基于問題驅(qū)動的學(xué)生計算思維能力培養(yǎng)探究計算思維與我們的工作和生活密切關(guān)聯(lián)如在你準備出門去上學(xué)前，把課堂用品放入書包，這屬于“預(yù)置和緩存”;當(dāng)遺失物品時，你會按照原路去尋找物品，這屬于“回推”;你何時放棄租賃自行車而買一輛屬于自己的車，這屬于“在線算法”;當(dāng)你回家乘地鐵時，決定從哪個關(guān)卡排隊刷卡進入，這屬于“多服務(wù)器系統(tǒng)”性能模型;為什么在停電以后我們還可以繼續(xù)使用筆記本電腦？這屬于“失敗無關(guān)性”和“設(shè)計冗余性”。計算思維將融入到每個人的生活之中，并成為一種必備的生存技能。信息技術(shù)教學(xué)中計算思維培養(yǎng)的現(xiàn)狀1.在中小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中對計算思維的認識存在誤區(qū)就目前的中小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)而言，學(xué)生大多是“動手做”，而缺少“用腦想”。學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性低，他們認為上信息技術(shù)課就是網(wǎng)絡(luò)資源的獲取或者是對部分熱門軟件相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，或僅僅是算法的實現(xiàn)。2.計算思維在信息技術(shù)教學(xué)中的融合與滲透基于問題驅(qū)動的計算思維培養(yǎng)策略計算機求解問題的思路是“問題—建?！椒ā?，即尋找問題，建立嚴格的數(shù)學(xué)模型，以最終求解問題的思路實現(xiàn)設(shè)計方法。“問題驅(qū)動式”的中小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)模式，其核心思想是在信息技術(shù)教學(xué)過程中，以問題為中心，以學(xué)生為主體，教師作為教學(xué)的主導(dǎo)者，將教學(xué)與問題掛鉤，讓學(xué)生圍繞問題去尋找解決辦法，并在此過程中培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。1.創(chuàng)造真實“情境式問題”激發(fā)計算思維教師在教學(xué)過程中，設(shè)置恰當(dāng)?shù)膯栴}情境，能夠快速激發(fā)學(xué)生解決問題和探索未知的欲望。通過真實性的問題情境創(chuàng)設(shè)調(diào)動人的所有感官使其積極主動地參與到創(chuàng)設(shè)的問題中來，這是完全符合一個人的正常心理的。因此，需要注重從學(xué)生未知內(nèi)容的學(xué)習(xí)活動中獲得真實情境創(chuàng)設(shè)的靈感，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并解決問題，激發(fā)學(xué)生思維。例如，在講授“數(shù)據(jù)采集與編碼”一課時，教師可創(chuàng)設(shè)真實的問題情境：讓學(xué)生聽完歌曲，然后呈現(xiàn)以下問題，讓學(xué)生思考并回答。問題①：你能說出觀察到的波形有哪些特點嗎？（提示：可以從水平方向和豎直方向觀察，水平方向體現(xiàn)疏密，豎直方向體現(xiàn)高低）問題②：對于一個波形，可以從哪些方面去描述它？（振幅與頻率，頻率是波長的倒數(shù)）問題③：如何把這個波形進行數(shù)字化？（時間段無限小，趨近用數(shù)據(jù)點來表達）問題④：如何表達波形上的點？（進一步引出采樣、量化等數(shù)字化相關(guān)原理）問題設(shè)計的目標(biāo)是讓學(xué)生能夠初步了解模擬信號與數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換是通過簡單的編碼完成的（錄音采集），進而為后續(xù)理解聲音存儲空間的計算思維做鋪墊。2.