思維可視化工具在小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科計算思維培養(yǎng)中的應(yīng)用分析

戴錚

【摘要】在計算思維出現(xiàn)后計算機教育者開始將其應(yīng)用在教學(xué)實踐中，但分析小學(xué)信息技術(shù)教育卻并沒有得到長足發(fā)展。在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)將計算思維的培養(yǎng)融入教學(xué)活動中，但是在操作上卻存在較大困難。為了保證教學(xué)活動的順利進行，教師可以對可視化工具加以應(yīng)用，實現(xiàn)學(xué)生的計算思維培養(yǎng)。本文針對思維可視化工具在小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科計算思維培養(yǎng)中的應(yīng)用進行分析。

【關(guān)鍵詞】思維可視化工具;小學(xué)信息技術(shù);計算思維

一、思維可視化的基本概述

1.思維可視化的概念

思維可視化是現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，首先提出它的是華東師范大學(xué)劉濯源專家，在他的理念中將思維可視化作為不可視思維的展示技術(shù)，能夠幫助學(xué)生清晰地看到思維過程。他認(rèn)為教育事業(yè)的發(fā)展不僅僅是知識的講解，還包括學(xué)生思維模式的培養(yǎng)與發(fā)展，讓學(xué)生在獲得知識的同時培養(yǎng)良好的思維方式。信息技術(shù)教學(xué)活動包含大量的信息知識，這些知識需要學(xué)生進行理解并加以記憶，借助傳統(tǒng)模式的文字教學(xué)通常無法收獲良好的效果，學(xué)生對知識的掌握較差，這就需要改善信息技術(shù)課堂教學(xué)模式，將思維可視化技術(shù)靈活地應(yīng)用其中。

2.思維可視化工具

就當(dāng)前教學(xué)情況來說，思維導(dǎo)圖是實現(xiàn)思維可視化的重要技術(shù)之一，該技術(shù)已經(jīng)在教育領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用，能夠讓學(xué)生的思維得到發(fā)展。東尼·博贊是思維導(dǎo)圖的發(fā)明者，他又被稱為英國的“記憶力之父”。目前，全球范圍內(nèi)已經(jīng)有超過2.5億人在使用思維導(dǎo)圖這一可視化工具，我國從20世紀(jì)80年代開始有人使用思維導(dǎo)圖，它的作用是為學(xué)習(xí)困難的學(xué)生提供幫助，讓他們克服學(xué)習(xí)障礙，在此之后劉濯源主任及其團隊花費了15年的時間用來研究思維導(dǎo)圖，并對思維導(dǎo)圖進行優(yōu)化，將其轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)科思維導(dǎo)圖以供學(xué)生課程學(xué)習(xí)使用。思維可視化的應(yīng)用需要從學(xué)科的束縛中解脫出來，從全局的角度進行考慮，將普遍對象作為研究目標(biāo)并總結(jié)出規(guī)律，找出滿足該規(guī)律需求的可視化工具，之后以可視化工具為介質(zhì)實現(xiàn)學(xué)科教學(xué)的深化，讓計算思維培養(yǎng)具備完善的培訓(xùn)體系。

3.引入思維可視化工具的意義

如果個體具備良好的計算思維，那么他在解決周邊特定問題時能夠總結(jié)出具有通用性的解決方案，也就是說能夠用簡單的方法更快速地解決類似問題。在思維訓(xùn)練中類似理念是非常重點的內(nèi)容，其本質(zhì)是通過個體特性的總結(jié)找出共性，再將共性反作用于個體。計算思維就是特殊的思維訓(xùn)練，就是在信息技術(shù)課程中應(yīng)用思維可視化工具的訓(xùn)練方法。學(xué)生計算思維培養(yǎng)的前提條件就是運用思維可視化這一工具，有效的方法是實現(xiàn)培訓(xùn)目標(biāo)的重要保障。

二、計算思維及計算思維教學(xué)的概述

1.計算思維的定義

計算思維是由美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的周以真在2006年提出的，計算思維是對計算機科學(xué)的靈活運用，通過該技術(shù)解答相關(guān)問題完成系統(tǒng)設(shè)計，同時還能對人類的行為進行理解，這些過程都體現(xiàn)了豐富的思維活動。從本質(zhì)上來說，計算思維就是計算機學(xué)科思維。

