摘要：本文聚焦指向計算思維的高中信息技術學業(yè)水平試題，在對“計算思維”的概念內涵和高中信息技術學業(yè)水平考試要求全面深入研究的基礎上，展開教學案例設計與課堂實踐，同時，立足于教學實際，提出高中信息技術教學可以從實施項目教學、設置情境問題、跨學科融合設計發(fā)散性任務等方面進行教學訓練，以提高學生的計算思維水平。關鍵詞：計算思維；學業(yè)水平考試；教學策略《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課標”）提出要發(fā)展學生的計算思維，并鼓勵學生在不同的問題情境中，運用計算思維形成解決問題的方案。[1]同時，新課標指出要鼓勵學生通過自主探究解決項目中的問題，在解決問題的過程中整合知識，促進思維發(fā)展，引導學生在“嘗試—驗證—修正”的“試錯”過程中，發(fā)展計算思維。[2]新課標不僅在知識內容和技能掌握方面對教師提出了更高的要求，更是對學生的思維發(fā)展提出了更深層次的期許，同時對學生的學習提供了強有力的指導。因此，如何讓學生在知識學習與技能習得的同時達成思維訓練，如何考查學生思維能力的提升，是一線教師以及教育考試院的命題專家不斷探索思考的問題。計算思維的特征與考查方式新課標中明確指出：計算思維是指個體運用計算機科學領域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產生的一系列思維活動。[3]國際教育技術協(xié)會（ISTE）與計算機科學教師協(xié)會（CSTA）從操作的角度，定義計算思維是一個問題解決的過程，該過程包括問題闡釋、數據分析、數據呈現(xiàn)、解決方案的制訂、資源的最有效利用與整合、問題解決方案的遷移應用等。[4]在實際教學過程中，對計算思維水平進行評測是一個比較系統(tǒng)復雜的工作，對問題解決的過程，可以從對問題的抽象概述、對數據的組織與合理利用、對結構模型的抽象等角度進行評估考查。不同的角度選擇的考查評估方式應有所不同，對不同層次學生的計算思維水平評測的方法也應有所區(qū)別。關于計算思維水平的評估，國內外的很多專家學者進行過研究，比較典型的就是基于試題的評價工具，以試卷測試題的形式進行客觀的測量。對于有一定計算機編程基礎的學生，還可以設計不同層次類型的編程類習題，基于編程對學生計算思維水平進行考查。此外，還可以觀察記錄學生解決問題的過程，并形成過程性評價。高中信息技術學業(yè)水平考試的要求高中信息技術學業(yè)水平考試是一項合格性考試，是面向全體高中生的考試，相較于高考這種選拔性考試，學業(yè)水平考試更加側重對信息技術學科基礎知識和技能掌握情況的考查，強調知識的覆蓋面，強調試題的普適性，注重考查學生學習的廣度，而非深度。高中信息技術學業(yè)水平考試以學業(yè)質量水平2為依據，以高中階段的兩個必修課程模塊為內容載體，以當地學生的學習情況為參考進行命題考查。筆者所在省的學業(yè)水平考試采用的是上機測試的形式（40分的基礎知識選擇題，還有60分的操作題），在全面考查學生的基礎知識水平和技能操作水平的同時，還需要根據學科核心素養(yǎng)水平表現(xiàn)考查學生的關鍵能力。新課標將計算思維劃分為4個水平，各個水平之間有一定的層次關系，落實到學業(yè)水平考試的試題考查中，不僅需要考慮學業(yè)質量水平，還需要梳理其與核心素養(yǎng)各級水平之間的關系。基于此，筆者所在省的高中信息技術學業(yè)水平考試在綜合考慮學業(yè)質量水平和計算思維的水平劃分與描述后，將計算思維的考查落腳于程序設計單元，考查學生運用Python程序設計語言編寫計算機程序解決問題的能力。對比分析2023年1月的學業(yè)水平考試和2024年1月的學業(yè)水平考試中的Python程序設計題，考查的知識點基本一樣，但題目的設計變化較大。例如，在兩道考查if條件分支語句的題目中，2023年的題目要求學生寫出除輸入語句以外的所有代碼，2024年的題目代碼結構完整，只讓學生補充填空。初看2024年的題目的難度要比2023年的題目大得多，但仔細分析就會發(fā)現(xiàn)，2024年的題目更加注重學生抽象問題、界定問題、分析問題的能力，只需梳理清楚變量之間的關系，問題就會迎刃而解。新課標、新教材施行三年來，筆者所在省高中信息技術學業(yè)水平考試的試題對學生計算思維水平的考查越來越具象化，也越來越靈活，不僅考查學生程序設計語句的基礎知識，更注重考查學生對數據的識別組織能力和對問題的分析能力、抽象概括能力。指向計算思維的高中信息技術學業(yè)水平試題的教學策略1.