探析小學(xué)信息技術(shù)編程教學(xué)中計(jì)算思維的培養(yǎng)路徑

汪陸陸

摘 要：隨著新課改的不斷深入，學(xué)科教育不僅要重視學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)，更要注重學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。所以在小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)的過程中，教師要借助信息技術(shù)編程教學(xué)，注重培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，計(jì)算思維便是其中之一，這樣有助于提升學(xué)生的觀察能力、思考能力、解決問題的能力，分析小學(xué)信息技術(shù)編程教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

關(guān)鍵詞：小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科;編程;計(jì)算思維;培養(yǎng)路徑

傳統(tǒng)的小學(xué)信息技術(shù)課堂，教師主要以講解有關(guān)的知識(shí)為主，對學(xué)生的思維能力、核心素養(yǎng)極少關(guān)注，這樣就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生重知識(shí)，輕能力，對學(xué)生未來的發(fā)展極為不利。因此，教師要積極轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，采用適合學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，依據(jù)學(xué)生對學(xué)習(xí)的不同需求，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)相關(guān)的知識(shí)、技能的同時(shí)培養(yǎng)計(jì)算思維，為學(xué)生將來更好的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、小學(xué)信息技術(shù)編程設(shè)計(jì)的教學(xué)特點(diǎn)

（一）分段多層次教學(xué)

小學(xué)生的年齡一般為6～12歲，他們剛剛步入義務(wù)教育階段，對小學(xué)生來講，編程語言是一門全新的難度較大的課程和語言，考驗(yàn)學(xué)生的思維能力和思維方式，因此不同階段的學(xué)生要進(jìn)行分層次、分階段教學(xué)，循序漸進(jìn)，不能“一刀切”，要全盤統(tǒng)一教學(xué)。比如，一、二年級(jí)學(xué)生本身的知識(shí)儲(chǔ)存有限，而且接受能力沒有高年級(jí)學(xué)生強(qiáng)，語言理解能力還比較欠缺，偏理論的知識(shí)也理解得不透徹，而且這個(gè)階段的學(xué)生對圖像符號(hào)十分感興趣，因此，對低年級(jí)的學(xué)生來講，采用簡單的游戲符號(hào)教學(xué)最為合適，學(xué)生可以在游戲中學(xué)習(xí)抽象的問題，從而更好地掌握知識(shí)。小學(xué)三、四年級(jí)學(xué)生的思維方式更加活躍，能夠接受和理解較為理論的基礎(chǔ)編程知識(shí)，如對一些基本的程序結(jié)構(gòu)知識(shí)有一定的認(rèn)識(shí)，可以使用Scratch軟件來協(xié)助教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生的進(jìn)步。高年級(jí)的學(xué)生，他們相對成熟，思維方式也更開闊，可以接受難度更大的知識(shí)，如學(xué)一些簡單的C語言或者是python課程，從而提升學(xué)生的信息技術(shù)運(yùn)用能力。分層次、分階段教學(xué)是小學(xué)階段信息技術(shù)編程課程教學(xué)的主要特點(diǎn)，既符合學(xué)生的心理特點(diǎn)和接受能力，又能讓學(xué)生更好地掌握知識(shí)。

（二）問題分解式教學(xué)

計(jì)算機(jī)課程最大的特點(diǎn)和優(yōu)勢就是快。計(jì)算機(jī)是通過一定的算法和編程進(jìn)行一系列操作和運(yùn)轉(zhuǎn)，因此它的思維方式和人們?nèi)粘Ｉ畹乃季S方式不同，更加注重高效和速度。學(xué)生在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的時(shí)候，要轉(zhuǎn)變思維方式，教師也要積極引導(dǎo)學(xué)生用計(jì)算機(jī)的思維方式去看待問題、思考問題。比如，當(dāng)班級(jí)在組織學(xué)生進(jìn)行大掃除的時(shí)候，就需要將班級(jí)內(nèi)的同學(xué)進(jìn)行細(xì)致的分工，分配好勞動(dòng)工具，哪些工具應(yīng)該由哪些人負(fù)責(zé)，這些煩瑣而細(xì)節(jié)的問題都需要提前去思考。這時(shí)就需要用不同的思維方式來解決生活中的實(shí)際問題，一些學(xué)生忘記自己的職責(zé)，一些學(xué)生忘記工具的正確使用和歸置，整體流程較為復(fù)雜。如果按照計(jì)算思維方式來處理，首先就要擬定大掃除方案，制定活動(dòng)清單，然后按照清單上內(nèi)容一一落實(shí)，從而提高辦事的效率。因此，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生將編程的思維邏輯運(yùn)用到日常的生活和學(xué)習(xí)中。

