高中信息技术教育中的算法思维培养策略研究

　　摘要：随着国内信息技术水平的不断提升，社会各行各业都在积极使用计算机与互联网，因此社会对具有信息素养的优质人才产生了更大的需求。2003年国家正式将算法与程序设计设置为信息技术的五个选修模块之一，从简单的问题出发设计解决简单问题的算法，从而提高现阶段高中生的逻辑思维能力，进一步实现全面发展。基于此本文将对高中信息技术教育中算法思维的培养策略进行深入探析。

　　关键词：高中信息技术教育;算法思维;培养策略

　　对高中信息技术教育而言，如何能培养并有效提高学生的算法思维能力是教师的重点研究课题之一。在此过程中，教师既要保证学生熟练掌握专业知识，同时也要与时俱进满足时代发展需求。教师需要更新教育理念，对教学模式进行全方位的创新，构建出一套完整的高效教学体系，为学生提供实践操作机会，为学生的未来学习和发展打下坚实的基础。

　　一、算法思维的概念

　　算法思维是指人在解决或完成任务的过程中对问题和任务起点、边界、限定范围有明确的认知，拥有算法思维的人即使不能快速得到问题的答案，也能按照缜密的思维逻辑进行分析，最终循序渐进地解决问题。算法思维是过程的表达方式，它由一系列已经规定好的操作步骤组成，用于解决特定的问题，高中生拥有算法思维能在学习中形成清晰的思路，从而找到有效的解决途径，提高学习质量。

　　二、算法思维的教育意义

　　(一)提高数学思维品质已经形成定式的算法思维是没有缺陷的，但是我们在认真探析其形成过程时会发现，无论是处于哪一个发展阶段的人，想要熟练地运用算法思维解决实际问题都需要经历感知、观察、分析、总结归纳这一完整的过程，他们的思维品质也随着发现、分析、使用的过程而逐渐提升。与此同时我们还应当明确一点，所谓算法是在数学理论之上产生，因此形成算法思维也意味着数学思维品质的提高，由此更能体现出在授课过程中着重培养学生算法思维的重要性，保证学生在具有良好数学思维品质的前提下为社会做出更多的贡献。

　　(二)提高逻辑思维能力逻辑思维能力是指在做事的过程中会使用具有一般规律的思维，有具体的方法、形式和风格。在教学过程中培养学生的逻辑思维能力是一项重要任务，培养算法思维能够有效提高教学效率。学生如果能够经历算法化的过程也能对算法精神有更深层的感悟，那么无论是在学习还是日常生活中都能快速梳理问题中各类信息之间的关系，最终按照固有顺序进行整合，使逻辑思维能力得到有效提升。

　　三、高中信息技术教育中的算法思维培养策略

　　(一)立足生活实际，了解算法思想

　　课程改革要求尊重学生的主体性，保证学生积极参与每一项课堂活动。为了满足这一要求，教师需要更新教育理念，从生本的角度出发筛选教学内容，将培养学生的主观意识和思维能力作为首要目标，做到教学内容和生活实际的有机融合，课上为学生展示生活化案例，并要求他们根据生活经验和习惯去解决问题。在此期间学生能够对算法思维的定义形成深入了解，为后续的教学工作作好铺垫，保证高效教学[1]。

　　在这过程中教师也可以组织多元化的探索活动，采取问题引导、小组合作的教学方法。学生通过对解决问题过程的详细分析能够在脑海中形成一个流程图，深入理解流程中每一个分支的组成结构以及知识内涵。同时教师再进行针对性的指导，从实践操作的角度去促进学生逻辑思维能力、分析问题能力以及实践操作能力的提升，引导学生明确认知算法思维在信息技术知识学习过程中的重要性，从而真正了解算法思想，从主观意识上接受自身算法思维的形成。

　　(二)布置数学题目，形成算法思维算法思维是在数学学科的基础上形成的，学生在解答数学问题的过程中会总结出解题原理以及解答方法，从而构建出一个独特的思想体系，这一体系正是算法思维，由此可见数学题目对算法思维的重要意义[2]。

　　高中信息技术课程将培养学生的算法思维视为首要教学目标，但是在这样的前提下教师难以将数学与信息技术教学进行真正地融合，导致学生只能凭借自己的想象而非实践操作去解决问题，形成的算法思维形式化严重，不能对未来学习和发展起到促进作用。在这样的情况下，教师需要从大量的数学题目中挑选一些具有典型特点的算法体系，应用在程序设计的过程中。因为程序设计原理与数学题目的解答方法相同，所以二者的算法思维具有一致性。学生的思维品质得到最大程度的锻炼，同时他们的行事逻辑能力也随之提高，从而实现学生算法思维的理想目标。