2.小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀

隨著小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科的不斷發(fā)展，在教學(xué)實踐中逐漸出現(xiàn)了“狹義工具論”。該理論對信息技術(shù)教育事業(yè)的發(fā)展極具危害，在學(xué)習(xí)中學(xué)生也會淡化自身對信息技術(shù)學(xué)科的認(rèn)知，最終導(dǎo)致學(xué)生的計算思維培養(yǎng)受到嚴(yán)重阻礙。要想有效克服信息技術(shù)教學(xué)中的“狹義工具論”，就可以將計算思維的培養(yǎng)作為重要的途徑，這樣一來信息科技難題將得到有效解決。

三、思維可視化工具在信息技術(shù)中的作用

1.優(yōu)化課堂教學(xué)

小學(xué)信息技術(shù)課程的不同章節(jié)之間有著密切關(guān)聯(lián)，課程內(nèi)容既包括理論層面又包括實踐層面，在結(jié)束課堂教學(xué)時教師都會對本節(jié)內(nèi)容進行總結(jié)，但大多都局限在口頭敘述層面，所應(yīng)用的文字也非常簡單?；谶@一現(xiàn)狀，教師可以借助思維可視化工具展開教學(xué)，以實現(xiàn)教學(xué)有效性的提升，通過思維可視化工具的應(yīng)用，教師可以讓知識結(jié)構(gòu)更加清晰地呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，讓教學(xué)活動具有更好的條理性。在思維可視化工具的輔助下，教師可以更好地完成知識的分類與整理，有利于教學(xué)難點與重點的突破，幫助學(xué)生更好地拓展信息技術(shù)知識面，讓教學(xué)中所涉及的思維方式用更直觀的方式展示出來，進而實現(xiàn)課堂教學(xué)活動的持續(xù)性優(yōu)化。

2.輔助知識復(fù)習(xí)

在小學(xué)階段學(xué)生需要參加信息技術(shù)水平測試，在測試前有必要展開系統(tǒng)性的復(fù)習(xí)工作，在復(fù)習(xí)時也應(yīng)當(dāng)按照理論與實踐兩部分進行，所要復(fù)習(xí)的內(nèi)容較多，這就增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力，小學(xué)生在復(fù)習(xí)時常常出現(xiàn)一邊復(fù)習(xí)—邊忘的問題，學(xué)習(xí)效率非常低下。面對這一問題，教師可以借助思維可視化工具輔助復(fù)習(xí)，為學(xué)生突破復(fù)習(xí)難點，增強學(xué)生的知識理解能力，將復(fù)習(xí)內(nèi)容全部理解并牢牢掌握，在記憶的同時梳理出知識之間的聯(lián)系，提升復(fù)習(xí)效率，保證學(xué)習(xí)質(zhì)量。

3.及時發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的問題

思維可視化工具的應(yīng)用既能夠促進學(xué)生對知識的理解，還能夠幫助教師更好地了解學(xué)生的知識掌握情況，對學(xué)生學(xué)習(xí)的薄弱點進行強化，對教學(xué)中的問題進行及時解決，避免出現(xiàn)遺留問題。此外，學(xué)生在思維可視化工具的幫助下能夠及時發(fā)現(xiàn)自身學(xué)習(xí)中存在的問題，驗證自身知識掌握情況。由此可見，思維可視化在信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用對教師的教學(xué)有著積極作用，能夠幫助廣大學(xué)生探索學(xué)習(xí)中存在的問題，實現(xiàn)教師與學(xué)生的共同發(fā)展與提升。思維可視化工具的應(yīng)用能夠讓信息技術(shù)知識體系更為系統(tǒng)完善，讓學(xué)生構(gòu)建起完整的知識結(jié)構(gòu)，保證教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)組織的合理性，學(xué)生對知識的理解力與記憶力都會有顯著提升。在教學(xué)技術(shù)的靈活應(yīng)用下學(xué)生會逐漸改變固有觀念，積極主動地參與到信息技術(shù)的學(xué)習(xí)中，促進自身潛能的挖掘與思維能力的提升，良好學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)為學(xué)生接下來的學(xué)習(xí)奠定了堅實基礎(chǔ)。

四、小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中學(xué)科思維導(dǎo)圖的應(yīng)用