實施項目教學，建構知識體系指向計算思維的學業(yè)水平考試題雖然在不斷變換形式、題型，但是完成這些題目應具備的基礎知識是固定的，運用計算機領域的思想方法解決問題的思路是可以經過訓練習得的。在算法與程序設計章節(jié)，教師可以基于學生的真實學習生活，展開項目活動設計。例如，在while循環(huán)語句這一節(jié)中，教師設計了隨機點名程序項目活動，并設置層層遞進的探究任務，讓學生在探究操作的過程中建構起while循環(huán)語句的結構體系，并在項目推進中了解列表、隨機函數等相關內容，學生在項目不斷拓展的過程中了解程序軟件的設計思路與過程，在自己設計制作小程序的真實體驗中逐步建立起程序設計的物化思維，達成知識建構與思維訓練。2.設置情境問題，培養(yǎng)關鍵能力計算思維作為一種復雜的思維方式，是學生在分析、思考、實踐問題的過程中逐步形成的，指向計算思維的學業(yè)水平考試題主要考查的是學生的計算思維能力，而無論是選擇題還是操作題，都需要學生具備解讀題目、抽象概括題目問題、分析問題、合理利用數據和資源、調用知識、闡釋解決問題的能力。以2024年1月學業(yè)水平考試中的“for循環(huán)語句”題目為例，學生首先需要讀懂題目所給的樣例，分析樣例中涉及的兩個數據變量，分析梳理出這兩個數據變量的變化規(guī)律；其次，讀懂題目已經給出的部分代碼，分析代碼中所給的變量哪一個是用for循環(huán)調用range（）函數來實現(xiàn)，哪一個是在程序循環(huán)中需要自己寫語句來實現(xiàn)；最后，需要看懂樣例中的表達式是如何通過程序實現(xiàn)打印出來的（包括標點符號以及變量的前后位置）。這一過程，需要學生有讀題、析題、運用形式化方法熟悉問題、運用計算機程序設計的相關知識編寫補充代碼實現(xiàn)問題解決的能力。因此，教師在日常教學過程中需要多關注問題的情境，設置復雜的情境、具有挑戰(zhàn)性的任務，讓學生在情境任務中通過經歷思考分析、數據組織、資源調用、實踐演練、反饋調整的過程逐步形成計算思維。3.跨學科融合，培養(yǎng)發(fā)散思維（1）引入跨學科案例，引導學生抽象界定問題為了讓學生更容易讀懂題目，抽象出問題的模型，教師可以引入跨學科案例，讓學生利用多學科知識、綜合各種信息資源，設計出解決問題的算法模型，運用計算機領域的思想方法與知識內容解決問題，并將解決問題的方案遷移應用于其他問題中。例如，在體驗程序解決問題的題目中，可以引入如體育學科中IBM計算與判斷、運動心率的測試驗證等案例，讓學生通過跨學科融合抽象出算法模型，更好地理解計算機程序算法的思想方法。（2）通過典型習題檢驗和鞏固學生的發(fā)散思維為了不斷鞏固學習效果，教學過程中教師可以適時引入一些典型習題，以訓練學生的發(fā)散思維。在學完程序的基礎語句和三種基本結構之后，教師可以將典型問題做一些變形，以充分調動學生的主觀能動性。例如，針對學生熟知的概念“因數”，教師可以讓學生設計算法編寫代碼以實現(xiàn)求任意一個正整數的因數。先引導學生了解因數的概念——假如三個整數a、b、c，使a*b=c，則稱a和b就是c的因數，題目的要求是從c入手去找a和b，只要c能整除a，a是c的因數，同時b也是c的因數，a和b的取值范圍就是1到c本身，a和b可能是同一個數字，可以想到，求c可以采用枚舉的算法一次判斷1到c，這個c的個數就是c的因數（如右圖），即可實現(xiàn)這個題目的求解。經過教師的引導，學生利用數學知識進一步優(yōu)化程序，修改range（1，c/2+1）程序的執(zhí)行次數可縮減一半，還有學生會進一步修改為c的開平方+1，又一次提高程序效率。同時，教師也可以進行進一步拓展：求c的因數的個數、因數的和、判斷c是否為素數等。一道題目多角度發(fā)散，打破學科知識、模塊知識的常規(guī)界限，讓學生在探究任務的過程中建立起知識之間的內在邏輯關系，達到思維訓練的目的。（3）在學科實踐中提升學生的創(chuàng)新能力指向計算思維的學業(yè)水平考試具有多樣性和不確定性，僅僅依靠典型習題對學生的發(fā)散思維進行訓練是遠遠不夠的，還需要從日常的學科實踐入手，讓學生經歷真實的問題解決過程，在學科實踐活動中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。例如，在科技節(jié)活動中開展編程挑戰(zhàn)，如編寫小游戲、制作簡單的網頁或APP等，幫助學生掌握編程語言和技能，同時激發(fā)他們的創(chuàng)新思維和解決問題的能