小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中學(xué)生計算思維的培養(yǎng)策略研究

史豐華　田遠(yuǎn)飛

【摘要】隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國進(jìn)入信息化與科技化的時代，計算機(jī)作為信息化與科技化時代下的產(chǎn)物，現(xiàn)階段已經(jīng)在我國實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的普及，在日常生活中潛移默化地改變?nèi)藗兊纳盍?xí)慣與行為方式。掌握良好的信息技術(shù)與具備計算思維的全面型技術(shù)人才能夠滿足未來社會的發(fā)展需求，所以培養(yǎng)小學(xué)生的計算思維是十分重要且必要的。文章將概述什么是信息技術(shù)學(xué)科計算思維，并提出在信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)小學(xué)生計算思維的策略，希望能夠?yàn)樾W(xué)信息技術(shù)教學(xué)及小學(xué)生的計算思維培養(yǎng)提供參考與幫助。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)生;信息技術(shù);計算思維培養(yǎng);教學(xué)策略

作者簡介：史豐華（1984—），男，江蘇省常州市武進(jìn)清英外國語學(xué)校;

田遠(yuǎn)飛（1988—），女，江蘇省常州市武進(jìn)清英外國語學(xué)校。

近年來，隨著我國新課程改革的推進(jìn)，各個學(xué)科越來越重視學(xué)生綜合素質(zhì)與核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)是核心素養(yǎng)重要的組成部分[1]，而計算思維作為信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分，培養(yǎng)學(xué)生計算思維的重要性自然不言而喻。所以小學(xué)教師需要提高對信息技術(shù)教學(xué)的重視程度，通過多種方法來提高小學(xué)生的計算思維，培養(yǎng)其核心素養(yǎng)。

一、信息技術(shù)學(xué)科計算思維介紹

信息技術(shù)是獲取、整合以及分析相關(guān)數(shù)據(jù)的一種手段，包括計算機(jī)語言、電子技術(shù)等眾多技術(shù)。隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，現(xiàn)代信息技術(shù)主要包括通信技術(shù)以及微電子技術(shù)等。這些電子信息技術(shù)通常與我國新興產(chǎn)業(yè)結(jié)合，共同為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)?，F(xiàn)代信息技術(shù)主要是在通信技術(shù)的支持下對圖像、數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通常來講，這一過程中還包括提供通信技術(shù)設(shè)備以及提供信息服務(wù)等方面[2]。目前我國絕大部分中小學(xué)的信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)大多偏向于技術(shù)教學(xué)，對學(xué)生計算思維培養(yǎng)的重視程度不夠，這會導(dǎo)致學(xué)生缺乏計算思維訓(xùn)練，甚至并不了解什么是計算思維[3]。

20世紀(jì)初期，國外相關(guān)學(xué)者在雜志上刊登了關(guān)于計算思維的相關(guān)內(nèi)容。該學(xué)者認(rèn)為，利用計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念對某些概念性問題進(jìn)行解答，并利用人類能夠理解的方式進(jìn)行表達(dá)，這種思維活動就是計算思維。隨著近年來科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計算思維被越來越多的人所了解，人們也更加重視計算思維的培養(yǎng)[4]。2017年我國頒布的新課標(biāo)中明確將“計算思維”確定為一項重要的信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)，所以教師要研究培養(yǎng)學(xué)生計算思維的教學(xué)方式與教學(xué)策略，重視學(xué)生計算思維的培養(yǎng)。

在信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)中，大部分教師側(cè)重于技術(shù)教學(xué)，使學(xué)生在課堂上只能學(xué)習(xí)到較為老舊的技術(shù)。無論是從提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和核心素養(yǎng)，抑或是從拓寬學(xué)生未來的發(fā)展空間來講，加強(qiáng)學(xué)生的計算思維培養(yǎng)都是極其重要的，“授人以魚不如授人以漁”，教師對學(xué)生進(jìn)行技術(shù)教學(xué)的同時，應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，使學(xué)生真正做到學(xué)以致用，并且能夠了解技術(shù)背后的思想與技術(shù)方法，促進(jìn)學(xué)生的成長[5]。

