試論編程教學(xué)中對(duì)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)

陳鐘宇

摘 要：隨著新課標(biāo)進(jìn)程的持續(xù)深入推進(jìn)，小學(xué)教育已經(jīng)越來(lái)越注重對(duì)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培育。小學(xué)信息技術(shù)作為培養(yǎng)小學(xué)生信息知識(shí)和發(fā)展學(xué)生信息綜合素質(zhì)的重要學(xué)科，對(duì)學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展對(duì)人才的需求有著重要的意義。小學(xué)信息教師應(yīng)注重學(xué)生信息核心素質(zhì)發(fā)展尤其是計(jì)算思維的發(fā)展對(duì)學(xué)生信息綜合素質(zhì)發(fā)展的重要作用。積極學(xué)習(xí)高效教法，科學(xué)高效地開(kāi)展對(duì)小學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展更加有效的信息教學(xué)活動(dòng)。

關(guān)鍵詞：編程教學(xué)；計(jì)算思維；培養(yǎng)

計(jì)算思維不只是一種解決問(wèn)題的方式，更是一種分析問(wèn)題、思考問(wèn)題、簡(jiǎn)化問(wèn)題，和構(gòu)建知識(shí)體系框架的重要手段。是運(yùn)用計(jì)算概念、計(jì)算時(shí)間和計(jì)算觀念進(jìn)行問(wèn)題解決的過(guò)程性思維。對(duì)小學(xué)生發(fā)展形成成熟的編程思想具有積極的助推意義。而且對(duì)于小學(xué)信息教師而言，在小學(xué)scratch編程教學(xué)實(shí)踐中具有較強(qiáng)的可操作性，教師注重提升自身的計(jì)算思維能力，在教學(xué)活動(dòng)中注重強(qiáng)化學(xué)生的計(jì)算思維，促使學(xué)生通過(guò)高效的思維方法實(shí)踐提升自身計(jì)算思維水平。

一、編程教學(xué)中培養(yǎng)計(jì)算思維的重要性

計(jì)算思維代表著一種普遍的認(rèn)識(shí)和一類(lèi)普適的技能。計(jì)算思維作為是一種遞推思維，在人們外在學(xué)習(xí)和問(wèn)題解決的過(guò)程中具體表現(xiàn)，好似把一個(gè)看起來(lái)困難的問(wèn)題重新闡述成一個(gè)我們知道怎樣解決的問(wèn)題。所以，要培養(yǎng)小學(xué)生成熟的編程思想和信息素養(yǎng)，應(yīng)熱心地學(xué)習(xí)和運(yùn)用計(jì)算思維。計(jì)算思維能讓人像科學(xué)家一樣思考問(wèn)題，求解問(wèn)題，構(gòu)建知識(shí)體系。加之當(dāng)前各領(lǐng)域、各行業(yè)、各層面的信息化進(jìn)程不斷深化，社會(huì)對(duì)新一代人才的由科學(xué)思維構(gòu)建的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)核心素養(yǎng)有了更高的要求，其中，計(jì)算思維對(duì)于學(xué)生在編程學(xué)習(xí)初期的計(jì)算機(jī)核心素養(yǎng)養(yǎng)成有重要的作用，也是其重要的組成部分。因此，小學(xué)信息教師應(yīng)以計(jì)算思維的培養(yǎng)作為發(fā)展小學(xué)生信息素養(yǎng)的重中之重。

二、高效備課提升教師自身的計(jì)算思維

在小學(xué)編程知識(shí)的學(xué)習(xí)中，雖然小學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體是教師開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)的基本理念，但是教師作為課堂活動(dòng)的主導(dǎo)者，在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生能感受到任課教師對(duì)課程的態(tài)度和觀念，所以教師的思維體系對(duì)學(xué)生的思維引導(dǎo)和知識(shí)體系構(gòu)建有著積極、重要的作用。所以，教師要達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維的目的，要積極提升自身計(jì)算思維能力和水平，在備課期間理清每一章節(jié)教材的知識(shí)點(diǎn)，并結(jié)合教材總體知識(shí)內(nèi)容，構(gòu)建完整的學(xué)期信息知識(shí)體系，清晰要針對(duì)新課知識(shí)進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)在整體知識(shí)體系中的位置和意義。

