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

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，并進行教學(xué)的相關(guān)設(shè)計。計算思維作為培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)的關(guān)鍵，其是一種重要的思考方法，通過計算思維的掌握，學(xué)生就可以在面對問題解決時模仿計算機的求解方式，從多個角度進行有效的思考，實現(xiàn)問題的簡化解決。為了實現(xiàn)學(xué)生計算思維的有效培養(yǎng)，教師在教學(xué)實際中要圍繞學(xué)生的發(fā)展，從信息技術(shù)學(xué)科的特點出發(fā)，設(shè)計相對應(yīng)的教學(xué)。

一、計算思維的概念簡析

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。計算思維的思維本質(zhì)是抽象與自動化。在信息技術(shù)課程標準中對計算思維的描述是：計算思維是采用計算機方式界定問題，運用合理算法形成解決方案，并遷移到與之相關(guān)的其他問題的解決中。由此看出，計算思維從本質(zhì)上來說，屬于一種解決實際問題的思維方法。

二、實現(xiàn)學(xué)生計算思維生成過程可見化的教學(xué)策略

（一）結(jié)合教學(xué)研究，明確計算思維

教學(xué)設(shè)計的過程應(yīng)有理有據(jù)，在過去，部分教師在進行教學(xué)研究時存在紙上談兵的情況，其設(shè)計的教學(xué)缺乏實際驗證，這使教學(xué)優(yōu)化的進行走了很多彎路。在當前，為了實現(xiàn)學(xué)生計算思維的有效培養(yǎng)，教師自身也需要對計算思維的構(gòu)成和內(nèi)涵達成一個深度的認知，在此基礎(chǔ)上教師才能圍繞著計算思維的培養(yǎng)設(shè)置教學(xué)。若教師本身缺乏對計算思維的有效認知，那么教師所設(shè)置的教學(xué)也就不會有很強的培養(yǎng)效果?；诖耍處熞谜n下時間對計算思維的相關(guān)材料進行搜集，嘗試著明確計算思維的實際構(gòu)成。

為了有效獲取計算思維的相關(guān)訊息，教師可以通過新課標讀物研讀的方式對新課標所做出的計算思維界定進行認識，分析新課標要求下學(xué)生計算思維所要達到的發(fā)展高度，確定自己教學(xué)的思維培養(yǎng)目標。由于新課標所做出的界定是簡單的語言層面界定，也缺乏范例的佐證，教師可能難以實現(xiàn)透徹理解，也不能找到有效的教學(xué)培養(yǎng)方法。基于此，教師也可以通過互聯(lián)網(wǎng)檢索的方式訪問一些教學(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，幫助教師認知計算思維培養(yǎng)關(guān)鍵的重要途徑，教師要結(jié)合實際情況，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，通過教學(xué)研究的進行，教師自身就可以實現(xiàn)對計算思維的透徹理解，此時教師再著手進行計算思維培養(yǎng)策略的設(shè)計，就會更具實施價值與效果。

（二）調(diào)整教學(xué)方式，凸顯學(xué)生作用

計算思維的培養(yǎng)需要教師調(diào)動學(xué)生進行獨立的思考學(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)為運行方式。在傳統(tǒng)教學(xué)中，信息技術(shù)教師設(shè)計的教學(xué)多為講授式教學(xué)，開展的學(xué)生實機練習(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，但由于學(xué)生缺乏獨立操作，其能力思維和信息素養(yǎng)的發(fā)展就受到了限制。在當前，計算思維的培養(yǎng)已被證明具有較高的價值，作為小學(xué)信息教師，應(yīng)以計算思維為核心做出研究，想辦法對教學(xué)方式進行調(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)實教學(xué)過程中，教師就要創(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，推動學(xué)生進行合作學(xué)習(xí)。

例如，在進行“初識Scratch”這一課的教學(xué)時，為了幫助學(xué)生發(fā)展其計算思維，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)生實機練習(xí)作為教學(xué)開展的形式。在教學(xué)實際中，教師首先要將教學(xué)的場所放在學(xué)校的計算機機房，而后在機房中為學(xué)生展示Scratch，并就其構(gòu)成和作用進行基本解析。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)生通過觀察分析的方式嘗試著尋找軟件的各個功能按鍵。在教學(xué)實際中，教師可以讓學(xué)生就軟件中的各個控制符進行觀察和嘗試，以便掌握相關(guān)的功能。通過這一教學(xué)過程的設(shè)計，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。

（三）構(gòu)建學(xué)生小組，發(fā)動合作研究

小學(xué)生年齡較小，獨自完成探究學(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)的方式來設(shè)計教學(xué)，推動學(xué)生組成小組來開展探究。為了確保教學(xué)可以有效開展，教師在教學(xué)準備環(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，教師在課上進行教學(xué)時，就可以引領(lǐng)學(xué)生以小組為單位進行思考。

例如，在進行“初識傳感器”這一課的教學(xué)時，教師就可以引領(lǐng)學(xué)生以小組為單位展開研究與思考。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)生演示幾種簡單的傳感器，讓學(xué)生就其應(yīng)用進行暢想。

