小學信息技術教學中發(fā)展學生計算思維的實踐

數(shù)字化時代背景下，計算思維的培養(yǎng)已經成為教育領域關注的焦點。計算思維不僅涉及計算機科學的知識和技能，還是一種解決問題、設計系統(tǒng)和理解行為的基本技能。小學階段是學生思維發(fā)展的關鍵時期，所以在小學信息技術課堂教學中發(fā)展學生的計算思維尤為重要。本文深入分析計算思維的內涵，并結合小學信息技術教學的實際情況，探索有效的教學策略，為小學信息技術教育提供新的視角和方法。

一、計算思維概述

（一）計算思維的定義

在小學信息技術課堂教學中，教師需要探索和實踐如何有效地發(fā)展學生的計算思維。計算思維不僅是一種技能，而且是一種解決問題、設計系統(tǒng)以及理解行為的基本能力。它包括運用科學的原理和方法來分析問題，并設計出相應的解決方案。計算思維的核心在于將復雜的問題分解成更小、更容易管理的部分，通過模式識別來發(fā)現(xiàn)潛在的規(guī)律，通過抽象化來忽略不必要的細節(jié)，最終通過算法設計來實現(xiàn)問題的自動化解決。計算思維的定義不局限于計算機科學領域，實際上是一種跨學科的思維方式，可以廣泛應用于各個學科和日常生活。無論是在科學、數(shù)學還是藝術領域，計算思維都能幫助學生更好地理解和解決問題。通過培養(yǎng)計算思維，學生可以學會將復雜的問題簡化，并通過邏輯推理和系統(tǒng)化的方法來尋找解決方案，從而在面對未來各種挑戰(zhàn)時具備更強的適應能力和創(chuàng)新能力。

（二）計算思維的特點

計算思維的特點包括以下幾個方面：第一，抽象性。計算思維的核心之一在于可以從紛繁復雜的具體問題中提煉出關鍵信息，并將這些信息轉化為可以操作的模型或概念。這種抽象能力使學生可以超越表面現(xiàn)象，深入理解問題的本質，從而更好地解決問題。第二，邏輯性。計算思維特別強調邏輯推理和系統(tǒng)分析的重要性。在面對問題時，學生可以按照嚴密的邏輯順序進行思考，逐步推導出合理的結論。這種邏輯性不僅體現(xiàn)在解決問題的過程中，還體現(xiàn)在對問題進行系統(tǒng)化分析和理解上，保證每一個步驟都有條不紊，符合邏輯規(guī)律。第三，創(chuàng)新性。計算思維鼓勵學生打破傳統(tǒng)思維的束縛，勇于探索和嘗試新的思路和方法。倡導學生在面對問題時，不滿足于現(xiàn)有的解決方案，而是積極尋找創(chuàng)新的途徑，以獨特的視角和新穎的思維模式來應對挑戰(zhàn)，從而找到更高效的解決辦法。第四，實用性。計算思維不再停留在理論層面，而是將理論知識應用于解決實際問題。強調知識的實際應用價值，要求學生可以將所學的理論知識與現(xiàn)實世界的問題相結合，通過實際操作和應用來驗證和鞏固理論知識，從而實現(xiàn)知識的轉化和創(chuàng)新。

（三）計算思維的重要性

計算思維的重要性不容忽視，它會在多個方面對學生產生深遠影響。首先，計算思維可以有效提高學生的信息素養(yǎng)。通過培養(yǎng)計算思維，學生可以更深入地理解和掌握信息技術的原理和應用，從而在信息獲取、處理和應用方面具備更強的能力。這種能力不僅有助于其在學習研究中取得更好的成績，還能在日常生活中更高效地利用各種信息資源。其次，計算思維對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力具有重要作用。計算思維鼓勵學生在面對問題時，不拘泥于傳統(tǒng)的解決方案，而是發(fā)揮自己的創(chuàng)造力，尋找新的方法和途徑。這種思維方式可以激發(fā)學生的創(chuàng)新精神，使其在解決問題的過程中不斷嘗試和探索，最終找到更高效和創(chuàng)新的解決方案。最后，計算思維在培養(yǎng)學生解決問題的能力方面也具有良好的效果。通過計算思維的訓練，學生可以學會運用科學的方法，系統(tǒng)地分析和解決復雜問題。這種方法不僅可以幫助學生梳理清楚問題的條件，還可以培養(yǎng)其邏輯思維能力和系統(tǒng)思維能力。

二、中小學信息技術課堂教學現(xiàn)狀

（一）教學內容過于注重技能操作

在當前的小學信息技術課程中，教學內容過于側重技能操作，而忽視了對學生思維能力的培養(yǎng)。信息技術作為一門實踐性極強的學科，基礎技能的掌握自然是不可或缺的，如開關電腦、熟練操作鼠標與鍵盤，乃至運用各種辦公軟件等。然而，在夯實這些基本技能的同時，如何進一步培養(yǎng)學生的計算思維，是教師需要深思的問題。傳統(tǒng)教學方式忽略了計算思維的培養(yǎng)，僅讓學生理解信息技術背后的邏輯和原理以及如何運用這些知識去解決實際問題。這種偏重技能操作的教學方法，導致學生在學習過程中只是機械地重復操作，而沒有機會去思考和探索。盡管可以熟練地完成教師布置的任務，但無法理解任務背后的深層含義。