設(shè)立“問題鏈”助推計算思維“問題鏈”即兩個或兩個以上垂直梯度上產(chǎn)生的一系列問題。用問題驅(qū)動教學(xué)的核心是構(gòu)建“問題鏈”，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、解決問題的能力。教師從學(xué)生視角分析問題，以學(xué)生的生活經(jīng)驗和興趣愛好為依據(jù)，充分考慮學(xué)生已有的知識經(jīng)驗，創(chuàng)設(shè)問題情境，并提出問題，再由問題進化為任務(wù)。需要注意的是問題情境的創(chuàng)設(shè)，應(yīng)從任務(wù)設(shè)計去綜合考慮，要與問題情境的設(shè)計聯(lián)系起來。例如，在講授“算法與程序設(shè)計”模塊中的“打印星號（*）”內(nèi)容時，學(xué)生要調(diào)用循環(huán)結(jié)構(gòu)、控制過程、程序中循環(huán)變量和累加器的使用等相關(guān)知識。首先，教師可創(chuàng)設(shè)以下問題來引導(dǎo)學(xué)生，①在窗體中第1行打印10個星號，如何實現(xiàn)？②在窗體中打印10行（每行10個星號），如何實現(xiàn)？③在窗體中打印100行，又該如何實現(xiàn)？接著，教師提供以下問題進一步引導(dǎo)學(xué)生思考該語句的基本要素和功能：④Print語句執(zhí)行了多少次？⑤哪個變量控制Print語句執(zhí)行的次數(shù)？⑥Print語句何時執(zhí)行結(jié)束？最后，在學(xué)生嘗試解決問題④⑤⑥后，教師可進一步設(shè)置任務(wù)：①Print語句執(zhí)行的次數(shù)是怎樣控制的？（繼續(xù)設(shè)計提問，引導(dǎo)任務(wù)）②程序?qū)绾芜\行該處循環(huán)部分？（學(xué)生思考）③深層挖掘，i如果最先賦值為10，結(jié)果是怎樣的？（目的是讓學(xué)生對For循環(huán)執(zhí)行次數(shù)的控制進行進一步思考）3.構(gòu)建“旨趣問題”引領(lǐng)計算思維“旨趣問題”即具備有效教學(xué)效果的有趣問題。教師通過巧設(shè)問題，制造一系列懸念，引燃學(xué)生思維的火花。例如，在學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計初步相關(guān)模塊時，可通過“猜價格”的游戲，激發(fā)學(xué)生興趣?；趯W(xué)生猜測方法的不同，最后可以進一步提問：哪一種方式能夠更快更準地猜到價格？這種基于學(xué)生興趣的互動提問方式，可以有效培養(yǎng)學(xué)生對信息技術(shù)的濃厚興趣，也讓學(xué)生形成了一定的計算思維。4.利用“關(guān)聯(lián)問題”發(fā)散計算思維“關(guān)聯(lián)問題”即水平梯度上相互關(guān)聯(lián)的問題。教師以問題設(shè)計作為教學(xué)的主線，引導(dǎo)學(xué)生在解決問題時靈活運用計算思維方法（建模、抽象、約簡等），自主找出各種關(guān)聯(lián)的因素，提高學(xué)生的思維能力。例如，在講授“人工智能”的相關(guān)內(nèi)容時，教師可結(jié)合中學(xué)STEAM創(chuàng)客教學(xué)活動——機器人行走控制，設(shè)計一定的環(huán)節(jié)來培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。具體的教學(xué)應(yīng)是，借助機器人行走案例，以計算月球車行走過的距離為切入點，同時借助數(shù)學(xué)工具，讓學(xué)生明白“速度”與“時間”是計算出月球車行走距離的兩個關(guān)鍵要素。因此，讓機器人行走這一案例所產(chǎn)生的問題，只需設(shè)置行走速度和行走時間。學(xué)生可以自主嘗試解決針對后續(xù)的機器人行走“轉(zhuǎn)向”模塊處理一系列相關(guān)問題。在信息技術(shù)教學(xué)中，用問題引導(dǎo)教學(xué)過程，通過轉(zhuǎn)化、建模、約