（四）做好教材分析，整合教學(xué)資源

教材分析的有效進行對教師的教學(xué)有著重要的意義，通過教材分析的開展，教師可以對教材中所展示的內(nèi)容有一個清晰的認知，進而教師構(gòu)建的教學(xué)就可以與教材貼合得更加緊密。為了實現(xiàn)學(xué)生發(fā)展的有效推動，教師在教學(xué)實際中要利用好課前環(huán)節(jié)做出整理，就教學(xué)所需的資源進行深入分析，選取合適的資源進行教學(xué)。在過去，教師開展的教學(xué)總會被限制在教材中，這使教師的教學(xué)內(nèi)容并不豐富，學(xué)生發(fā)展的途徑和時機也較少。在當前，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)實際中，構(gòu)建教學(xué)。

例如，在進行“設(shè)計筆筒”這一課的教學(xué)時，為了實現(xiàn)本課教學(xué)的有效進行，教師就可以利用教學(xué)前的時間進行檢索，搜集與本課教學(xué)內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的資源。在本課的實際中，教師搜集的資源應(yīng)包括“筆筒的設(shè)計方法”“筆筒的價值應(yīng)用”“筆筒的基本設(shè)計規(guī)范”等。在完成資源檢索后，當進行課堂教學(xué)時，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)計原則進行方案設(shè)計。像這樣，通過教材分析的有效進行，教師就可以從本課的教學(xué)知識出發(fā)在教學(xué)中融入更多有效的資源，當教學(xué)資源量獲得了提升，教師所設(shè)計的教學(xué)設(shè)計就會獲得更強的有效性。

（五）聯(lián)系現(xiàn)實生活，激發(fā)學(xué)生興趣

信息技術(shù)體現(xiàn)在現(xiàn)實生活中的方方面面，若教師可以幫助學(xué)生對信息技術(shù)的價值與應(yīng)用達成深度了解，學(xué)生的發(fā)展就可以得到更好的推動。在教學(xué)中，教師可以就信息技術(shù)的現(xiàn)實應(yīng)用進行展示，以此激發(fā)學(xué)生進行信息技術(shù)學(xué)習(xí)的興趣。在具體做法方面，教師可以利用課前時間就本課教學(xué)的內(nèi)容進行分析，找出課程中涉及的技術(shù)在現(xiàn)實中的應(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)實際情況為學(xué)生設(shè)計以理解為主題的展示內(nèi)容，幫助學(xué)生來了解信息技術(shù)的實際應(yīng)用途徑。

例如，在進行“掃地機器人”這一課的教學(xué)時，教師就可以圍繞這一課的內(nèi)容進行拓展，為學(xué)生展示一些在現(xiàn)今生活中的機器人應(yīng)用，并讓學(xué)生嘗試著對機器人的未來應(yīng)用做出暢想。在實際教學(xué)過程中，教師可以先就機器人進行分析展示，讓學(xué)生說出他們對機器人的理解。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，機器人》《機器人總動員》《終結(jié)者》的片段，引導(dǎo)學(xué)生就片中的機器人形象做出分析，讓其說一下其更喜歡哪一部作品中的機器人設(shè)計。在學(xué)生完成思考分析后，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生明確，機器人的行為與動作是受程序控制的，而編程的目的就是制作出制定的程序。換而言之，編程是制作機器人的核心內(nèi)容。像這樣，通過這一展示過程，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就可以得到提升，其學(xué)習(xí)主動性也能得到較強的調(diào)動，教師也可以更好地設(shè)計教學(xué)來推動學(xué)生計算思維的發(fā)展。

（六）給出思維程式，引導(dǎo)學(xué)生分析

計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約簡、嵌入、轉(zhuǎn)化和仿真將困難問題進行重新轉(zhuǎn)化并闡述的過程。這一解釋內(nèi)容在成年人看來并不難理解，但對小學(xué)階段的學(xué)生來說其可能存在較大的疑惑，也不明白計算思維如何對問題進行簡化與轉(zhuǎn)化。相應(yīng)地，為了幫助學(xué)生理解計算思維的生效過程，教師在教學(xué)過程中可以圍繞著思維程式的展現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察并分析一個具體題目轉(zhuǎn)化的過程。

在進行“克隆飛機大戰(zhàn)”這一課的教學(xué)時，教師在進行本課知識內(nèi)容教學(xué)的同時，也可以利用本課的內(nèi)容進行思維程式的展示，引導(dǎo)學(xué)生分析計算思維在本課知識學(xué)習(xí)中的應(yīng)用和展現(xiàn)。其中教師可以先針對本課的內(nèi)容為學(xué)生詮釋其中設(shè)計的“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題，再將制作問題的方法作為問題的解答。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”“飛機碰到紅色即爆炸”等作為要求，從其實現(xiàn)方法的進一步展現(xiàn)入手解析該游戲的編程方法。在完成基本的編程分析后，教師還要鼓勵學(xué)生大膽地進行嘗試，讓其從實踐入手做出思考分析，達成相關(guān)內(nèi)容的透徹理解。通過這一過程，學(xué)生就可以對本課的知識內(nèi)容實現(xiàn)透徹的理解，學(xué)生的計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)動學(xué)生練習(xí)

