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摘 要：随着课程改革的不断深化，明确了信息技术学科核心素养的概念，有效突出了计算思维在信息技术教学中的重要地位。信息技术课堂的核心目标是培养学生的计算思维和解决问题的能力。文章以“机器人走迷宫”为例，探究在初中信息技术课堂中学生计算思维的有效培养策略。
关键词：信息技术;计算思维;培养策略
计算思维是信息技术学科核心素养之一，是学生个体充分利用计算机科学领域的思想方法，在解决问题过程中产生的一系列思维活动。具备计算思维的学生通过多种方式收集各种信息资源，并且运用科学、合理的算法形成问题解决的方案，这是问题解决的有效方式。因此，在信息技术课堂中，教师要有意识地培养学生的计算思维，推动信息技术课程健康发展。文章以甘肃教育出版社《义务教育实验教科书·信息技术》八年级下册“机器人走迷宫”为例，探讨如何培养学生的计算思维。
一、“机器人走迷宫”的分解
计算思维能够分解问题，由复杂的问题转变为简单的问题。学生完成从解决简单的问题再到解决复杂的问题这一过程，便是复杂问题的有效解决方法。
“机器人走迷宫”这一过程较为复杂，需要学生面对各种不同的情境，按照任务需求分解机器人在迷宫中面对的情况，即分为左边没有墙，左边有墙、前边没有墙，左边有墙、前边也有墙三种情况。解决机器人在这三种情况下的行动，就可以让机器人走出迷宫，这也降低了“机器人走迷宫”任务的难度，激发了学生的探究欲望。
二、“机器人走迷宫”的模式识别
教师组织学生模仿“机器人走迷宫”活动，找出人走迷宫与机器人走迷宫之间的异同，并根据异同情况解决机器人走迷宫期间遇到的问题。教师让一名学生蒙上眼睛走出教室，发现在没有任何帮助的情况下，学生很难走出教室，而让学生靠墙行走，学生则能很快走出教室。在走出教室的过程中，学生需要通过双手配合才能完成走出教室的活动，那么机器人的手是如何感知的呢？其可以采用红外避障传感器，让机器人感知周围环境，进而寻找迷宫的出口。教师鼓励学生寻找事物之间的相似性，利用相似性解决相应的问题。
三、“机器人走迷宫”的模式归纳
教师可以将迷宫图和机器人分发给已经划分好的小组，鼓励学生在小组内进行自主探索，不断尝试各种方法，引导机器人走出迷宫。通过活动可以发现，帮助机器人找迷宫出口的过程与帮助人走出教室的模式一致，因此，可以将分解出的机器人走迷宫遇到的三种情况制定相应的行动，层层递进的完成分解任务，促使学生自主思考、分析问题，进而解决问题，有效培养学生的计算思维。这样学生能够具备提炼信息的能力，并且依据同样的信息解决类似的问题，实现问题解决方案总体思路的构建。
四、“机器人走迷宫”的算法设计
在解决“机器人走迷宫”这个复杂问题时，已经将其分解为各个简单的小问题，但是最终要将各个小问题按照顺序组合起来，这个过程需要程序设计。在程序设计中，最为重要的就是算法。教师可以利用流程图表示，促使学生直观、清晰地了解程序的运行过程和逻辑关系。流程图的使用可以帮助学生更好地学习程序，将复杂的问题简单化，促使学生更加深入地理解程序设计，提升信息技术课堂教学效果。学生的流程图设计要经过不断的完善，确定最终的程序。
学生利用已经学习过的编程知识和仿真知识，发现“机器人走迷宫”教学活动存在的问题，并加以分解，分析问题，找出解决问题的方案，使学生感受到自主探索的乐趣，不断地深入学习。在此教学活动中，所有小组学生都已经完成了教学目标，让机器人顺利走出迷宫。同时，教师利用“机器人走迷宫”的教学活动，培养了学生的计算思维，并得以有效运用，促使学生可以将计算思维运用到实际生活中。
五、“机器人走迷宫”的课后反思
在“机器人走迷宫”的课堂教学中，教师组织学生将复杂的问题分解为三个较为简单的问题，并且利用模拟的方式，即通过学生走出教室的模式分析机器人走出迷宫的活动，并找出两个活动之间的异同，进行解决。总结、归纳机器人走迷宫的一般方法，将其制作成流程圖，促使“机器人走迷宫活动”通过流程图直观地展现在学生面前，而学生根据流程图进一步设计机器人走迷宫的程序，完成整个教学活动，有效达成教学目标。学生通过观察、分析、比较等方法，层层递进地解决问题，且各个分解后的小问题按照相应的顺序完成排列，制定机器人走出迷宫的策略。在整个活动过程中，学生学会了自主寻找解决问题的方法，促使学生在遇到类似问题时也可以运用计算思维解决。
综上所述，在信息技术课堂中，教师可以通过问题的导入，引导学生对复杂的问题进行分解，加以分析，通过抽象的模拟思维，寻找问题的解决方法，不仅培养了学生的计算思维，同时也培养了学生运用信息技术知识解决实际问题的能力。计算思维增强了学生面对复杂性、开放性问题的自信心，从而攻克难题，提升学生解决问题的能力。因此，教师要注重学生计算思维的培养，为学生未来的生活和成长奠定坚实的基础。
参考文献：
[1]沈贤. 有效预设对培养学生计算思维能力的实践研究：以初中信息技术学科为例[J]. 中国教育信息化，2019（2）.
[2]梁贵媛. 创客教育视野下初中生计算思维培养的途径探索：以珠海九中“九创空间”为例[J]. 教育信息技术，2017（7）.
[3]王则瀚. 培养计算思维的初中信息技术课堂教学实践[J]. 文理导航（下旬），2018（8）.