（三）發(fā)散性思維教學(xué)

發(fā)散性思維是指讓學(xué)生的思維方式處于一種發(fā)散的狀態(tài)，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。在實(shí)際教學(xué)中體現(xiàn)在一題多解，教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)用不同的思路，從不同的角度去思考問題舉一反三地去解決實(shí)際問題。通過學(xué)習(xí)信息技術(shù)，掌握發(fā)散性的思維方式，從而多加訓(xùn)練，了解知識(shí)間的脈絡(luò)，形成一定體系。信息技術(shù)編程課程中，學(xué)生還可以掌握多種解決問題的方法，拓寬思路，突破思維定式，形成計(jì)算思維，培養(yǎng)思辨能力和創(chuàng)新能力。在解決同一個(gè)問題的時(shí)候，解題方向和方式的不同，就會(huì)有不一樣的結(jié)果，有的運(yùn)算方法簡單，有的運(yùn)算步驟復(fù)雜，但是要讓學(xué)生結(jié)合具體情況和自己的判斷得出最佳的解決方案，從而培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。一題多解的形式，激發(fā)了學(xué)生思維的活躍性，有利于小學(xué)生更好、更快地成長。

二、信息技術(shù)編程課程對培養(yǎng)小學(xué)生計(jì)算思維的重要意義

人們通過運(yùn)用計(jì)算思維，可以高效、快捷地解決生活中一系列問題。當(dāng)今是信息化的社會(huì)，信息化頭腦和計(jì)算思維是人們必備的技能，如同人們必須會(huì)的“讀、寫、算”一樣重要。計(jì)算思維是如今數(shù)字時(shí)代的基本要求，更是如今人們必備的核心素養(yǎng)。近些年，隨著核心素養(yǎng)概念的提出，課程標(biāo)準(zhǔn)也在不斷改革，對于信息技術(shù)這門課程，計(jì)算思維是十分重要的一個(gè)議題，要求將計(jì)算思維逐漸滲透在信息技術(shù)教學(xué)的方方面面。計(jì)算思維是核心素養(yǎng)概念的核心內(nèi)容，只有培養(yǎng)好學(xué)生的計(jì)算思維，才能促進(jìn)學(xué)生其他素養(yǎng)的培養(yǎng)，因此計(jì)算思維的培養(yǎng)至關(guān)重要的。

在小學(xué)階段，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，主要是為了讓學(xué)生能夠用計(jì)算思維方式去思考問題和解決問題，期望學(xué)生在日后的學(xué)習(xí)和生活中遇到問題時(shí)，可以形成計(jì)算思維條件反射，將其充分地運(yùn)用到實(shí)際問題的解決中。

在這個(gè)高速發(fā)展的信息化時(shí)代，越來越要求學(xué)生要擁有批判性的思維能力以及創(chuàng)造性的思維能力，要求學(xué)生從思維到行動(dòng)上都要充分地適應(yīng)數(shù)字時(shí)代，能夠?qū)⑵溥\(yùn)用到現(xiàn)實(shí)生活中。計(jì)算思維能幫助學(xué)生從更全面、更新穎的角度來思考問題、分析問題、解決問題、觀察生活、認(rèn)識(shí)世界，從而使學(xué)生能夠適應(yīng)社會(huì)、適應(yīng)時(shí)代，在充滿競爭的社會(huì)中站穩(wěn)腳步。小學(xué)階段正是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的關(guān)鍵時(shí)期，教師要加強(qiáng)引導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生形成計(jì)算思維，給予學(xué)生鍛煉的機(jī)會(huì)，積極引導(dǎo)學(xué)生舉一反三，從而促進(jìn)學(xué)生有效的學(xué)習(xí)遷移。

三、目前小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)存在的主要問題

無論是學(xué)校還是教師以前都把更多的關(guān)注點(diǎn)放在提高學(xué)生的成績上，很少關(guān)注到除了主科之外的其他科目，小學(xué)信息技術(shù)課就處于被忽略的狀態(tài)，但隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，人們對信息化需求也在逐步加深?，F(xiàn)如今小學(xué)生隨時(shí)隨地能接觸到電腦、手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)等，如果教師在課堂上依舊只講解基本的信息知識(shí)，那么學(xué)生就會(huì)失去興趣，學(xué)習(xí)的動(dòng)力也會(huì)逐漸喪失。

