小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中學(xué)生計(jì)算思維的生成

■南京市曉莊小學(xué) 李婷婷

信息技術(shù)學(xué)科作為發(fā)展學(xué)生信息素養(yǎng)的重要途徑，其重要性日益凸顯。在實(shí)際教學(xué)中，教師要將學(xué)生的信息素養(yǎng)培養(yǎng)重視起來(lái)，并進(jìn)行教學(xué)的相關(guān)設(shè)計(jì)。計(jì)算思維作為培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)的關(guān)鍵，其是一種重要的思考方法，通過(guò)計(jì)算思維的掌握，學(xué)生就可以在面對(duì)問(wèn)題解決時(shí)模仿計(jì)算機(jī)的求解方式，從多個(gè)角度進(jìn)行有效的思考，實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的簡(jiǎn)化解決。為了實(shí)現(xiàn)學(xué)生計(jì)算思維的有效培養(yǎng)，教師在教學(xué)實(shí)際中要圍繞學(xué)生的發(fā)展，從信息技術(shù)學(xué)科的特點(diǎn)出發(fā)，設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)的教學(xué)。

一、計(jì)算思維的概念簡(jiǎn)析

計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。計(jì)算思維的思維本質(zhì)是抽象與自動(dòng)化。在信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)計(jì)算思維的描述是：計(jì)算思維是采用計(jì)算機(jī)方式界定問(wèn)題，運(yùn)用合理算法形成解決方案，并遷移到與之相關(guān)的其他問(wèn)題的解決中。由此看出，計(jì)算思維從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，屬于一種解決實(shí)際問(wèn)題的思維方法。

二、實(shí)現(xiàn)學(xué)生計(jì)算思維生成過(guò)程可見(jiàn)化的教學(xué)策略

（一）結(jié)合教學(xué)研究，明確計(jì)算思維

教學(xué)設(shè)計(jì)的過(guò)程應(yīng)有理有據(jù)，在過(guò)去，部分教師在進(jìn)行教學(xué)研究時(shí)存在紙上談兵的情況，其設(shè)計(jì)的教學(xué)缺乏實(shí)際驗(yàn)證，這使教學(xué)優(yōu)化的進(jìn)行走了很多彎路。在當(dāng)前，為了實(shí)現(xiàn)學(xué)生計(jì)算思維的有效培養(yǎng)，教師自身也需要對(duì)計(jì)算思維的構(gòu)成和內(nèi)涵達(dá)成一個(gè)深度的認(rèn)知，在此基礎(chǔ)上教師才能圍繞著計(jì)算思維的培養(yǎng)設(shè)置教學(xué)。若教師本身缺乏對(duì)計(jì)算思維的有效認(rèn)知，那么教師所設(shè)置的教學(xué)也就不會(huì)有很強(qiáng)的培養(yǎng)效果?；诖?，教師要利用課下時(shí)間對(duì)計(jì)算思維的相關(guān)材料進(jìn)行搜集，嘗試著明確計(jì)算思維的實(shí)際構(gòu)成。

為了有效獲取計(jì)算思維的相關(guān)訊息，教師可以通過(guò)新課標(biāo)讀物研讀的方式對(duì)新課標(biāo)所做出的計(jì)算思維界定進(jìn)行認(rèn)識(shí)，分析新課標(biāo)要求下學(xué)生計(jì)算思維所要達(dá)到的發(fā)展高度，確定自己教學(xué)的思維培養(yǎng)目標(biāo)。由于新課標(biāo)所做出的界定是簡(jiǎn)單的語(yǔ)言層面界定，也缺乏范例的佐證，教師可能難以實(shí)現(xiàn)透徹理解，也不能找到有效的教學(xué)培養(yǎng)方法?；诖?，教師也可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)檢索的方式訪問(wèn)一些教學(xué)資源網(wǎng)站，從中獲取一些其他教師的教學(xué)心得。除此之外，教育專家的講座也是提升教師教學(xué)技能，幫助教師認(rèn)知計(jì)算思維培養(yǎng)關(guān)鍵的重要途徑，教師要結(jié)合實(shí)際情況，盡可能多地去參與一些講座，從中獲取相關(guān)的信息。像這樣，通過(guò)教學(xué)研究的進(jìn)行，教師自身就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算思維的透徹理解，此時(shí)教師再著手進(jìn)行計(jì)算思維培養(yǎng)策略的設(shè)計(jì)，就會(huì)更具實(shí)施價(jià)值與效果。

