养日趋重视。“计算思维”是信息技术核心素养之一，它最早是由周以真教授在计算机权威期刊提出的，是指运用计算机科学领域的思想方法形成解决问题方案的过程中所包含的一系列思维活动。她认为“把一个看来困难的问题重新阐释成一个我们知道问题怎样解决的方法，计算思维是人类求解问题的一条途径，可以是各种学科的，也可以是生活中的问题。”《江苏省义务教育信息技术课程纲要》明确提出计算思维是信息技术学科核心素养之一，是解决问题的基础能力之一，是学生必须掌握的最基本的思维方式。作为一名信息技术教师，如何在教学中贯穿计算思维的培养，如何提高学生的核心素养，这就需要我们在进行教学设计时将“计算思维”渗透到每一个教学环节中，文章以苏教版《算法与算法的描述》一课为例，从分解思维、算法思维、抽象思维、概括思维四个方面谈谈计算思维培养的几个策略。
二、 创设情境，提出问题，训练分解思维
现实生活中有很多问题，如何解决现实问题呢？可以有很多思路，这种思路就是计算思维，计算思维本质上是一种使用科学工具进行高效解决问题的方法，它不是知识和工具本身，而是抽象模拟以寻求问题解决最优化方案的系统过程。而分解问题是解决复杂问题的好方法，分解就是把大问题拆成小问题，把复杂问题拆解成简单问题，把新问题拆成老问题，这样有助于将复杂的没有头绪的问题分割为较小的容易解决的几个步骤完成。
創设情境是教学设计中比较重要的一个环节，好的情境有利于学生激发学习兴趣，在本节课的导入环节，笔者用《起跑线》电影中的片段来创设情境，引出抽签程序，再通过对传统抽签过程的分析，得出解决问题的几个步骤，引出算法的概念，并揭示课题。教师利用生活化的情境，提出问题，让学生运用所学知识解决问题，老师通过提问引导学生分析问题并将大问题分解成小问题从而得出解决问题的办法。
教学片段1：创设情境，提出问题
师：大家都看过《起跑线》这部电影吗？这部电影讲述了一对中产阶级夫妇为了让孩子能够从小就获得最好的教育，走上人生巅峰而绞尽脑汁择校的故事，我们来看其中一个片段。（播放视频）
师：这段视频中通过什么样的方式让贫穷的孩子能够进入名校？生：抽签。
师：传统的抽签和电脑抽签比较，你更倾向于哪个？为什么？
师：今天我们就来编写一个抽签程序随机派法。
教学片段2：分解问题，揭示课题
师：虽然电脑程序抽签效率高，速度快，但是与传统抽签比较，其过程是相似的，请一位同学上来模拟演示抽签过程，其他同学思考，用语言描述抽签过程。（语言简洁）
生：第一步：输入名单;第二步：进行抽签;第三步：输出结果。
师：我们把这些可操作的步骤，称为解决抽签问题的一个算法，所以什么是算法？请你概括。
师生总结：算法是解决问题的方法和步骤，今天这节课我们就来学习算法与算法的描述。
该教学片段中把抽签程序的大问题分解成了简单的学习任务，抽象为“输入名单—进行抽签—输出结果”的过程。
分解问题是解决问题的一个重要方法，也是计算思维的一种。周以真教授将计算思维描述为“关于对抽象的自动化处理”，那么，在信息技术学习的过程中通过分析问题培养学生“抽象”的意识能力，就是为发展计算思维，培养数字创新能力打下了基础。
三、 分析问题，绘制流程图，培养算法思维
算法思维是计算思维的核心。那什么是算法，在这一课的概念中就提到，算法是解决问题的方法和步骤，最经典的理解算法概念的就是“狼、羊、菜过河”的小游戏，狼、羊、菜要过河，猎人一次只能带一样过河，狼和羊、羊和菜不能同处，学生可以通过玩游戏的方式多次尝试，最终发现狼和菜可以共存的特性，找出最终的方法，每一种方法的尝试就是算法思维能力提高的过程，方法有多种，每一种方法将它完整的写出步骤，即为一种算法，在这节课中，笔者是如何让学生理解算法的概念的呢？