例如，教師在教學(xué)“小貓畫(huà)圖形”內(nèi)容時(shí)，教師結(jié)合了小學(xué)六年級(jí)下冊(cè)總體知識(shí)，認(rèn)為本節(jié)新課知識(shí)主要教會(huì)學(xué)生會(huì)設(shè)置畫(huà)筆模式，會(huì)改變角色的朝向和初始狀態(tài)，測(cè)試腳本等，對(duì)后面要學(xué)習(xí)的“小貓做數(shù)學(xué)”、“小貓走迷宮”等課程的學(xué)習(xí)有著重要的基礎(chǔ)意義。小學(xué)生的計(jì)算思維在后期的實(shí)踐中對(duì)軟件基本操作的要求是非常必要的。所以教師在本課內(nèi)容教學(xué)的設(shè)計(jì)中主要注重對(duì)學(xué)生對(duì)Scratch指令模塊區(qū)的畫(huà)筆模塊中“將畫(huà)筆的大小設(shè)定”、“落筆”、“抬筆”等指令以及動(dòng)作模塊中“移動(dòng)”指令的教學(xué)，和各種指令的組合教學(xué)進(jìn)行了教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生通過(guò)動(dòng)作指令以及組合指令的學(xué)習(xí)，為后期在scratch編程的理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐活動(dòng)打好基礎(chǔ)，同時(shí)教師針對(duì)scratch指令的分組教學(xué)進(jìn)行了在每個(gè)課程的添加設(shè)計(jì)，在提升教師自身的計(jì)算思維的同時(shí)，為學(xué)生的計(jì)算思維培養(yǎng)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、強(qiáng)化邏輯分析培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維

計(jì)算思維的基礎(chǔ)是對(duì)問(wèn)題進(jìn)行邏輯分析，將難以解決的問(wèn)題通過(guò)分析，將難題分解為可以解決的一個(gè)個(gè)小的可以執(zhí)行的步驟，因此達(dá)到利用計(jì)算思維進(jìn)行難題的解決的目的。因此，教師對(duì)學(xué)生的計(jì)算思維的培養(yǎng)要建立在培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維的基礎(chǔ)上，促使學(xué)生利用邏輯分析能力發(fā)展和強(qiáng)化學(xué)生自身的計(jì)算思維。首先教師要注重培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題意識(shí)的能力，在對(duì)問(wèn)題的解決之前，先對(duì)問(wèn)題的概念以及發(fā)展過(guò)程進(jìn)行判斷，并在推理的基礎(chǔ)上反映事物本質(zhì)的過(guò)程。教師要發(fā)揮自身引導(dǎo)教學(xué)的作用，引導(dǎo)學(xué)生在分析問(wèn)題的過(guò)程中有條理，有根據(jù)，最終清晰解決問(wèn)題的思路，促使學(xué)生通過(guò)問(wèn)題的理解過(guò)程，發(fā)展計(jì)算思維。

例如，教師在教學(xué)“鯊魚(yú)捕小魚(yú)”內(nèi)容時(shí)，教師在開(kāi)展對(duì)學(xué)生的“編輯角色造型”和“切換造型命令”以及“綜合運(yùn)用條件指令和偵測(cè)指令設(shè)計(jì)腳本”前，首先利用了多媒體信息展示工具為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了“鯊魚(yú)捕小魚(yú)”的動(dòng)畫(huà)情境，并以此為基礎(chǔ)，和學(xué)生對(duì)利用scratch軟件制作這樣一個(gè)動(dòng)畫(huà)展開(kāi)了問(wèn)題的分析、步驟的分解：“制作動(dòng)畫(huà)的第一步和寫(xiě)作文一樣，要先構(gòu)思，時(shí)間、地點(diǎn)、任務(wù)、發(fā)生了什么事，在scratch軟件里面相對(duì)應(yīng)的是‘背景、‘角色、‘腳本也就是動(dòng)作?！蹦敲?，舞臺(tái)背景是什么呢？“水下”學(xué)生回答道?！敖巧悄男┠?？”“鯊魚(yú)、小黃魚(yú)、小紫魚(yú)”。經(jīng)過(guò)對(duì)“鯊魚(yú)捕小魚(yú)”在scratch軟件制作過(guò)程的分析，教師引導(dǎo)學(xué)生弄清楚了具體的操作步驟，并利用邏輯分析的思想，在指令設(shè)計(jì)和執(zhí)行的教學(xué)活動(dòng)中，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行了具體的操作步驟分析，將“鯊魚(yú)捕小魚(yú)”的復(fù)雜問(wèn)題利用計(jì)算思維徹底簡(jiǎn)化，幫助學(xué)生利用計(jì)算思維解決復(fù)雜問(wèn)題，促進(jìn)了學(xué)生的計(jì)算思維發(fā)展。