（二）調(diào)整教學(xué)方式，凸顯學(xué)生作用

計(jì)算思維的培養(yǎng)需要教師調(diào)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立的思考學(xué)習(xí)，這就要求教師構(gòu)建的教學(xué)應(yīng)以學(xué)生的自主學(xué)習(xí)為運(yùn)行方式。在傳統(tǒng)教學(xué)中，信息技術(shù)教師設(shè)計(jì)的教學(xué)多為講授式教學(xué)，開(kāi)展的學(xué)生實(shí)機(jī)練習(xí)也較少，這樣的教學(xué)設(shè)置雖然可以幫助學(xué)生掌握理論知識(shí)，但由于學(xué)生缺乏獨(dú)立操作，其能力思維和信息素養(yǎng)的發(fā)展就受到了限制。在當(dāng)前，計(jì)算思維的培養(yǎng)已被證明具有較高的價(jià)值，作為小學(xué)信息教師，應(yīng)以計(jì)算思維為核心做出研究，想辦法對(duì)教學(xué)方式進(jìn)行調(diào)整，將學(xué)生的探究轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)的主要構(gòu)成。反映到現(xiàn)實(shí)教學(xué)過(guò)程中，教師就要?jiǎng)?chuàng)建以學(xué)生小組探究為途徑的學(xué)生合作學(xué)習(xí)模式，推動(dòng)學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)。

例如，在進(jìn)行“初識(shí)Scratch”這一課的教學(xué)時(shí)，為了幫助學(xué)生發(fā)展其計(jì)算思維，培養(yǎng)其信息素養(yǎng)，教師要改變傳統(tǒng)教學(xué)中的教學(xué)設(shè)置，將學(xué)生實(shí)機(jī)練習(xí)作為教學(xué)開(kāi)展的形式。在教學(xué)實(shí)際中，教師首先要將教學(xué)的場(chǎng)所放在學(xué)校的計(jì)算機(jī)機(jī)房，而后在機(jī)房中為學(xué)生展示Scratch，并就其構(gòu)成和作用進(jìn)行基本解析。在完成基本解析后，教師要給學(xué)生布置一些熟悉工具的任務(wù)，讓學(xué)生通過(guò)觀察分析的方式嘗試著尋找軟件的各個(gè)功能按鍵。在教學(xué)實(shí)際中，教師可以讓學(xué)生就軟件中的各個(gè)控制符進(jìn)行觀察和嘗試，以便掌握相關(guān)的功能。通過(guò)這一教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)，學(xué)生的主體作用就可以得到凸顯，教師的教學(xué)也能較為順利地推進(jìn)。

（三）構(gòu)建學(xué)生小組，發(fā)動(dòng)合作研究

小學(xué)生年齡較小，獨(dú)自完成探究學(xué)習(xí)的能力較弱，在此背景下，教師可以采用小組合作教學(xué)的方式來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)，推動(dòng)學(xué)生組成小組來(lái)開(kāi)展探究。為了確保教學(xué)可以有效開(kāi)展，教師在教學(xué)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)要做好學(xué)生發(fā)展的研究，從學(xué)生的能力展現(xiàn)入手為學(xué)生分組。在學(xué)生分組完成后，教師在課上進(jìn)行教學(xué)時(shí)，就可以引領(lǐng)學(xué)生以小組為單位進(jìn)行思考。

例如，在進(jìn)行“初識(shí)傳感器”這一課的教學(xué)時(shí)，教師就可以引領(lǐng)學(xué)生以小組為單位展開(kāi)研究與思考。其中，為了確保學(xué)生的思考具備拓展性，教師還可以為學(xué)生演示幾種簡(jiǎn)單的傳感器，讓學(xué)生就其應(yīng)用進(jìn)行暢想。

（四）做好教材分析，整合教學(xué)資源

教材分析的有效進(jìn)行對(duì)教師的教學(xué)有著重要的意義，通過(guò)教材分析的開(kāi)展，教師可以對(duì)教材中所展示的內(nèi)容有一個(gè)清晰的認(rèn)知，進(jìn)而教師構(gòu)建的教學(xué)就可以與教材貼合得更加緊密。為了實(shí)現(xiàn)學(xué)生發(fā)展的有效推動(dòng)，教師在教學(xué)實(shí)際中要利用好課前環(huán)節(jié)做出整理，就教學(xué)所需的資源進(jìn)行深入分析，選取合適的資源進(jìn)行教學(xué)。在過(guò)去，教師開(kāi)展的教學(xué)總會(huì)被限制在教材中，這使教師的教學(xué)內(nèi)容并不豐富，學(xué)生發(fā)展的途徑和時(shí)機(jī)也較少。在當(dāng)前，為了做出教學(xué)的優(yōu)化，教師在教學(xué)中要以本課的教學(xué)內(nèi)容為關(guān)鍵詞做出資源檢索，搜集課上教學(xué)所需的基本材料。在完成資源檢索后，教師就可以將其融入本課的教學(xué)實(shí)際中，構(gòu)建教學(xué)。