以生活中最简单的例子“烧水泡茶”为例，假如要喝一杯茶有以下几个步骤：A烧水、B找茶叶、C洗涮茶具、D沏茶，你是如何安排呢？学生可以得出如下两种方法：
第一步：烧水;
第二步：水烧开后，洗刷茶具，拿茶叶;
第三步：沏茶。
第一步：烧水;
第二步：烧水过程中，洗刷茶具，拿茶叶;
第三步：水烧开后沏茶。
两种解决问题的步骤就是两种算法，可以明显地看出第二种算法的效率更高，在解决同一个问题时可以使用不同的算法，要尽量使用设计简单，高效的算法来解决问题，算法的优劣直接影响所编程序的质量，算法是一个程序的灵魂，所以在解决问题的过程中要不断训练学生的算法思维。除了用自然语言来描述算法外，还可以用流程图来表示算法，其比自然语言更有优势：逻辑思维更清晰，不易产生歧义。绘制流程图的软件有很多，个人认为画程不错，以本课为例，如果要制作抽签程序，我们可以用绘制流程图的方法，通过不断完善程序引出算法的三种结构：顺序结构、分支结构、循环结构，这种层层递进，层层剥解的方式，引导学生不停地思考，能够训练学生的算法思维。 计算思維的本质是抽象和符号化，模拟抽签并分析抽签过程，实质上就是利用流程图的可视化的教学策略，对学生进行算法思维的训练和培养。在训练的过程中用流程图描述程序算法，实际上是把具体的问题抽象成符号，为下一步设计程序脚本做了铺垫。当学生抽象思维水平还不够的时候，可以借助具体、直观的经验来支持，流程图可以将抽象的内容直观化。因为直观形象的事物更易于学生理解，又能引起学生浓厚的兴趣，还能启发其想象和创新。可视化的流程图的教学模式有利于学生的思维培养，有利于学生主动地进行知识建构，更有利于表达个体的思维过程，促进其思维能力的发展，帮助学生锻炼类推的能力，从而提高解决问题的效率。
四、 探究问题，启发教学，锻炼抽象思维
抽象思维是计算思维另一个重要的维度，也是我们处理问题的常见方式，它是在分析问题时抽取问题最本质的特性而形成概念，并运用概念进行推理、判断的思维活动。在使用抽象思维时会隐藏一些细节问题，删除不重要的内容，使得问题主干更加突出，利于我们解决主要问题。
在本课中，考虑到学生的差异，笔者安排了几个探究活动，活动之间前后自然衔接，环环相扣。活动一，通过探究学生现场模拟传统抽签过程的活动，尝试用语言来概括抽签步骤，得到算法的概念。这就是学生利用抽象思维得出算法是解决问题的方法和步骤。
再如活动二：尝试用自然语言来描述问题X等于A加B除以A减B，分别请几个学生上黑板写出其代数式，会发现有多种不同的答案，如果用流程图就不会产生歧义，这就是抽象思维，通过对问题的两种描述方法，体会并抽象出使用流程图描述算法的优点。
再如活动三：探究抽签程序的三种算法结构，通过对学生不断的启发，引导，学生多次的探究尝试得出最终的算法。在每个探究活动中，要保障学生能够参与到每个活动中，最大限度地调动学生的积极性，活跃课堂气氛，在自主探究过程中，教师的有效引导成为学生自主探究成功与否的关键，教师要给予学生足够的思考空间，学生边做边思考，进而有效地锻炼学生的抽象思维。可见抽象思维是在探究问题解决过程中所进行的思维活动，比教师直接的讲授方法更为有效，能够充分发挥学生思维的活跃性和积极能动性。
五、 知识回顾，注重总结，提升概括思维
概括，计算思维的一种，是对于已经解决完的问题提借供的一种快速解决新问题的方法，计算思维不仅是解决问题的过程，更是要经过抽象模拟寻求解决问题的最佳方案。在信息技术课堂教学中，无论是小知识点的总结，某一活动环节的总结，还是整节课的总结都是课堂中必不可少的重要环节，及时地总结有助于知识的记忆，同时在总结的过程中还应该注重概括思维的提升。