思維的形成需要一個練習(xí)生成的過程，基于此，教師在教學(xué)實際中就可以聯(lián)系計算思維與信息技術(shù)學(xué)科給學(xué)生設(shè)計一些操作練習(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，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)包含多層級的對象，讓學(xué)生在題目思考的過程中可以對其進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，教師在選擇問題設(shè)置的背景時要充分考慮生活化元素的融入，盡可能構(gòu)建與實際生活相關(guān)聯(lián)的主題。

在進行“機器人行走”這一課的教學(xué)時，為了發(fā)展學(xué)生的計算思維能力，教師就可以設(shè)計以下的問題：問題1：請畫出機器人行走過程中，其處理器中的運算過程（如何實現(xiàn)行走命令）;問題2：如果機器人行走失敗，請列出機器人行走失敗的三種原因（可能出現(xiàn)的三種錯誤流程）。在完成問題的設(shè)計后，教師在課上就可以借助多媒體對這兩個問題進行展示，并引領(lǐng)學(xué)生對相關(guān)的問題進行思考研究。通過這兩個問題的提出，學(xué)生就可以結(jié)合本課的機器人內(nèi)容進行思考，達成計算思維的發(fā)展與培養(yǎng)。

（八）組織競賽活動，展現(xiàn)思維發(fā)展

小學(xué)階段的學(xué)生雖然年齡較小，但其也會具有自我表現(xiàn)的期望，為了獲取他人的認可或教師的表揚，學(xué)生會自覺地付出更多的努力。相應(yīng)地，為了推動學(xué)生計算思維的發(fā)展，教師可以圍繞著計算思維的發(fā)展展現(xiàn)構(gòu)建一次競賽活動，讓學(xué)生在活動的參與中展露自己的技能。在活動中，學(xué)生不但可以進行比拼，進一步發(fā)展計算思維，教師也可以通過學(xué)生的實際參與表現(xiàn)，對其計算思維的發(fā)展進行界定，實現(xiàn)學(xué)生計算思維發(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)生的計算思維，調(diào)動學(xué)生的積極性，教師就可以圍繞著編程設(shè)計一次競賽活動。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)計要求。在確立了基本的要求后，教師就可以鼓勵學(xué)生積極參與，并設(shè)計一定的獎項。像這樣，通過競賽活動的有效組織，教師在教學(xué)實際中就可以推動學(xué)生進行參與，促進學(xué)生的計算思維發(fā)展。

（九）進行有效評價，引導(dǎo)學(xué)生進步

教學(xué)評價是教學(xué)的重要構(gòu)成部分，合理的教學(xué)評價可以幫助學(xué)生分析其能力發(fā)展情況，使其認識到自己存在的不足，并找到作出調(diào)整的方法。對計算思維的培養(yǎng)來說也是如此，教師在教學(xué)中要根據(jù)學(xué)生的計算思維發(fā)展情況，設(shè)計合理有效的教學(xué)評價。為了確保自己的教學(xué)評價設(shè)計可以做到合理有效，教師要選擇有效評價的載體，如幾個實際的問題，教師可以通過幾個問題的評測對學(xué)生的發(fā)展情況進行簡要分析。在具體評價的實施過程中，教師要為學(xué)生明確其計算思維發(fā)展的不足之處，并給出合理的教學(xué)意見，引導(dǎo)學(xué)生調(diào)整。

例如，在教學(xué)實際中，當教師完成了“繪制圖畫”這一課的教學(xué)后，就可以組織學(xué)生使用本課所學(xué)的知識通過繪畫結(jié)合文本框修飾的方法設(shè)計一份賀卡。通過學(xué)生賀卡的制作，教師就可以分析學(xué)生學(xué)以致用的能力和計算思維的發(fā)展。對那些發(fā)展較好的學(xué)生，教師要提出鼓勵和表揚，讓其再接再厲，對那些發(fā)展并不理想的學(xué)生，教師則要鼓勵其不要灰心，并就其存在的問題給出進一步調(diào)整的方法。

綜上所述，計算思維的培養(yǎng)對學(xué)生問題解決能力的發(fā)展有著重要價值，為了實現(xiàn)學(xué)生計算思維的培養(yǎng)，教師在教學(xué)實際中要對自己的教學(xué)設(shè)計進行分析，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，為計算思維培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)，還要在教學(xué)過程中設(shè)計任務(wù)驅(qū)動教學(xué)，通過展示和競賽活動的組織，來推動學(xué)生的發(fā)展。當完成基本教學(xué)后，教師還要借助教學(xué)評價來評判學(xué)生的計算思維發(fā)展，為學(xué)生明確后續(xù)努力的方向和途徑。