在教學(xué)方面具體體現(xiàn)在：首先，教師在課堂上講授時(shí)間較長，學(xué)生真正實(shí)踐的機(jī)會(huì)有限。小學(xué)階段，信息技術(shù)一節(jié)課時(shí)間大約是40分鐘，老師將大部分時(shí)間用來維持紀(jì)律，還要給學(xué)生留有足夠的時(shí)間進(jìn)行打字訓(xùn)練，實(shí)際講課的時(shí)間十分有限，且這個(gè)階段的學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力不足，需要教師利用更多時(shí)間進(jìn)行講授和引導(dǎo)。由于學(xué)生的動(dòng)手能力不強(qiáng)，而且教師沒有足夠的時(shí)間指導(dǎo)學(xué)生操作，導(dǎo)致學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)，影響學(xué)生能力的培養(yǎng)和發(fā)展。其次，小學(xué)信息技術(shù)的教學(xué)基本上是范例教學(xué)的方式，以教師的教為主，教師通過演示和講解，然后學(xué)生對照著老師的流程進(jìn)行模仿，進(jìn)行相應(yīng)的訓(xùn)練。這會(huì)導(dǎo)致很多學(xué)生只會(huì)“照葫蘆畫瓢”，學(xué)不到知識(shí)的精髓，甚至一些學(xué)生無從下手，不知該如何操作，最終無法完成實(shí)操任務(wù)，達(dá)不到相應(yīng)的課堂效果。

因此，小學(xué)信息課教師要結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況采用不同的教學(xué)方式，講解學(xué)生需要掌握的教學(xué)內(nèi)容，把生活中的相關(guān)事跡設(shè)置成程序，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考、計(jì)算，逐步培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

四、小學(xué)信息技術(shù)編程教學(xué)中計(jì)算思維的培養(yǎng)路徑

（一）進(jìn)行教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)，注重學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)

小學(xué)信息技術(shù)教師在進(jìn)行教學(xué)的過程中，需要注意對學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)，但不可太過刻意，不能生拉硬拽，需要逐步引導(dǎo)、啟發(fā)，使學(xué)生在潛移默化中逐步培養(yǎng)計(jì)算思維。教師通過設(shè)置適合的情境，然后合理地引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生，以我們生活中經(jīng)常會(huì)遇到電子郵件的收發(fā)為例，教師可以以此設(shè)置一個(gè)生活情境：假設(shè)你是一個(gè)商人，現(xiàn)在急需訂購一批商品，對方非常有實(shí)力。如果溝通方式不良可能會(huì)影響商品的訂購，但是利用軟件溝通方式則不夠正式，經(jīng)過篩選后，你決定采用電子郵件的方式進(jìn)行溝通。那么現(xiàn)在假設(shè)你是商家，你會(huì)和對方怎樣溝通？會(huì)在郵件中怎么寫？學(xué)生就會(huì)根據(jù)教師設(shè)置的情境進(jìn)行思考、討論貨物的價(jià)格、什么時(shí)間發(fā)貨、貨物能不能包郵等。雖然學(xué)生沒有經(jīng)商的經(jīng)歷，但是學(xué)生會(huì)根據(jù)已有的生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析。通過教師的啟發(fā)以及學(xué)生的探索，學(xué)生對于如何收發(fā)電子郵件、如何與人談判等有了清晰的了解，同時(shí)學(xué)生的核心素養(yǎng)也得到了提升。

（二）做好計(jì)算思維的總結(jié)、歸納

小學(xué)生由于年齡有限，不能夠進(jìn)行有效的問題分析，整理、歸納問題的能力更是缺乏。因此，小學(xué)信息技術(shù)教師可以借助思維導(dǎo)圖，把問題的中心、重點(diǎn)展示給學(xué)生，然后把核心的計(jì)算問題分解成幾個(gè)小問題，并進(jìn)行逐一解決。整理好思維，做好總結(jié)、歸納，為學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)掃清障礙。

（三）通過知識(shí)遷移，促進(jìn)學(xué)生計(jì)算能力的提高

要想提高小學(xué)生計(jì)算能力，教師就要把學(xué)生已有的生活技能、生活經(jīng)驗(yàn)與需要學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行有效的融合，這樣面對需要解決的未知問題，學(xué)生就會(huì)有更多的創(chuàng)新思維，解決問題的思路也會(huì)更加豐富。人們由于生活、學(xué)習(xí)環(huán)境的不同，會(huì)有不同的問題，生活經(jīng)驗(yàn)也會(huì)不同，如果借助學(xué)生的已知知識(shí)去解決未知問題，那么學(xué)生解決問題的思維會(huì)更開闊，但學(xué)生如果能夠利用已有生活經(jīng)驗(yàn)去解決未知問題，這對于學(xué)生自信心的提升就有著積極的促進(jìn)作用。