例如，在進(jìn)行“設(shè)計(jì)筆筒”這一課的教學(xué)時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)本課教學(xué)的有效進(jìn)行，教師就可以利用教學(xué)前的時(shí)間進(jìn)行檢索，搜集與本課教學(xué)內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的資源。在本課的實(shí)際中，教師搜集的資源應(yīng)包括“筆筒的設(shè)計(jì)方法”“筆筒的價(jià)值應(yīng)用”“筆筒的基本設(shè)計(jì)規(guī)范”等。在完成資源檢索后，當(dāng)進(jìn)行課堂教學(xué)時(shí)，教師就可以做出示范，引導(dǎo)學(xué)生圍繞著筆筒的基本設(shè)計(jì)原則進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。像這樣，通過(guò)教材分析的有效進(jìn)行，教師就可以從本課的教學(xué)知識(shí)出發(fā)在教學(xué)中融入更多有效的資源，當(dāng)教學(xué)資源量獲得了提升，教師所設(shè)計(jì)的教學(xué)設(shè)計(jì)就會(huì)獲得更強(qiáng)的有效性。

（五）聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活，激發(fā)學(xué)生興趣

信息技術(shù)體現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)生活中的方方面面，若教師可以幫助學(xué)生對(duì)信息技術(shù)的價(jià)值與應(yīng)用達(dá)成深度了解，學(xué)生的發(fā)展就可以得到更好的推動(dòng)。在教學(xué)中，教師可以就信息技術(shù)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用進(jìn)行展示，以此激發(fā)學(xué)生進(jìn)行信息技術(shù)學(xué)習(xí)的興趣。在具體做法方面，教師可以利用課前時(shí)間就本課教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行分析，找出課程中涉及的技術(shù)在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用。在定位應(yīng)用的途徑和方式后，教師就可以聯(lián)系教學(xué)實(shí)際情況為學(xué)生設(shè)計(jì)以理解為主題的展示內(nèi)容，幫助學(xué)生來(lái)了解信息技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用途徑。

例如，在進(jìn)行“掃地機(jī)器人”這一課的教學(xué)時(shí)，教師就可以圍繞這一課的內(nèi)容進(jìn)行拓展，為學(xué)生展示一些在現(xiàn)今生活中的機(jī)器人應(yīng)用，并讓學(xué)生嘗試著對(duì)機(jī)器人的未來(lái)應(yīng)用做出暢想。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，教師可以先就機(jī)器人進(jìn)行分析展示，讓學(xué)生說(shuō)出他們對(duì)機(jī)器人的理解。其中，作為學(xué)生思考的輔助，教師可以為學(xué)生展示影片《我，機(jī)器人》《機(jī)器人總動(dòng)員》《終結(jié)者》的片段，引導(dǎo)學(xué)生就片中的機(jī)器人形象做出分析，讓其說(shuō)一下其更喜歡哪一部作品中的機(jī)器人設(shè)計(jì)。在學(xué)生完成思考分析后，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生明確，機(jī)器人的行為與動(dòng)作是受程序控制的，而編程的目的就是制作出制定的程序。換而言之，編程是制作機(jī)器人的核心內(nèi)容。像這樣，通過(guò)這一展示過(guò)程，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就可以得到提升，其學(xué)習(xí)主動(dòng)性也能得到較強(qiáng)的調(diào)動(dòng)，教師也可以更好地設(shè)計(jì)教學(xué)來(lái)推動(dòng)學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展。

（六）給出思維程式，引導(dǎo)學(xué)生分析

計(jì)算思維是一種重視轉(zhuǎn)化的思維，周以真教授將其定義為通過(guò)約簡(jiǎn)、嵌入、轉(zhuǎn)化和仿真將困難問(wèn)題進(jìn)行重新轉(zhuǎn)化并闡述的過(guò)程。這一解釋內(nèi)容在成年人看來(lái)并不難理解，但對(duì)小學(xué)階段的學(xué)生來(lái)說(shuō)其可能存在較大的疑惑，也不明白計(jì)算思維如何對(duì)問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化與轉(zhuǎn)化。相應(yīng)地，為了幫助學(xué)生理解計(jì)算思維的生效過(guò)程，教師在教學(xué)過(guò)程中可以圍繞著思維程式的展現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察并分析一個(gè)具體題目轉(zhuǎn)化的過(guò)程。