一、在信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)小學(xué)生計算思維的策略

（一）在體驗(yàn)教學(xué)中讓學(xué)生形成計算思維

體驗(yàn)教學(xué)是指教師通過創(chuàng)設(shè)完整且真實(shí)的情境，讓學(xué)生投入情境，在此過程中向?qū)W生呈現(xiàn)這節(jié)課要學(xué)習(xí)的知識，并且要求學(xué)生親自動手實(shí)踐操作，讓學(xué)生在實(shí)踐操作的過程中主動地思考，在親身實(shí)踐的過程中形成計算思維的一種教學(xué)方式[6]。教師可以先在課堂上展示本節(jié)課所用的教具，并讓學(xué)生進(jìn)行充分的感知與實(shí)踐，在實(shí)際體驗(yàn)后進(jìn)行分組討論，使學(xué)生在親身體驗(yàn)的過程中了解該教具的運(yùn)行原理與運(yùn)行方法，初步確定一個計算思維培養(yǎng)的大方向，為學(xué)生日后培養(yǎng)計算思維及學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)[7]。

教師在開展教學(xué)時需要注意創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，例如，在進(jìn)行“初識人工智能”這一課的教學(xué)時，教師可以利用電腦、iPad等教學(xué)用具下載優(yōu)秀的人工智能軟件，并且讓學(xué)生充分進(jìn)行體驗(yàn)。教師可以利用“咪咕靈犀”軟件向?qū)W生展示人工智能的作用，在該軟件中學(xué)生不但可以使用語音識別功能聊天，而且可以聽歌曲、了解目前的天氣狀況等。教師也可以利用“花伴侶”或“百度識圖”等軟件，讓學(xué)生進(jìn)行拍照識圖，“花伴侶”中的拍照識圖功能能夠?qū)ε南碌闹参镎掌M(jìn)行搜索并對該植物進(jìn)行詳細(xì)的介紹，“百度識圖”軟件可以對拍下的任何物品或想要搜索的照片進(jìn)行大范圍搜索。教師通過讓學(xué)生實(shí)際體驗(yàn)以上幾個軟件的操作，感受其便利性，能夠使學(xué)生充分了解什么是人工智能。教師也可以詢問學(xué)生：“咪咕靈犀這個軟件中的哪個功能屬于人工智能呢？”讓學(xué)生在親身體驗(yàn)中詳細(xì)了解人工智能的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，并且在后續(xù)的小組討論與教師答疑解惑的過程中探討人工智能的工作原理，初步形成計算思維[8]。

（二）在作品創(chuàng)作中讓學(xué)生形成計算思維

教師除了需要在課堂上為學(xué)生創(chuàng)設(shè)完整且真實(shí)的體驗(yàn)情境，還需要在教學(xué)過程中或教學(xué)完成后讓學(xué)生充分發(fā)揮想象力創(chuàng)作一定的作品，作品創(chuàng)作不但需要學(xué)生掌握一定的信息技術(shù)知識，并且需要學(xué)生具備發(fā)散性思維，這種教學(xué)方法是目前我國大部分學(xué)校信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)中常用的一種。由于小學(xué)生的年齡較小，教師可以采用分組的方式來開展教學(xué)。教師先在課堂上向?qū)W生講解作品創(chuàng)作，讓學(xué)生明確創(chuàng)作的主要內(nèi)容以及所需要的信息技術(shù)，接著在課堂上進(jìn)行實(shí)際創(chuàng)作演示，讓學(xué)生熟悉并了解創(chuàng)作的大體流程，而后再讓學(xué)生運(yùn)用自身的思維，根據(jù)自己的想法進(jìn)行作品的創(chuàng)作[9]。

