怎樣在小學(xué)信息科技教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計算思維

什么是計算思維

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，計算思維已成為現(xiàn)代人必備的基本素養(yǎng)之一。時任卡內(nèi)基梅隆大學(xué)計算機系主任的周以真教授在2006年首先提出計算思維這個概念，她將其定義為“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”，在此之后，計算思維逐漸進入人們的視野，并且越來越多的學(xué)者認(rèn)可其重要性。在人們看來，計算思維建立在計算和建模的基礎(chǔ)上，能夠幫助人們利用計算機處理無法由單人完成的系統(tǒng)設(shè)計、問題求解等工作，其中最重要的是強調(diào)運用計算機科學(xué)和信息技術(shù)的原理和方法，通過分析、抽象、邏輯推理和算法設(shè)計等思維過程來解決問題，其核心是將問題抽象為計算機可計算的形式，并運用算法和計算機科學(xué)的原理來處理和解決問題。雖然計算思維是利用計算機的處理方法解決問題，但它不局限于計算機領(lǐng)域，而是可以應(yīng)用于各個領(lǐng)域（包括數(shù)學(xué)、工程、藝術(shù)、經(jīng)濟領(lǐng)域）以及日常生活中的問題解決和決策過程。

為什么要培養(yǎng)計算思維

在當(dāng)今數(shù)字化、信息化的社會中，計算思維已經(jīng)變得越來越重要。具備計算思維的人不僅能夠更加迅速、準(zhǔn)確地找到解決方案，而且能夠更好地理解和利用數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)挖掘和分析，發(fā)現(xiàn)隱藏在數(shù)據(jù)背后的規(guī)律和價值。與此同時，在運用計算思維解決問題的過程中，人們可以提出新的想法和解決方案，推動技術(shù)進步和社會發(fā)展。

小學(xué)信息科技學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容主要包括計算機基礎(chǔ)知識、基本操作技能、信息安全與道德、簡單的編程與算法等，這些內(nèi)容與計算思維緊密相連，可以為學(xué)生打下堅實的計算思維基礎(chǔ)。小學(xué)信息科技學(xué)習(xí)階段是培養(yǎng)學(xué)生計算思維的關(guān)鍵時期，在這一階段，通過教授學(xué)生基本的編程知識、引導(dǎo)學(xué)生參與項目式學(xué)習(xí)、鼓勵學(xué)生進行創(chuàng)造性思考和實踐，可以有效地培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。

近年來，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和教育改革的不斷深入，越來越多的教育政策和課程標(biāo)準(zhǔn)開始強調(diào)計算思維的培養(yǎng)，這為小學(xué)信息科技學(xué)科的發(fā)展提供了有力的政策支持，也為培養(yǎng)學(xué)生的計算思維提供了更廣闊的空間和機遇。由于計算思維強調(diào)運用計算機科學(xué)和信息技術(shù)的原理和方法來解決問題，因此，計算思維的培養(yǎng)可以幫助學(xué)生更好地分析問題、設(shè)計解決方案，從而提高解決問題的能力。這種能力不僅對學(xué)生的學(xué)習(xí)有幫助，而且對他們未來的工作和生活有著重要意義。除此之外，在培養(yǎng)計算思維的過程中可以提高學(xué)生創(chuàng)新和創(chuàng)造的能力，幫助他們在解決問題時提出新的想法和方法。這種創(chuàng)新精神和創(chuàng)造力是當(dāng)今社會非?？粗氐乃刭|(zhì)，也是學(xué)生未來成功的關(guān)鍵。計算思維的培養(yǎng)不僅涉及計算機科學(xué)和信息技術(shù)的知識和技能，還涉及學(xué)生的信息素養(yǎng)和綜合能力。通過培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，可以幫助他們更好地理解和應(yīng)用信息技術(shù)，提高他們的信息素養(yǎng)和綜合能力，為他們的未來發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

怎樣培養(yǎng)計算思維

理解計算思維概念

計算思維是指運用計算機科學(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。對于小學(xué)階段的學(xué)生來說，他們尚未對計算思維有深入的理解，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生理解計算思維的基本概念，如抽象、算法、邏輯等，為后續(xù)的教學(xué)活動打下堅實的基礎(chǔ)。

設(shè)計趣味編程活動

興趣是最好的老師，在編程教學(xué)中要重視激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以引入和設(shè)計一系列趣味編程活動，如制作小游戲、動畫等。通過這些活動，可以讓學(xué)生在親自動手實踐中感受編程的魅力，從而激發(fā)他們對計算思維的興趣。

培養(yǎng)邏輯思維能力

邏輯思維能力是計算思維的重要組成部分，小學(xué)階段是培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維的重要階段，這就要求教師不僅要開展數(shù)學(xué)邏輯、邏輯推理等內(nèi)容的教學(xué)，而且需要結(jié)合編程實踐，讓學(xué)生在實際操作中提升邏輯思維能力。

掌握問題解決策略

在計算思維中，問題的分解與抽象是解決問題的關(guān)鍵步驟，對于任何一個問題都應(yīng)該先進行抽象，再分解為多個小問題進行解決，因此在教學(xué)設(shè)計時就應(yīng)該將任務(wù)進行分解，然后再引導(dǎo)學(xué)生掌握問題解決策略，如分析問題、提出假設(shè)、設(shè)計方案等。只有通過不斷的實踐，學(xué)生才能養(yǎng)成運用計算思維解決問題的習(xí)慣。

利用項目式學(xué)習(xí)方式

對于學(xué)生計算思維的培養(yǎng)來說，項目式學(xué)習(xí)是一種有效的教學(xué)方法，可以讓學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)和運用知識，這與信息科技的學(xué)科特點和計算思維的培養(yǎng)理念不謀而合。在進行項目選擇時，盡量選擇一些與現(xiàn)實生活緊密相連的項目進行設(shè)計，如智能家居、環(huán)保監(jiān)測等，不僅能鍛煉學(xué)生在生活中解決問題的能力，而且能讓學(xué)生在完成項目的過程中培養(yǎng)計算思維。

評估與反饋教學(xué)效果

要想取得好的教學(xué)效果，評估與反饋必不可少。為了及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，教師需要運用多種方式對教學(xué)效果進行評估，如作業(yè)、測試、項目成果等。教師應(yīng)根據(jù)評估結(jié)果及時調(diào)整教學(xué)策略，同時幫助學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)情況，激發(fā)他們進一步學(xué)習(xí)的動力。

作者單位|山東省濰坊市諸城市明誠學(xué)校