在本课中，小知识点的总结大部分都是请学生先尝试完成，然后由教师加工总结，引导学生不仅仅是知识的回顾记忆，更是对概括思维的一种提升。
如在提出实例“烧水泡茶”的步骤，你认为哪种算法更高效？为什么？通过学生的回答总结出算法的优劣直接影响程序的质量，算法是程序的灵魂。再如比较自然语言和流程图两种描述方法，学生通过不断地探究总结得出自然语言描述会过于烦琐，冗长，还会产生歧义，流程图的方法来描述逻辑更清晰。再如通过探究得知抽签的最终算法，回顾整个抽签过程，从分析问题—产生算法—优化算法—形成程序，总结这就是制作一个程序的完整过程，在今天解决问题时也要像今天一样形成这样的计算思维。最后的知识回顾中是通知思维导图的方式帮助学生概概括本课的知识结构，在引导学生思考的过程中，学生可以很容易得到思维导图，从而概括出本节课的重点难点，通过引导性概括，期望学生对算法与算法的描述有更深的了解，由此及彼，在今天的学习中学生也能够用思维导图的方式概括与整理知识，培养对知识概括能力，提升概括思维。
六、 总结
总之，信息技术课程标准中“计算思维”对我们一线教学人员提出了新的考验，作为一名初中信息技术教师，该如何在日常教学中让学科核心素养之“计算思维”的培养落到实处，使他们具有终身学习、适应社会和可持续发展的能力，还需要我们不断学习，深入理解“计算思维”的本质，钻研教材，思考计算思维在解决问题中的应用，才能更好地将思维的培养贯穿到每一节课的教学活动中去，这是一个艰难的探索过程，值得每一位教师不懈的探索努力。
作者简介：
梁玉芳，江苏省常州市，常州市武进区星辰实验学校。
关键词：初中信息技术;计算思维;核心素养;算法
一、 引言
在信息化高速发展的今天，国内外对学生学科核心素养日趋重视。“计算思维”是信息技术核心素养之一，它最早是由周以真教授在计算机权威期刊提出的，是指运用计算机科学领域的思想方法形成解决问题方案的过程中所包含的一系列思维活动。她认为“把一个看来困难的问题重新阐释成一个我们知道问题怎样解决的方法，计算思维是人类求解问题的一条途径，可以是各种学科的，也可以是生活中的问题。”《江苏省义务教育信息技术课程纲要》明确提出计算思维是信息技术学科核心素养之一，是解决问题的基础能力之一，是学生必须掌握的最基本的思维方式。作为一名信息技术教师，如何在教学中贯穿计算思维的培养，如何提高学生的核心素养，这就需要我们在进行教学设计时将“计算思维”渗透到每一个教学环节中，文章以苏教版《算法与算法的描述》一课为例，从分解思维、算法思维、抽象思维、概括思维四个方面谈谈计算思维培养的几个策略。
二、 创设情境，提出问题，训练分解思维
现实生活中有很多问题，如何解决现实问题呢？可以有很多思路，这种思路就是计算思维，计算思维本质上是一种使用科学工具进行高效解决问题的方法，它不是知识和工具本身，而是抽象模拟以寻求问题解决最优化方案的系统过程。而分解问题是解决复杂问题的好方法，分解就是把大问题拆成小问题，把复杂问题拆解成简单问题，把新问题拆成老问题，这样有助于将复杂的没有头绪的问题分割为较小的容易解决的几个步骤完成。
創设情境是教学设计中比较重要的一个环节，好的情境有利于学生激发学习兴趣，在本节课的导入环节，笔者用《起跑线》电影中的片段来创设情境，引出抽签程序，再通过对传统抽签过程的分析，得出解决问题的几个步骤，引出算法的概念，并揭示课题。教师利用生活化的情境，提出问题，让学生运用所学知识解决问题，老师通过提问引导学生分析问题并将大问题分解成小问题从而得出解决问题的办法。