（二）教學方法單一

在小學信息技術教學中，教學方式的單一化削弱了學生的學習興致與參與度。傳統(tǒng)的教學模式傾向于教師主導，在課堂上扮演核心角色，而學生則更多地處于接受信息的狀態(tài)。這種模式下，教師傾向于使用講授和展示的方法進行教學，而學生則主要通過聆聽和觀察來學習。課堂中的互動與實踐環(huán)節(jié)匱乏，學生鮮有機會參與討論或實際操作。這樣的教學方式不僅使課堂氛圍變得沉悶，還難以激發(fā)學生的求知欲。學生在課堂上常感無聊，缺乏主動學習的意愿和動力。由于實踐和互動的缺失，學生難以將所學知識應用于實際生活，也難以培養(yǎng)自身的創(chuàng)新思維能力和計算思維能力。

三、小學信息技術課堂教學中發(fā)展學生計算思維的策略

（一）創(chuàng)設情境，激發(fā)學生學習興趣

在小學信息技術課堂上，培養(yǎng)學生的計算思維是一個至關重要的教學目標。為了實現(xiàn)這一目標，教師需要精心設計與學生日常生活緊密相連的教學情境。這能解決傳統(tǒng)教學單一性問題，有效地吸引學生的注意力，并激發(fā)其對計算思維的濃厚興趣。例如，在教學電子表格數(shù)據處理時，教師可以創(chuàng)設一個購物場景，讓學生分別扮演消費者和商家的角色，在模擬購物的過程中，學生需要運用計算思維結合圖片及數(shù)字來比較不同商品的價格、性能等信息，從而做出最優(yōu)的購物決策。這種情境不僅讓學生在實踐中學習如何做出明智的消費選擇，還可以讓其體會到計算思維在日常生活中的實際應用價值，從而進一步增強其對信息技術學科的興趣和認同感。此外，教師還可以安排更深入的數(shù)據處理項目，如調查班級同學的生日，并使用電子表格軟件進行數(shù)據整理和分析，從而發(fā)現(xiàn)班級生日分布的規(guī)律。在這個過程中，小組成員分工合作，有的負責收集數(shù)據，有的負責分析數(shù)據，還有的負責提出解決方案。通過這種方式，學生組織與分析數(shù)據，用可視化方式呈現(xiàn)數(shù)據之間的關系，直觀地看到班級生日的分布情況，從而培養(yǎng)其對數(shù)據的敏感性和計算分析能力。通過這樣的項目，學生可以感受到計算思維的實際作用，進一步激發(fā)其對信息技術學科的興趣和探索欲望。

（二）動手實踐，抽象問題轉為具象

注重實踐，培養(yǎng)學生的動手能力是教育過程中不可或缺的一部分。實踐是培養(yǎng)學生計算思維的重要途徑。教師可以通過設計一系列富有創(chuàng)意的實踐任務，讓學生親自動手，將復雜的抽象問題在實踐中轉化為具體的問題。例如，教師可以引入Arduino系列開源硬件，讓學生制作簡單的電子項目，如LED燈閃爍、溫度控制等。在這個過程中，學生需要閱讀和理解硬件的使用說明并編寫程序，利用程序和硬件結合的方式，驗證問題的可行性。這種在對問題進行系統(tǒng)分析和理解的基礎上進行實踐操作的過程，學生可以將抽象的概念轉化為具體的、可操作的模型，從而更好地解決問題。通過實踐，學生不僅可以掌握理論知識，驗證問題解決的過程，還可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和團隊合作精神。通過這種互動和合作，學生也可以在實踐中學習到更多的知識和技能，從而為未來的學習和生活打下堅實的基礎。又如，教師還可以引導學生使用Scratch編程語言，制作各種有趣的小游戲。在制作游戲的過程中，先讓學生利用自然語言或流程圖等方式描述算法，設計解決方案，并通過編程驗證。這就要求學生要按照嚴密的邏輯順序進行思考，并逐步推導出結論，在這個過程中要特別注重計算思維的邏輯性。通過制作游戲的過程，讓學生在游戲中體驗編程的樂趣，逐步掌握編程的基本技能。基于此，學生不僅可以學習到編程的基本概念，還可以將簡單而有邏輯的描述轉化為具體的過程。這種方式既培養(yǎng)了學生解決問題的能力，又提升了學生的計算思維水平。

（三）引導探究，創(chuàng)新解決優(yōu)化設計

計算思維作為解決問題和創(chuàng)造新價值的核心，要求教師不僅要傳授知識，還要引導學生主動提出問題，對現(xiàn)有的解決方案積極探索，鼓勵其自主探究問題的答案。例如，在學習互聯(lián)網對社會的影響這一課程時，教師可以引導學生深入探究互聯(lián)網的作用，讓學生通過查閱相關資料、進行實驗驗證等多種方式，積極尋找問題的答案。通過這種主動探究的學習方式，學生不僅能掌握計算機網絡的基礎知識，還能在學習過程中培養(yǎng)其自主學習能力。而在探尋的過程中，增加任

