面向計算思維的小學(xué)信息技術(shù)課程實踐與思考

凌秋虹 江蘇省蘇州市姑蘇區(qū)教師發(fā)展中心

●面向計算思維的小學(xué)信息技術(shù)課程的釋義

周以真教授認為，計算思維是運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計，以及人類行為理解等涵蓋計算機科學(xué)之廣度的一系列思維活動。由于不同年齡段學(xué)生的認知能力和思維發(fā)展水平不同，信息技術(shù)課程對學(xué)生計算思維的培養(yǎng)其方式和內(nèi)容標準也應(yīng)有所區(qū)別。筆者認為，小學(xué)階段計算思維的培養(yǎng)需更多地指向生活中的應(yīng)用，指向?qū)嵺`類操作，這樣會更接地氣，更具可操作性。

●面向計算思維的小學(xué)信息技術(shù)課程的價值

1.促進現(xiàn)有信息技術(shù)課程改革

隨著信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及新技術(shù)、新軟件的不斷開發(fā)，課程實施已明顯落后于時代的發(fā)展，而計算思維的提出，讓廣大一線教師能夠準確地透過“現(xiàn)象”看到“本質(zhì)”，能夠重新審視我國中小學(xué)信息技術(shù)課程從教學(xué)目標到教學(xué)內(nèi)容，再到教學(xué)方法、教學(xué)評價等的一系列變革。

2.從技術(shù)消費者到技術(shù)創(chuàng)造者的轉(zhuǎn)型

計算思維的培養(yǎng)強化了從技術(shù)消費者到技術(shù)創(chuàng)造者的課程轉(zhuǎn)型，鼓勵學(xué)生在理解、設(shè)計和建造一個新系統(tǒng)的過程中，理解原理，享受過程，發(fā)展思維，形成品格。

3.提高學(xué)生利用信息技術(shù)綜合解決問題能力

在面向計算思維培養(yǎng)的課堂中，學(xué)生不再是被動地接受知識，而是通過自主探究來發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，構(gòu)建模型實現(xiàn)問題解決，并在這個過程中建構(gòu)新的知識，最大程度地發(fā)揮自身的個性和創(chuàng)造力，提高運用信息技術(shù)綜合解決問題的能力。

●面向計算思維的小學(xué)信息技術(shù)課程實施策略

1.整體分析法

整體分析法通過成品的呈現(xiàn)，讓學(xué)生對創(chuàng)作產(chǎn)生向往感，然后通過對整個系統(tǒng)或整個過程進行分析、研究的方法，激發(fā)學(xué)生應(yīng)用計算思維技術(shù)解構(gòu)，分析作品形成過程中需要采用的技術(shù)和思想，通過逆向推導(dǎo)的方法形成問題解決的流程與方法，在多學(xué)科知識的綜合貫通的過程中將思維進行有機組合，最終提升學(xué)生綜合解決問題的能力。例如，在江蘇省編教材五年級第三課《火柴人跳舞》一課的教學(xué)中，學(xué)生需要掌握繪制新角色到造型的添加與繪制，了解角色、造型的概念及區(qū)別，掌握面向?qū)ο缶幊痰幕痉椒āＲ虼耍P者先在導(dǎo)入環(huán)節(jié)以四個火柴人跳集體舞的動畫讓學(xué)生整體感知火柴人跳舞的特點，然后將程序發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生根據(jù)程序圍繞著火柴人是如何實現(xiàn)“跳舞”的展開自主探究，從而發(fā)現(xiàn)動作與造型的聯(lián)系、角色與造型的區(qū)別，并了解造型、腳本選項卡的意義及切換方法，初步了解腳本的基本編寫思路，從而形成“問題確定、模型分析、命令實施、修改完善”的計算方法。

2.算法構(gòu)建法

算法構(gòu)建法是讓學(xué)生對任務(wù)實踐中的技術(shù)進行抽象，從個別到一般構(gòu)建算法，再從一般到個別檢驗算法，在此過程中培育計算思維的一種教學(xué)方法。例如，在江蘇省編信息技術(shù)教材五年級《畫正多邊形》一課的教學(xué)中，教師先引導(dǎo)學(xué)生掌握畫正三角形的基本畫法，然后讓學(xué)生嘗試畫正四邊形、五邊形。在此基礎(chǔ)上通過師生討論，構(gòu)建畫正多邊形的基本模型，并引導(dǎo)學(xué)生運用該模型嘗試畫正八邊形、正十五邊形……最終運用該算法模型，通過編程完成更為復(fù)雜圖形的畫法，從而掌握重復(fù)嵌套圖形的繪制技巧。

3.實踐探究法

實踐探究法即基于問題解決理念的教學(xué)策略，為了實現(xiàn)某個功能或解決某個問題，通過提供實驗環(huán)境、研究材料，通過設(shè)備搭建、軟件操作、程序設(shè)計等試驗性、嘗試性探究活動，培育學(xué)生計算思維的一種教學(xué)方法。例如，在《電子蠟燭》一課中，學(xué)生探究需要如何通過麥克風“音量值”吹滅“火焰”。學(xué)生憑借生活經(jīng)驗，嘗試用“如何…否則…”通過控制“音量值”來吹滅蠟燭?？呻娮酉灎T的燭光與真實的燭光是不一樣的，因此，在教學(xué)中，筆者先讓學(xué)生觀察真實的燭火，明確真實的燭火時暗時明的變化是沒有規(guī)律的，但可以通過隨機數(shù)的變化來控制燭火的忽明忽暗，并要求學(xué)生在S4A程序中設(shè)置相應(yīng)的隨機范圍來解決這一問題。在本課教學(xué)中，筆者通過假設(shè)嘗試、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、糾錯完善等問題求解的過程逐步培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。

4.造物創(chuàng)新法

造物創(chuàng)新法是指通過創(chuàng)客、STEAM等創(chuàng)作活動，讓學(xué)生創(chuàng)造性地運用計算思維實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)明的一種教學(xué)方法。造物創(chuàng)新法給予學(xué)生最大的思維空間，加之拓展視野的引導(dǎo)，可以促使學(xué)生用科學(xué)的方法去解決實際問題。例如，筆者根據(jù)現(xiàn)在學(xué)生普遍視力較差的情況，和學(xué)生一起創(chuàng)編了“坐姿矯正儀”項目，主要實現(xiàn)“當眼睛離電腦屏幕距離低于40cm時，發(fā)出聲音或亮燈提醒”。在實施教學(xué)時，筆者抓住“眼睛到電腦屏幕的距離不低于40cm”這個關(guān)鍵點，讓學(xué)生充分交流，發(fā)表觀點并呈現(xiàn)，然后基于學(xué)生的認知逐個分析，主要按照“觀察生活現(xiàn)象—分析現(xiàn)狀原因—討論解決方案”的思路展開，引導(dǎo)學(xué)生一步步理清“坐姿矯正儀”的整體設(shè)計思路。學(xué)生通過以往接觸過的傳感器來思考所需硬件設(shè)備，并結(jié)合生活經(jīng)驗，分析其結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)原理，從而形成“坐姿矯正儀”的初步方案，在師生交流互動中構(gòu)建起“坐姿矯正儀”的模型，在潤物細無聲中鍛煉了提出問題、整體分析、建立模型、分解實施、糾錯完善的能力。

讓技術(shù)與思維同行，在“可計算”的基礎(chǔ)上，關(guān)注思維過程與結(jié)果的創(chuàng)造性，是小學(xué)生計算思維培育的不懈追求。