教学片段1：创设情境，提出问题
师：大家都看过《起跑线》这部电影吗？这部电影讲述了一对中产阶级夫妇为了让孩子能够从小就获得最好的教育，走上人生巅峰而绞尽脑汁择校的故事，我们来看其中一个片段。（播放视频）
师：这段视频中通过什么样的方式让贫穷的孩子能够进入名校？生：抽签。
师：传统的抽签和电脑抽签比较，你更倾向于哪个？为什么？
师：今天我们就来编写一个抽签程序随机派法。
教学片段2：分解问题，揭示课题
师：虽然电脑程序抽签效率高，速度快，但是与传统抽签比较，其过程是相似的，请一位同学上来模拟演示抽签过程，其他同学思考，用语言描述抽签过程。（语言简洁）
生：第一步：输入名单;第二步：进行抽签;第三步：输出结果。
师：我们把这些可操作的步骤，称为解决抽签问题的一个算法，所以什么是算法？请你概括。
师生总结：算法是解决问题的方法和步骤，今天这节课我们就来学习算法与算法的描述。
该教学片段中把抽签程序的大问题分解成了简单的学习任务，抽象为“输入名单—进行抽签—输出结果”的过程。
分解问题是解决问题的一个重要方法，也是计算思维的一种。周以真教授将计算思维描述为“关于对抽象的自动化处理”，那么，在信息技术学习的过程中通过分析问题培养学生“抽象”的意识能力，就是为发展计算思维，培养数字创新能力打下了基础。
三、 分析问题，绘制流程图，培养算法思维
算法思维是计算思维的核心。那什么是算法，在这一课的概念中就提到，算法是解决问题的方法和步骤，最经典的理解算法概念的就是“狼、羊、菜过河”的小游戏，狼、羊、菜要过河，猎人一次只能带一样过河，狼和羊、羊和菜不能同处，学生可以通过玩游戏的方式多次尝试，最终发现狼和菜可以共存的特性，找出最终的方法，每一种方法的尝试就是算法思维能力提高的过程，方法有多种，每一种方法将它完整的写出步骤，即为一种算法，在这节课中，笔者是如何让学生理解算法的概念的呢？
以生活中最简单的例子“烧水泡茶”为例，假如要喝一杯茶有以下几个步骤：A烧水、B找茶叶、C洗涮茶具、D沏茶，你是如何安排呢？学生可以得出如下两种方法：
第一步：烧水;
第二步：水烧开后，洗刷茶具，拿茶叶;
第三步：沏茶。
第一步：烧水;
第二步：烧水过程中，洗刷茶具，拿茶叶;
第三步：水烧开后沏茶。
两种解决问题的步骤就是两种算法，可以明显地看出第二种算法的效率更高，在解决同一个问题时可以使用不同的算法，要尽量使用设计简单，高效的算法来解决问题，算法的优劣直接影响所编程序的质量，算法是一个程序的灵魂，所以在解决问题的过程中要不断训练学生的算法思维。除了用自然语言来描述算法外，还可以用流程图来表示算法，其比自然语言更有优势：逻辑思维更清晰，不易产生歧义。绘制流程图的软件有很多，个人认为画程不错，以本课为例，如果要制作抽签程序，我们可以用绘制流程图的方法，通过不断完善程序引出算法的三种结构：顺序结构、分支结构、循环结构，这种层层递进，层层剥解的方式，引导学生不停地思考，能够训练学生的算法思维。 计算思維的本质是抽象和符号化，模拟抽签并分析抽签过程，实质上就是利用流程图的可视化的教学策略，对学生进行算法思维的训练和培养。在训练的过程中用流程图描述程序算法，实际上是把具体的问题抽象成符号，为下一步设计程序脚本做了铺垫。当学生抽象思维水平还不够的时候，可以借助具体、直观的经验来支持，流程图可以将抽象的内容直观化。因为直观形象的事物更易于学生理解，又能引起学生浓厚的兴趣，还能启发其想象和创新。可视化的流程图的教学模式有利于学生的思维培养，有利于学生主动地进行知识建构，更有利于表达个体的思维过程，促进其思维能力的发展，帮助学生锻炼类推的能力，从而提高解决问题的效率。