務——利用查詢到的相關資料，制作一份介紹“互聯(lián)網”的電子小報。在完成這些項目的過程中，學生需要充分發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力，設計出具有創(chuàng)新性的小報。學生運用計算思維來分析、設計，并通過學到的電子文檔的相關知識將其想法付諸實踐。通過這種創(chuàng)新實踐，學生可以將計算思維轉化為創(chuàng)新的成果，進一步提升自身的創(chuàng)新能力和實際操作能力。

為了更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，教師還可以采用多種教學方法，如案例分析、小組討論和項目驅動等。通過案例分析，學生可以了解實際問題的背景和復雜性，從而更好地理解計算思維在解決實際問題中的應用。小組討論則可以促進學生之間的交流與合作，激發(fā)其創(chuàng)新思維。項目驅動教學法可以讓學生在完成具體項目的過程中，將理論知識與實踐相結合，培養(yǎng)動手能力和創(chuàng)新精神。

（四）合作學習，分析問題共同解決

合作學習是一種有效的教學方法，可以有效提高學生的團隊協(xié)作能力。同時，合作學習也能在問題解決的過程中，將任務分解為多個可處理的子任務，從而培養(yǎng)學生的計算思維。為了培養(yǎng)學生的這一能力，教師可以在小學信息技術課堂教學中巧妙地運用小組合作項目。例如，在學習畫圖軟件的使用時，布置“繪制學校的一角”這一任務，學生可以分成幾個小組，每個小組負責繪制學校的不同區(qū)域。在開始之前，教師可以先向學生展示如何使用繪圖軟件的基本功能，如選擇顏色、使用不同的繪圖工具等。然后，學生可以進行分工合作，分任務完成，有的學生負責繪制建筑物，有的學生負責繪制花草樹木，還有的學生負責添加細節(jié)，如長椅、垃圾桶等。在合作過程中，教師可以鼓勵學生之間進行討論，分享各自的想法和創(chuàng)意，使每個小組的成果既具有個性又符合整體設計。為了提高學生的參與度和興趣，教師還可以設置一些小競賽，如哪個小組的繪制最細致、最富有創(chuàng)意等。在任務完成后，每個小組都可以向全班展示他們的作品，并解釋他們的設計思路和合作過程。學生不僅能學習到信息技術知識，還能在實踐中提高團隊協(xié)作能力，學會溝通和協(xié)調，這對其未來的學習和生活都具有重要意義。通過這種方式，將問題分解，保證各個子任務都可以順利完成，并且能進行整合。

（五）項目學習，培養(yǎng)學生綜合能力

在當前的教育體系中，項目式學習已經成為一種重要的教學方法，能有效培養(yǎng)學生的綜合能力。項目式學習是一種以學生為中心的教學模式，通過讓學生參與真實且復雜的項目，全面提升學生的各項技能。在小學信息技術課堂教學中，教師可以巧妙地組織學生參與一些具有挑戰(zhàn)性的項目式學習任務，以激發(fā)學生的興趣和潛能。例如，教師可以組織學生參與社區(qū)服務項目，如為社區(qū)老人設計一個簡單的健康監(jiān)測系統(tǒng)。在這個項目中，學生需要運用計算思維來進行需求分析、系統(tǒng)設計、編程實現(xiàn)等各個環(huán)節(jié)的工作。首先，學生需要與社區(qū)老人進行溝通，了解其實際需求，進行需求分析，確定系統(tǒng)的基本功能；其次，學生需要進行系統(tǒng)設計，包括硬件選擇、軟件開發(fā)和用戶界面設計等；最后，學生需要進行編程實現(xiàn)，將設計好的系統(tǒng)轉化為實際可用的軟件或硬件產品。

項目式學習是一種以學生為中心的教學方法，主要是通過實際的項目來促進學習。這種方法不僅讓學生沉浸在真實世界的情境中，而且通過一系列精心設計的活動，使其能將理論知識與實踐相結合。在項目式學習的過程中，學生面對的是識別和定義問題的挑戰(zhàn)。這一過程要求其深入探究問題的背景，理解問題的復雜性，并將其分解為可管理的小部分。面對問題時需要深入分析原因，才能提出有效的解決方案。這種分析能力是計算思維的基礎，需要學生運用邏輯和批判性思維來識別問題的核心。在解決實際問題時，學生需要設計算法和邏輯流程來處理問題。這不僅要求其運用邏輯思維，將大問題分解為小問題，還需要其設計出有效的解決方案。

四、結語

在小學信息技術課堂教學中，發(fā)展學生的計算思維是一項長期而艱巨的任務。教師需要不斷創(chuàng)新教學方法，設計富有挑戰(zhàn)性的教學活動，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和解決問題的能力。通過這些策略的實施，學生將可以在信息技術的海洋中遨游，成為未來社會的有用之才。