1.借助學(xué)科思維導(dǎo)圖實現(xiàn)理論性知識的展示

在小學(xué)信息技術(shù)課程學(xué)習(xí)中，理論性知識大約占到課程的一半，這部分知識點較為散亂，如果整堂課都被理論知識所貫穿就會使教學(xué)活動變得枯燥乏味，學(xué)生學(xué)習(xí)起來興趣不高，學(xué)習(xí)質(zhì)量較差。從教師的角度來說，教師對零散知識的講解會較為散亂，教學(xué)過程在不同的知識點之間來回跳躍。針對這一教學(xué)現(xiàn)狀，教師可以借助學(xué)科思維導(dǎo)圖展開理論知識教學(xué)，讓學(xué)生能夠更好地完成對知識點的理解與記憶，并實現(xiàn)課堂教學(xué)知識的內(nèi)化。例如在學(xué)習(xí)“信息與信息技術(shù)”時，由于課程內(nèi)容主要是純理論知識，教師在講解過程中需要面對很多零散的知識點，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高，因此可以采用案例引入，以知識教授進度為基礎(chǔ)借助思維導(dǎo)圖向?qū)W生展示知識點，幫助學(xué)生將零散的知識形成體系，幫助學(xué)生簡化知識學(xué)習(xí)。

2.借助學(xué)科思維導(dǎo)圖實現(xiàn)實踐性知識的展示

在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)過程中還存在部分實踐性知識，學(xué)生不僅要掌握信息技術(shù)的理論知識，還需要強化自身的實踐能力，小學(xué)生的信息技術(shù)測試包括理論測試與操作測試，操作測試就是對學(xué)生實踐性知識掌握情況的考查，簡而言之就是學(xué)生實踐能力的測試。教師可以將實踐性知識進行合理的類別劃分，并針對每個類別進行高質(zhì)量的教學(xué)。對于實用操作中易于混淆的知識，教師可以借助學(xué)科思維導(dǎo)圖展開教學(xué)，通過歸類式的教學(xué)更有利于學(xué)生對知識的理解與記憶。

五、信息技術(shù)學(xué)科中思維可視化工具的思考

1.學(xué)生計算思維的培養(yǎng)應(yīng)重視日常滲透

在過去幾年的教學(xué)實踐中，教育者已經(jīng)針對孩子計算思維的培養(yǎng)做了一系列工作，有些質(zhì)疑者認(rèn)為如今所討論的計算思維只是對傳統(tǒng)教育的理論總結(jié)，是從概念的角度對其進行明確。要想做到計算思維的培養(yǎng)就需要具有概念上的了解，在明確種類的基礎(chǔ)上有的放矢。但是通過簡單的隱性思維顯性化就能夠找出癥結(jié)所在，在傳統(tǒng)教學(xué)實踐中，信息技術(shù)教學(xué)中教師對學(xué)生計算思維的培養(yǎng)具有無意識性，或者說具有較大的偶然性，并沒有將其作為目標(biāo)進行有意識地培養(yǎng)。在課堂教學(xué)中教師如果能夠明確計算思維，并將其與課程教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，就能使學(xué)生計算思維培養(yǎng)變?yōu)橹鲃咏虒W(xué)，促進偶然事件向必然事件的轉(zhuǎn)變。

2.重視課程設(shè)置的優(yōu)化

基于現(xiàn)有的信息技術(shù)課程設(shè)置以及評價體系，培養(yǎng)學(xué)生計算思維具有較大難度，固化的課程設(shè)置嚴(yán)重阻礙了學(xué)生計算思維的培養(yǎng)進程。目前，很多高校已經(jīng)開始著手于課程的優(yōu)化設(shè)置，作為教師應(yīng)當(dāng)正視學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，堅持在信息技術(shù)課程教學(xué)中滲透學(xué)生計算思維的培養(yǎng)，通過日積月累的作用實現(xiàn)對學(xué)生的深遠影響?？梢暬ぞ吲c信息技術(shù)學(xué)科的深度融合既能促進思維工具的靈活運用，還能實現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容的持續(xù)性優(yōu)化，為學(xué)生計算思維的培養(yǎng)提供工具，促進學(xué)生的全面發(fā)展。從課程本身出發(fā)是解決計算思維培養(yǎng)中存在問題的有效途徑，同時還能為學(xué)科思維發(fā)展提供實踐指導(dǎo)。

六、結(jié)束語

如今我們已經(jīng)邁入了信息化的時代，信息化成了國家的重要發(fā)展戰(zhàn)略，這就需要關(guān)注人才計算思維的培養(yǎng)，在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)實踐中應(yīng)當(dāng)重視計算思維培養(yǎng)的融入，這也是我國各地小學(xué)接下來的發(fā)展趨勢。為了讓學(xué)生的計算思維能力得到提升，保證教師計算思維教學(xué)的可行性，課程體系改革已經(jīng)成為必然道路，信息技術(shù)也不應(yīng)再被當(dāng)作工具學(xué)科或附屬學(xué)科，而是要讓它在人才培養(yǎng)過程中發(fā)揮更多作用。