四、 探究问题，启发教学，锻炼抽象思维
抽象思维是计算思维另一个重要的维度，也是我们处理问题的常见方式，它是在分析问题时抽取问题最本质的特性而形成概念，并运用概念进行推理、判断的思维活动。在使用抽象思维时会隐藏一些细节问题，删除不重要的内容，使得问题主干更加突出，利于我们解决主要问题。
在本课中，考虑到学生的差异，笔者安排了几个探究活动，活动之间前后自然衔接，环环相扣。活动一，通过探究学生现场模拟传统抽签过程的活动，尝试用语言来概括抽签步骤，得到算法的概念。这就是学生利用抽象思维得出算法是解决问题的方法和步骤。
再如活动二：尝试用自然语言来描述问题X等于A加B除以A减B，分别请几个学生上黑板写出其代数式，会发现有多种不同的答案，如果用流程图就不会产生歧义，这就是抽象思维，通过对问题的两种描述方法，体会并抽象出使用流程图描述算法的优点。
再如活动三：探究抽签程序的三种算法结构，通过对学生不断的启发，引导，学生多次的探究尝试得出最终的算法。在每个探究活动中，要保障学生能够参与到每个活动中，最大限度地调动学生的积极性，活跃课堂气氛，在自主探究过程中，教师的有效引导成为学生自主探究成功与否的关键，教师要给予学生足够的思考空间，学生边做边思考，进而有效地锻炼学生的抽象思维。可见抽象思维是在探究问题解决过程中所进行的思维活动，比教师直接的讲授方法更为有效，能够充分发挥学生思维的活跃性和积极能动性。
五、 知识回顾，注重总结，提升概括思维
概括，计算思维的一种，是对于已经解决完的问题提借供的一种快速解决新问题的方法，计算思维不仅是解决问题的过程，更是要经过抽象模拟寻求解决问题的最佳方案。在信息技术课堂教学中，无论是小知识点的总结，某一活动环节的总结，还是整节课的总结都是课堂中必不可少的重要环节，及时地总结有助于知识的记忆，同时在总结的过程中还应该注重概括思维的提升。
在本课中，小知识点的总结大部分都是请学生先尝试完成，然后由教师加工总结，引导学生不仅仅是知识的回顾记忆，更是对概括思维的一种提升。
如在提出实例“烧水泡茶”的步骤，你认为哪种算法更高效？为什么？通过学生的回答总结出算法的优劣直接影响程序的质量，算法是程序的灵魂。再如比较自然语言和流程图两种描述方法，学生通过不断地探究总结得出自然语言描述会过于烦琐，冗长，还会产生歧义，流程图的方法来描述逻辑更清晰。再如通过探究得知抽签的最终算法，回顾整个抽签过程，从分析问题—产生算法—优化算法—形成程序，总结这就是制作一个程序的完整过程，在今天解决问题时也要像今天一样形成这样的计算思维。最后的知识回顾中是通知思维导图的方式帮助学生概概括本课的知识结构，在引导学生思考的过程中，学生可以很容易得到思维导图，从而概括出本节课的重点难点，通过引导性概括，期望学生对算法与算法的描述有更深的了解，由此及彼，在今天的学习中学生也能够用思维导图的方式概括与整理知识，培养对知识概括能力，提升概括思维。
六、 总结
总之，信息技术课程标准中“计算思维”对我们一线教学人员提出了新的考验，作为一名初中信息技术教师，该如何在日常教学中让学科核心素养之“计算思维”的培养落到实处，使他们具有终身学习、适应社会和可持续发展的能力，还需要我们不断学习，深入理解“计算思维”的本质，钻研教材，思考计算思维在解决问题中的应用，才能更好地将思维的培养贯穿到每一节课的教学活动中去，这是一个艰难的探索过程，值得每一位教师不懈的探索努力。
作者简介：
梁玉芳，江苏省常州市，常州市武进区星辰实验学校。