在進(jìn)行“克隆飛機(jī)大戰(zhàn)”這一課的教學(xué)時(shí)，教師在進(jìn)行本課知識(shí)內(nèi)容教學(xué)的同時(shí)，也可以利用本課的內(nèi)容進(jìn)行思維程式的展示，引導(dǎo)學(xué)生分析計(jì)算思維在本課知識(shí)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用和展現(xiàn)。其中教師可以先針對(duì)本課的內(nèi)容為學(xué)生詮釋其中設(shè)計(jì)的“克隆”“刪除”“游戲規(guī)則”“基本編程方法”等概念詞匯。而后教師可以引導(dǎo)學(xué)生將這一游戲的制作作為問(wèn)題，再將制作問(wèn)題的方法作為問(wèn)題的解答。在確定這一內(nèi)容后，教師就可以再將游戲中“飛越邊緣即刪除克隆體”“飛機(jī)碰到紅色即爆炸”等作為要求，從其實(shí)現(xiàn)方法的進(jìn)一步展現(xiàn)入手解析該游戲的編程方法。在完成基本的編程分析后，教師還要鼓勵(lì)學(xué)生大膽地進(jìn)行嘗試，讓其從實(shí)踐入手做出思考分析，達(dá)成相關(guān)內(nèi)容的透徹理解。通過(guò)這一過(guò)程，學(xué)生就可以對(duì)本課的知識(shí)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)透徹的理解，學(xué)生的計(jì)算思維也能在潛移默化中得到發(fā)展。

（七）展現(xiàn)操作任務(wù)，發(fā)動(dòng)學(xué)生練習(xí)

思維的形成需要一個(gè)練習(xí)生成的過(guò)程，基于此，教師在教學(xué)實(shí)際中就可以聯(lián)系計(jì)算思維與信息技術(shù)學(xué)科給學(xué)生設(shè)計(jì)一些操作練習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生在任務(wù)的參與中獲得思維的發(fā)展。在實(shí)際任務(wù)構(gòu)成的選擇上，教師可以發(fā)揮信息技術(shù)的包容性特點(diǎn)，從互聯(lián)網(wǎng)上搜集一些相關(guān)聯(lián)的題目，這些題目應(yīng)包含多層級(jí)的對(duì)象，讓學(xué)生在題目思考的過(guò)程中可以對(duì)其進(jìn)行多方面的剖析分析。其中，為了確保學(xué)生可以積極有效地解決相關(guān)的題目，教師在選擇問(wèn)題設(shè)置的背景時(shí)要充分考慮生活化元素的融入，盡可能構(gòu)建與實(shí)際生活相關(guān)聯(lián)的主題。

在進(jìn)行“機(jī)器人行走”這一課的教學(xué)時(shí)，為了發(fā)展學(xué)生的計(jì)算思維能力，教師就可以設(shè)計(jì)以下的問(wèn)題：?jiǎn)栴}1：請(qǐng)畫(huà)出機(jī)器人行走過(guò)程中，其處理器中的運(yùn)算過(guò)程（如何實(shí)現(xiàn)行走命令）；問(wèn)題2：如果機(jī)器人行走失敗，請(qǐng)列出機(jī)器人行走失敗的三種原因（可能出現(xiàn)的三種錯(cuò)誤流程）。在完成問(wèn)題的設(shè)計(jì)后，教師在課上就可以借助多媒體對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題進(jìn)行展示，并引領(lǐng)學(xué)生對(duì)相關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行思考研究。通過(guò)這兩個(gè)問(wèn)題的提出，學(xué)生就可以結(jié)合本課的機(jī)器人內(nèi)容進(jìn)行思考，達(dá)成計(jì)算思維的發(fā)展與培養(yǎng)。