對低年齡段的小學(xué)生，教師要注意不能選用操作難度較高的軟件進(jìn)行教學(xué)，可以使用PPT進(jìn)行示范。例如在“讓幻燈片動起來”這一課的教學(xué)中，教師先向?qū)W生展示孫悟空與二郎神大戰(zhàn)的PPT演示動畫。學(xué)生的年齡較小，對動畫的興趣更高，因此動畫能牢牢吸引學(xué)生的注意力并使學(xué)生對本節(jié)課的授課內(nèi)容充滿興趣。接著，教師在課堂上向?qū)W生講解完成該作品所需要的操作技術(shù)以及該作品的主要內(nèi)容、思想，而后給學(xué)生充足的小組討論時間，讓其在組內(nèi)進(jìn)行作品構(gòu)思與操作流程的探討[10]。小組討論結(jié)束后，教師對各個小組在探討過程中出現(xiàn)的疑惑進(jìn)行詳細(xì)、準(zhǔn)確的解答。例如，孫悟空登場時的動畫效果可以用PPT中的“飛入”效果制作，孫悟空與二郎神大戰(zhàn)時的動畫效果可以選擇PPT中的“爆炸”或“強(qiáng)調(diào)”效果制作，為了突出人物特色或戰(zhàn)斗場面，可以為孫悟空和二郎神多添加幾個動作元素或動畫等。并且教師在課件中向?qū)W生一一展示剛剛提到的問題與想法。在學(xué)生完成作品創(chuàng)作之后，教師對學(xué)生的作品進(jìn)行評價與打分，向?qū)W生展示作品創(chuàng)作流程的思維導(dǎo)圖，并引導(dǎo)學(xué)生記住重要部分，讓學(xué)生以后在進(jìn)行類似的作品創(chuàng)作時能夠更加游刃有余[11]。

（三）在程序編寫中讓學(xué)生形成完整的計算思維

在學(xué)生初步形成計算思維后，教師需要讓學(xué)生形成完整的計算思維，主要可以采用編程教學(xué)的方式。教師要讓學(xué)生理解某一具體任務(wù)，并選擇將要運(yùn)用的信息技術(shù)，而后進(jìn)行程序編寫工作，并讓學(xué)生對該程序進(jìn)行完善與加工，在編寫完成之后讓學(xué)生對該程序進(jìn)行檢查與驗(yàn)證。編寫程序能夠使學(xué)生的計算思維得到充分的培養(yǎng)。由于編寫程序是一個循序漸進(jìn)的工作，教師利用這一方案培養(yǎng)學(xué)生的計算思維不會讓學(xué)生出現(xiàn)厭煩、抵觸等心理，并能使學(xué)生在未來的學(xué)習(xí)生活中能夠有條不紊并且認(rèn)真細(xì)心地完成任務(wù)。

編寫程序?qū)πW(xué)生來說可能較為困難，所以教師在布置任務(wù)時需要選用難度較低的任務(wù)。以小學(xué)高年級Scratch“創(chuàng)編游戲”的教學(xué)為例，本課的教學(xué)目標(biāo)為讓學(xué)生編寫一個貓捉老鼠的程序。由于貓捉老鼠這一程序中只有一條路，而一旦觸碰到道路邊緣程序?qū)?，因此教師先向?qū)W生傳授if條件指令以及else指令，讓學(xué)生能夠?qū)⑵浣M合起來編寫程序，即如果貓碰到邊緣，則會失敗，否則貓可以繼續(xù)前進(jìn)。此時教師可以運(yùn)用生活中的實(shí)際例子來講解，即如果我有五塊錢，則我可以買五塊糖。而后讓學(xué)生將其代入該程序的編寫之中，即如果貓碰到了道路邊緣，則貓將會失敗并且重新開始[12]。然后，教師引導(dǎo)學(xué)生充分理解并體會嵌套以及分支結(jié)構(gòu)的程序架構(gòu)，讓學(xué)生在進(jìn)行程序編寫時能夠充分運(yùn)用分支及嵌套而不會出現(xiàn)錯誤。教師要讓學(xué)生在編寫程序時采用編程的思維思考，不能采用日常的思維。接著，教師拋出問題：“編寫該程序需要什么要素？什么條件下貓才能夠捉到老鼠？”引發(fā)學(xué)生思考，通過問題逐步引導(dǎo)學(xué)生，讓其對該程序的編寫思路有明確的認(rèn)知與了解。教師需要編寫出一個準(zhǔn)確且完整的程序編寫流程，在課堂上向?qū)W生詳細(xì)講解，在學(xué)生了解編寫該程序的流程后再進(jìn)行下一步的指令教學(xué)。