[4]胡秋萍. 中学程序设计课程培养计算思维的策略与方法：以Scratch迷宫程序设计为例[J].中小学信息技术教育，2018（6）.
关键词：信息技术;计算思维;培养策略
计算思维是信息技术学科核心素养之一，是学生个体充分利用计算机科学领域的思想方法，在解决问题过程中产生的一系列思维活动。具备计算思维的学生通过多种方式收集各种信息资源，并且运用科学、合理的算法形成问题解决的方案，这是问题解决的有效方式。因此，在信息技术课堂中，教师要有意识地培养学生的计算思维，推动信息技术课程健康发展。文章以甘肃教育出版社《义务教育实验教科书·信息技术》八年级下册“机器人走迷宫”为例，探讨如何培养学生的计算思维。
一、“机器人走迷宫”的分解
计算思维能够分解问题，由复杂的问题转变为简单的问题。学生完成从解决简单的问题再到解决复杂的问题这一过程，便是复杂问题的有效解决方法。
“机器人走迷宫”这一过程较为复杂，需要学生面对各种不同的情境，按照任务需求分解机器人在迷宫中面对的情况，即分为左边没有墙，左边有墙、前边没有墙，左边有墙、前边也有墙三种情况。解决机器人在这三种情况下的行动，就可以让机器人走出迷宫，这也降低了“机器人走迷宫”任务的难度，激发了学生的探究欲望。
二、“机器人走迷宫”的模式识别
教师组织学生模仿“机器人走迷宫”活动，找出人走迷宫与机器人走迷宫之间的异同，并根据异同情况解决机器人走迷宫期间遇到的问题。教师让一名学生蒙上眼睛走出教室，发现在没有任何帮助的情况下，学生很难走出教室，而让学生靠墙行走，学生则能很快走出教室。在走出教室的过程中，学生需要通过双手配合才能完成走出教室的活动，那么机器人的手是如何感知的呢？其可以采用红外避障传感器，让机器人感知周围环境，进而寻找迷宫的出口。教师鼓励学生寻找事物之间的相似性，利用相似性解决相应的问题。
三、“机器人走迷宫”的模式归纳
教师可以将迷宫图和机器人分发给已经划分好的小组，鼓励学生在小组内进行自主探索，不断尝试各种方法，引导机器人走出迷宫。通过活动可以发现，帮助机器人找迷宫出口的过程与帮助人走出教室的模式一致，因此，可以将分解出的机器人走迷宫遇到的三种情况制定相应的行动，层层递进的完成分解任务，促使学生自主思考、分析问题，进而解决问题，有效培养学生的计算思维。这样学生能够具备提炼信息的能力，并且依据同样的信息解决类似的问题，实现问题解决方案总体思路的构建。
四、“机器人走迷宫”的算法设计
在解决“机器人走迷宫”这个复杂问题时，已经将其分解为各个简单的小问题，但是最终要将各个小问题按照顺序组合起来，这个过程需要程序设计。在程序设计中，最为重要的就是算法。教师可以利用流程图表示，促使学生直观、清晰地了解程序的运行过程和逻辑关系。流程图的使用可以帮助学生更好地学习程序，将复杂的问题简单化，促使学生更加深入地理解程序设计，提升信息技术课堂教学效果。学生的流程图设计要经过不断的完善，确定最终的程序。
学生利用已经学习过的编程知识和仿真知识，发现“机器人走迷宫”教学活动存在的问题，并加以分解，分析问题，找出解决问题的方案，使学生感受到自主探索的乐趣，不断地深入学习。在此教学活动中，所有小组学生都已经完成了教学目标，让机器人顺利走出迷宫。同时，教师利用“机器人走迷宫”的教学活动，培养了学生的计算思维，并得以有效运用，促使学生可以将计算思维运用到实际生活中。
五、“机器人走迷宫”的课后反思
在“机器人走迷宫”的课堂教学中，教师组织学生将复杂的问题分解为三个较为简单的问题，并且利用模拟的方式，即通过学生走出教室的模式分析机器人走出迷宫的活动，并找出两个活动之间的异同，进行解决。总结、归纳机器人走迷宫的一般方法，将其制作成流程圖，促使“机器人走迷宫活动”通过流程图直观地展现在学生面前，而学生根据流程图进一步设计机器人走迷宫的程序，完成整个教学活动，有效达成教学目标。学生通过观察、分析、比较等方法，层层递进地解决问题，且各个分解后的小问题按照相应的顺序完成排列，制定机器人走出迷宫的策略。在整个活动过程中，学生学会了自主寻找解决问题的方法，促使学生在遇到类似问题时也可以运用计算思维解决。
综上所述，在信息技术课堂中，教师可以通过问题的导入，引导学生对复杂的问题进行分解，加以分析，通过抽象的模拟思维，寻找问题的解决方法，不仅培养了学生的计算思维，同时也培养了学生运用信息技术知识解决实际问题的能力。计算思维增强了学生面对复杂性、开放性问题的自信心，从而攻克难题，提升学生解决问题的能力。因此，教师要注重学生计算思维的培养，为学生未来的生活和成长奠定坚实的基础。
参考文献：
[1]沈贤. 有效预设对培养学生计算思维能力的实践研究：以初中信息技术学科为例[J]. 中国教育信息化，2019（2）.
[2]梁贵媛. 创客教育视野下初中生计算思维培养的途径探索：以珠海九中“九创空间”为例[J]. 教育信息技术，2017（7）.
[3]王则瀚. 培养计算思维的初中信息技术课堂教学实践[J]. 文理导航（下旬），2018（8）.
[4]胡秋萍. 中学程序设计课程培养计算思维的策略与方法：以Scratch迷宫程序设计为例[J].中小学信息技术教育，2018（6）.