（八）組織競(jìng)賽活動(dòng)，展現(xiàn)思維發(fā)展

小學(xué)階段的學(xué)生雖然年齡較小，但其也會(huì)具有自我表現(xiàn)的期望，為了獲取他人的認(rèn)可或教師的表?yè)P(yáng)，學(xué)生會(huì)自覺(jué)地付出更多的努力。相應(yīng)地，為了推動(dòng)學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展，教師可以圍繞著計(jì)算思維的發(fā)展展現(xiàn)構(gòu)建一次競(jìng)賽活動(dòng)，讓學(xué)生在活動(dòng)的參與中展露自己的技能。在活動(dòng)中，學(xué)生不但可以進(jìn)行比拼，進(jìn)一步發(fā)展計(jì)算思維，教師也可以通過(guò)學(xué)生的實(shí)際參與表現(xiàn)，對(duì)其計(jì)算思維的發(fā)展進(jìn)行界定，實(shí)現(xiàn)學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展的可視化。

例如，在學(xué)生初步掌握了編程相關(guān)的技能后，為了有效地發(fā)展學(xué)生的計(jì)算思維，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，教師就可以圍繞著編程設(shè)計(jì)一次競(jìng)賽活動(dòng)。教師作為組織者可以給學(xué)生提出編程作品的基本要求。如教師可以圍繞著“小貓出題”這一課的內(nèi)容設(shè)計(jì)要求。在確立了基本的要求后，教師就可以鼓勵(lì)學(xué)生積極參與，并設(shè)計(jì)一定的獎(jiǎng)項(xiàng)。像這樣，通過(guò)競(jìng)賽活動(dòng)的有效組織，教師在教學(xué)實(shí)際中就可以推動(dòng)學(xué)生進(jìn)行參與，促進(jìn)學(xué)生的計(jì)算思維發(fā)展。

（九）進(jìn)行有效評(píng)價(jià)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)步

教學(xué)評(píng)價(jià)是教學(xué)的重要構(gòu)成部分，合理的教學(xué)評(píng)價(jià)可以幫助學(xué)生分析其能力發(fā)展情況，使其認(rèn)識(shí)到自己存在的不足，并找到作出調(diào)整的方法。對(duì)計(jì)算思維的培養(yǎng)來(lái)說(shuō)也是如此，教師在教學(xué)中要根據(jù)學(xué)生的計(jì)算思維發(fā)展情況，設(shè)計(jì)合理有效的教學(xué)評(píng)價(jià)。為了確保自己的教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)可以做到合理有效，教師要選擇有效評(píng)價(jià)的載體，如幾個(gè)實(shí)際的問(wèn)題，教師可以通過(guò)幾個(gè)問(wèn)題的評(píng)測(cè)對(duì)學(xué)生的發(fā)展情況進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。在具體評(píng)價(jià)的實(shí)施過(guò)程中，教師要為學(xué)生明確其計(jì)算思維發(fā)展的不足之處，并給出合理的教學(xué)意見(jiàn)，引導(dǎo)學(xué)生調(diào)整。

例如，在教學(xué)實(shí)際中，當(dāng)教師完成了“繪制圖畫(huà)”這一課的教學(xué)后，就可以組織學(xué)生使用本課所學(xué)的知識(shí)通過(guò)繪畫(huà)結(jié)合文本框修飾的方法設(shè)計(jì)一份賀卡。通過(guò)學(xué)生賀卡的制作，教師就可以分析學(xué)生學(xué)以致用的能力和計(jì)算思維的發(fā)展。對(duì)那些發(fā)展較好的學(xué)生，教師要提出鼓勵(lì)和表?yè)P(yáng)，讓其再接再厲，對(duì)那些發(fā)展并不理想的學(xué)生，教師則要鼓勵(lì)其不要灰心，并就其存在的問(wèn)題給出進(jìn)一步調(diào)整的方法。

綜上所述，計(jì)算思維的培養(yǎng)對(duì)學(xué)生問(wèn)題解決能力的發(fā)展有著重要價(jià)值，為了實(shí)現(xiàn)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)，教師在教學(xué)實(shí)際中要對(duì)自己的教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，做出教學(xué)方法架構(gòu)上的有效調(diào)整。在教學(xué)實(shí)際中，教師要想辦法凸顯學(xué)生的主體作用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為計(jì)算思維培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)，還要在教學(xué)過(guò)程中設(shè)計(jì)任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)，通過(guò)展示和競(jìng)賽活動(dòng)的組織，來(lái)推動(dòng)學(xué)生的發(fā)展。當(dāng)完成基本教學(xué)后，教師還要借助教學(xué)評(píng)價(jià)來(lái)評(píng)判學(xué)生的計(jì)算思維發(fā)展，為學(xué)生明確后續(xù)努力的方向和途徑。