四、利用思維導(dǎo)圖發(fā)展學(xué)生的計(jì)算思維

思維導(dǎo)圖，又叫心智導(dǎo)圖，是表達(dá)發(fā)散性思維的有效思維工具，將思維形象化，對(duì)教師開(kāi)展scratch編程教學(xué)活動(dòng)中對(duì)學(xué)生的計(jì)算思維的培養(yǎng)有積極的促進(jìn)意義。思維導(dǎo)圖注重運(yùn)用圖文并重的方式，將整體的知識(shí)體系利用各級(jí)主題的關(guān)系進(jìn)行關(guān)聯(lián)，將主題關(guān)鍵詞與圖像、顏色、功能等建立鏈接，能有效強(qiáng)化學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的記憶。在思維導(dǎo)圖的構(gòu)建過(guò)程中，學(xué)生利用主題關(guān)鍵詞與相匹配的有助于記憶的意象進(jìn)行關(guān)聯(lián)和記憶，也是對(duì)計(jì)算思維的運(yùn)用，有助于的計(jì)算思維水平提升。

例如，教師在教學(xué)“小貓走迷宮”內(nèi)容時(shí)，教學(xué)重點(diǎn)為學(xué)生能熟練使用偵測(cè)指令模塊的案件指令，學(xué)會(huì)在程序中引入計(jì)時(shí)器指令作為程序的終止條件等。教師為了幫助學(xué)生復(fù)習(xí)學(xué)過(guò)的偵測(cè)指令、動(dòng)作指令等，幫助學(xué)生利用圖畫(huà)構(gòu)建了思維導(dǎo)圖，但scratch軟件本身具有直觀的操作頁(yè)面，所以教師為學(xué)生進(jìn)行了指令的分類(lèi)記憶，如“動(dòng)作”類(lèi)別、對(duì)“外觀”類(lèi)別，對(duì)“聲音”的操作以及對(duì)“畫(huà)筆”功能的分類(lèi)集合等，并將操作按鈕以圖片的形式展現(xiàn)在圖表上，配以相應(yīng)的功能的文字說(shuō)明，教師利用引導(dǎo)學(xué)生建立思維導(dǎo)圖的過(guò)程，在幫助學(xué)生記憶指令的基礎(chǔ)上，發(fā)展了學(xué)生的計(jì)算思維。

五、增加操作實(shí)踐強(qiáng)化學(xué)生的計(jì)算思維

計(jì)算思維在編程學(xué)習(xí)中的重要體現(xiàn)是對(duì)編程實(shí)際操作的過(guò)程，也是在學(xué)生在編程學(xué)習(xí)中促進(jìn)學(xué)生操作實(shí)踐效率的有力工具。學(xué)生在scratch編程實(shí)際操作實(shí)踐過(guò)程中運(yùn)用計(jì)算思維，利用可視化的程序和分步解決問(wèn)題的思維，能有效強(qiáng)化學(xué)生的計(jì)算思維、提升學(xué)生的計(jì)算思維能力，所以教師應(yīng)注重通過(guò)編程實(shí)踐強(qiáng)化學(xué)生的計(jì)算思維。

綜上所述，小學(xué)信息教師應(yīng)站在培育新一代信息人才的位置，注重編程教學(xué)中培養(yǎng)計(jì)算思維對(duì)學(xué)生信息素質(zhì)發(fā)展的重要性，在備課過(guò)程中提升教師自身的計(jì)算思維水平，在開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)過(guò)程中注重通過(guò)強(qiáng)化邏輯分析、利用思維導(dǎo)圖以及增加操作實(shí)踐培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，讓學(xué)生通過(guò)計(jì)算思維的養(yǎng)成和運(yùn)用提升信息綜合素養(yǎng)。

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