程序編寫可以幫助學(xué)生梳理混亂的思維，并且讓學(xué)生形成一套完整且有序的方案，對學(xué)生計算思維的培養(yǎng)至關(guān)重要。但教師在進(jìn)行程序編寫的實(shí)際教學(xué)過程中需要注意讓學(xué)生明確程序的指令、算法等，在培養(yǎng)學(xué)生計算思維的基礎(chǔ)上提高其編程能力[13]。

（四）在項目學(xué)習(xí)中讓學(xué)生鍛煉計算思維

在學(xué)生形成計算思維后，教師需要鍛煉與強(qiáng)化學(xué)生的計算思維，可以采用項目學(xué)習(xí)的方式進(jìn)行。項目學(xué)習(xí)是指學(xué)生在教師的引導(dǎo)與幫助下完成一個獨(dú)立主題項目的策劃、信息收集、實(shí)施等工作的新型教學(xué)方法，具體流程為選定項目、制訂計劃、活動探究、作品制作、成果交流與活動評價。

（五）帶領(lǐng)學(xué)生剖析任務(wù)，啟迪學(xué)生的計算思維

從宏觀角度來看，傳統(tǒng)的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)中存在一些問題，例如教師將問題全部拋給學(xué)生，學(xué)生需要結(jié)合自身思維認(rèn)知逐步完成各項學(xué)習(xí)任務(wù)。由于小學(xué)生年齡較小，思維正處于發(fā)展階段，倘若教學(xué)問題較多，會導(dǎo)致學(xué)生難以從正確角度進(jìn)行綜合分析。因此教師在提出問題后需要帶領(lǐng)學(xué)生對問題進(jìn)行進(jìn)一步的分析，先提出一個大的問題，引導(dǎo)學(xué)生對問題進(jìn)行分析，并讓學(xué)生將任務(wù)化解為一個個小任務(wù)，分析解決問題的方法。將復(fù)雜問題轉(zhuǎn)化為若干個小的問題，可以讓學(xué)生循序漸進(jìn)地解決問題，同時學(xué)生也會自主運(yùn)用計算思維解決問題，認(rèn)識到計算思維的意義和價值。

（六）注重多元評價體系的構(gòu)建

在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，教師需要利用互聯(lián)網(wǎng)平臺的大數(shù)據(jù)技術(shù)對學(xué)生的綜合能力進(jìn)行全面分析，通過數(shù)據(jù)整合以及數(shù)據(jù)處理，觀察學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)能力的變化，以明確后續(xù)教學(xué)活動開展的方向，讓小學(xué)教學(xué)活動朝著智能化和系統(tǒng)化的方向發(fā)展。

結(jié)語

綜上所述，在信息化與科技化的社會，教師需要充分培養(yǎng)小學(xué)生的綜合素質(zhì)與核心素養(yǎng)，采取靈活多變的方式進(jìn)行信息技術(shù)教學(xué)，采用多種教學(xué)方法使學(xué)生喜歡上信息技術(shù)這一學(xué)科，并且注重小學(xué)生計算思維的培養(yǎng)工作。教師可以通過充分整理教材或教學(xué)內(nèi)容，并且選擇科學(xué)且合理的教學(xué)方式，使小學(xué)生的計算思維得到充分的培養(yǎng)與提高，讓小學(xué)生真正實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用，在技能運(yùn)用、思維等方面實(shí)現(xiàn)綜合發(fā)展，能夠滿足社會對高素質(zhì)、高質(zhì)量人才的要求。

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