　　(三)解决复杂问题，提升教学价值算法思维的形成和提升与学生的学习热情与学习兴趣有直接关系，他们会在兴趣的基础上产生高涨的学习动力。但是我们通过对教学课程设计的调查可以发现，教师在设计授课计划时往往会忽略动因，缺少这一关键因素就难以在信息技术教学中培养算法思维，降低教学价值。此时教师需要在进行课程设计时合理利用Java、Python、Foxpro、VB语言的特点，设计专属的问题驱动方法，并要求学生使用算法思维依次处理这些问题，以此调动他们的学习积极性。在算法思维提升的过程中，学生除需具备解决一般程序设计中的三种基本结构组成的问题外，还需要了解其原理和具体的解答流程。教师必须重点强调形成独有思维体系的重要性，深化学生的算法意识，保证他们在学习过程中始终算法思维一致，并将其完美地融合到日常生活之中，最终实现理想化教学目标，促进学生综合素质的发展。

　　(四)利用符号媒介，加强理解能力算法思维是一种抽象化的思维模式，学生只有在以其他具象化形象为媒介的前提下才能真正理解算法体系，掌握每一个过程的操作方法，他们会在不同的算法层级中准确地使用不同的符号，从而促进算法思维与能力的发展。为此教师需要在进行计算机教学的过程中将程序的制作步骤、操作流程用多样化的符号表现出来，以此激发学生对学习过程的探究欲望。同时教师也需要给予学生鼓励与支持，引导他们用自己专属的符号进行解题和表达。通过这样的方式，教师能够深度挖掘学生的潜力，让他们敢于并善于利用算法思维解决信息技术课程中的问题，强化理解能力，提升个人水平[3]。

　　(五)注重程序设计，创设学习环境

　　算法思维的形成与人机互动和师生的有效交流有密切关联，在信息技术课堂上学生能够自然地融入课程中，在信息技术的特定程序中主动学习、主动探索，注重算法过程，起到深化算法思维的作用。但是目前很多高中教师依旧保留着传统思想，无法充分地利用现有网络优势，无法体现出信息技术课程的真正价值，学生也只注重最终结果而非算法过程。

　　基于此，教师需要对 Java和Python的语言特点有充分认知并合理应用，为学生提供友好的人机交互界面。因为命令语言简洁，为学生提供了大量主动思考的空间，学生的积极性和主动性被充分激发，从而领悟算法思维的真实内涵。同时教师还能利用网络优势让学生在课上展示自己的作品，互相分享解题经验，一方面能提高学生思维品质，另一方面也能强化学生的学习自信，起到调动主动性、养成算法思维的积极作用。

　　(六)组织课上实践，强调解题过程

　　算法思维的形成离不开实践操作，学生明确解题原则以及具体解决方法后能潜移默化地形成算法思维，所以教师一定要增加上机实践操作环节，锻炼学生的解题能力。而在课堂上，有些教师为了让学生更好地掌握实践技巧，往往会反复演示，这样就无法给学生充足的时间进行操作练习，教学效果一直得不到提升[4]。因此教师需要结合教授内容为学生合理安排实践活动，将理论知识和实践结合，锻炼学生的推理能力和创新能力，让学生在自己验证、运行程序的过程中进行证明和猜想，充分发展自己的个性，体现出信息技术教学的创造性价值。在此期间学生对陌生领域的畏惧感会大幅度降低，也能进一步理解算法思维的真正含义，及时进行归纳和总结，进一步发明和创新算法过程，实现个性化发展。

　　(七)构建评价体系，强化算法思维

　　及时的课后评价可以帮助学生对自身的学习状态和学习能力产生明确认知，学生能够快速找出自己的问题，及时改正缺点，促进学习水平的提高。但是长期以来课堂评价没有得到教师的重视，学生不了解自己对理论知识理解的差异，也不能明确实践操作中的问题所在，未能及时改正不足导致所学知识无法内化，无法真正形成算法思维。因此教师在授课中一定要构建一套完整的评价体系，分析学生在学习过程中的探究态度、表现以及最后呈现出的学习效果，多方面进行评价。此外培养算法思维需要学生在具备解决问题的能力后将其运用到生活实际之中，所以教师也要结合实际案例进行针对性说明，引导学生学习正确方法，树立自信心，调整学习态度，不断探索，强化算法思维，提高实践能力。

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　　四、结语

　　综上所述，高中信息技术教师在开展培养学生算法思维的有关工作时一定要与时俱进、转换思想，同时也要重视过程而非一味追求结果，不要急于求成，从而为学生提供最优质的学习环境。在此过程中，教师一定要了解班级学生的实际情况，掌握他们的学习特点和对新知识的接受能力，由此设计针对性的教学方案。教师还要重视将所授内容与生活实际事件相结合，促使学生在解决问题的过程中对算法思维产生深度认知，此后教师再为大家提供更多高难度的相关问题，让学生在实践中得到算法思维的提升，最终得到全面发展。

　　参考文献：

　　[1]魏娟.高中学生计算思维培养策略研究[D].宁夏大学，2019.

　　[2]祝缓.高中信息技术课程教学中计算思维培养研究[D].广西师范大学，2018.

　　[3]孙宁.核心素养视域下高中生计算思维能力的培养研究[D].宁波大学，2018.

　　作者：王庆良