以“計(jì)算機(jī)漢字輸入”相關(guān)知識(shí)為例，教師進(jìn)行教學(xué)時(shí)，首先引導(dǎo)學(xué)生借助手機(jī)、平板電腦等摸索練習(xí)。該項(xiàng)練習(xí)考查了學(xué)生對拼音、漢字拼寫等的能力，但要輔助計(jì)算機(jī)鍵盤才能夠得以實(shí)現(xiàn)。這樣的過程其實(shí)就是知識(shí)融合的過程，教師在課堂上要做好引導(dǎo)，可以借助問題引導(dǎo)學(xué)生感受不同輸入法的區(qū)別。

教師：大家打字喜歡用雙手還是單手？

學(xué)生A：雙手。

學(xué)生B：單手。

教師：大家覺得手機(jī)中的九宮格輸入法好用還是全鍵盤輸入法更加便捷？大家再看下電腦的鍵盤，覺得熟悉嗎？

不同的學(xué)生就會(huì)有不同的使用習(xí)慣，那么答案也是不一樣的。但是由于教師的引導(dǎo)，不少學(xué)生就會(huì)有這樣的發(fā)現(xiàn)：手機(jī)的全鍵盤輸入法與電腦鍵盤是一模一樣的，這就是利用已知知識(shí)鏈接未知問題。學(xué)生繼續(xù)觀察，有學(xué)生就會(huì)發(fā)問：老師，為什么只有“F”“J”兩個(gè)字母鍵盤上有橫杠的小突起，其他的字母鍵都沒有？教師此時(shí)就可以進(jìn)行有效的引導(dǎo)：這位同學(xué)觀察得非常仔細(xì)、非常棒，那么下面我問大家一個(gè)問題，大家把手放在我們的鍵盤上，大家此時(shí)感覺一只手打字舒服還是用兩只手會(huì)更快呢？學(xué)生一只手不能有效地觸摸到所有的字母鍵，那么學(xué)生就會(huì)一起回答：兩只手。這時(shí)教師就可以告訴學(xué)生這兩個(gè)突起鍵是區(qū)分左右手的，以此為分界點(diǎn)，每根手指分別放到各自的位置。經(jīng)過這樣的過程，學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心就會(huì)大大提升，學(xué)生的計(jì)算能力也能夠得到培養(yǎng)。

（四）借助計(jì)算機(jī)工具提升計(jì)算思維

小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中涉及很多計(jì)算機(jī)工具，其在教學(xué)過程中有非常重要的作用。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，相關(guān)工具也在不斷更新。但不能過量地使用計(jì)算機(jī)工具，如果學(xué)生每次都需要利用計(jì)算機(jī)工具進(jìn)行操作，那么就會(huì)產(chǎn)生厭煩情緒。教師要帶領(lǐng)學(xué)生對工具相關(guān)的算法、原理等進(jìn)行一定的了解，這樣學(xué)生對于技術(shù)才能有更深的了解，使用起來才會(huì)更加熟練，才能夠逐漸培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

以“畫圖教學(xué)”為例，教師可以采用圖形化編程來培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。進(jìn)行圖形化編程較為容易，操作也易上手，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、創(chuàng)作的過程中會(huì)更加專注。教師首先可以給學(xué)生劃分小組，然后對各個(gè)小組進(jìn)行任務(wù)的分配，為不同小組的學(xué)生展示不同的動(dòng)作，最后小組以動(dòng)作為依據(jù)進(jìn)行代碼塊操作，進(jìn)行程序的構(gòu)建。這樣圖形化編程可以借助的工具較多，例如，Scratch、Alice、Game Maker、Green foot等。通過構(gòu)建良好的編程環(huán)境，編程就顯得更加簡單。在借助Scratch進(jìn)行編程時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)動(dòng)作的編程，此時(shí)可借助冒泡排序算法重復(fù)交替兩個(gè)動(dòng)作。通過這樣的教學(xué)，學(xué)生能夠?qū)W習(xí)到工具背后涉及哪種算法，有助于學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)。小學(xué)信息技術(shù)教師需要注意引導(dǎo)學(xué)生在理解、掌握工具的同時(shí)，學(xué)習(xí)工具背后蘊(yùn)含的算法，通過對兩者的相互學(xué)習(xí)、相互促進(jìn)，更好地培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

綜上所述，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，人們生活的方方面面都與之產(chǎn)生聯(lián)系，教育也不例外。小學(xué)信息技術(shù)課程教師在教學(xué)過程中不僅要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)，還要注重培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)、計(jì)算思維等。在教學(xué)的過程中，教師可以通過有效的情境創(chuàng)設(shè)、知識(shí)的遷移等促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)，不僅要講解相關(guān)的計(jì)算工具，還要講解其背后的算法，這樣學(xué)生對編程才會(huì)有更深層的理解，學(xué)生的發(fā)展才會(huì)更加全面。

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