小學信息技術課程培養計算思維的教學策略初探

馮偉文

【摘要】? 信息社會時代對計算思維的培養顯得十分迫切，在中小學階段開展計算思維教育應得到足夠的重視。作為掌控課堂教學的一線教師應該與時俱進，緊跟時代的要求，率先思考如何將計算思維融入具體教學中，在教學實踐中落實計算思維教育。

【關鍵詞】? 小學 信息技術課程 教學策略

【中圖分類號】? G623.58? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標識碼】? A ? ? 【文章編號】? 1992-7711（2019）04-260-02

一、計算思維概念與本質

1.計算思維概念

計算思維內涵豐富，國內外許多研究者從不同的角度對其作了理解或定義，國外接受較廣泛的有周以真定義、ISTE（國際教育技術協會）和CSTA（計算機科學教師協會）提出的操作性定義等。

2017年新課程標準將計算思維具體描述為“采用計算機方式界定問題，運用合理的算法形成解決問題的方案，并遷移到與之相關的其他問題解決中”。在新課程標準指導下，小學信息技術課程將重整教學模塊與內容，系統地將四大核心素養要求體現在教學內容與教學活動中，用以落實核心素養的培養。

2.計算思維本質

計算思維與實證思維、邏輯思維并稱三大科學思維，計算思維的目的就是問題求解，本質是抽象和自動化。計算思維鼓勵人們“像計算機科學家那樣去思維”，善于通過約簡、嵌入、轉化和仿真等方式，把一個看起來復雜的問題轉化為一個個容易解決的小問題，借助計算機來自動解決。計算思維包括抽象、分解、約簡、建模、轉化、遞歸、仿真、并行、啟發式推理等等一系列方法，核心是問題求解的方法與思路，涵蓋了分解思維、邏輯思維、抽象思維、算法思維、概括思維、模塊化思維、評估思維等特點與方法，內涵豐富。

二、小學生計算思維教育的重要性

信息時代里新科技日新月異，社會各領域對人才的要求逐漸增多增高。在這種時代背景下，“計算思維與創新實踐能力”顯得非常重要，應該成為人才培養的核心目標。教育迫切需要更新教育理念，重構教育內容，改革教學方法，培養創新型人才，提高學生用高效的思維思考與解決問題的能力，以適應未來社會的要求。

計算思維是創新思維的基石，是創新型人才的基本素質之一，具備計算思維的人，能靈活運用邏輯推理與系統分析等方法分析問題，懂得分解復雜問題，善于利用計算機自動完成繁瑣的任務，高效解決問題，也更具有創新意識。因此，培養計算思維能力，是提升創新能力的有效途徑，是現代教育的重要任務。

三、當前中小學計算思維教育狀況及存在問題

1.缺少專門培養計算思維的相關課程

計算思維的培養雖然可以浸透到數學、科學等多個學科教學中，但核心陣地主要在信息技術課程教學。在我國高等教育階段，目前都還鮮少專門開設計算思維學科，主流做法主要是在大學的計算機課程中或通過信息技術課程培養學生計算思維。

2.信息技術課程培養計算思維效果欠佳

在中小學階段，目前我國中小學信息技術課程已全面普及，課程的實施也日漸完善，但在我國目前的教育體系下，要在學生的日常課程中培養計算思維并非易事。一來學生課業重，學習壓力大，學習評測過于偏重知識，導致了對能力培養的忽略;二是信息技術課程在中小學不夠重視，教學教法上容易偏向知識與操作技能的學習，使得計算思維的培養效果并不理想;其三，目前我國計算思維研究主要集中在高校階段，在中小學階段如何根據學生的認知水平開展計算思維培養，還沒有較為系統的教學體系和教學模式。

3.中小學計算思維能力要求定位不明確

目前中小學教育中計算思維教育還未引起足夠重視，也沒有完整的體系結構指導教學如何培養學生計算思維。

計算思維能力比信息素養能力的能力層次要求更高。信息素養測重于使用工具處理信息的能力，而計算思維是問題解決的能力，核心在問題求解的方法與思路。王榮良認為，在基礎教育中，掌握計算思維比學會操作計算機更為重要，信息技術以信息自動處理為主要功能，其核心思想正是計算思維。而我國信息技術課程的目標只強調了信息素養的培養，對計算思維能力培養的目標定位還不夠高。因此，信息技術也有必要根據時代的新特點與新要求，及時進行相應的課程改革，清晰定位學科課程目標，提升到以培養學生的“計算思維”能力為核心，而不能只停留在知識與技能和信息素養的培養。

四、信息技術課程培養計算思維的教學策略

1.挖掘課程中的計算思維要素是培養計算思維的核心

計算思維內涵豐富，通過特定的課程教學也不大可能全面提高學生所有的計算思維能力，應將課程的主要內容與計算思維相關聯，挖掘其中的計算思維要素，包括支持計算思維培養的知識與技能，體現計算思維應用的過程與方法以及反映出計算思維的價值觀等。

例如在具體的信息技術教學中，讓學生探究信息技術處理信息的過程可以幫助學生體驗到計算思維的核心思想;讓學生通過簡單的項目設計與編程學生，可以鍛煉學生的抽象、分解能力和算法思維，為學生提供很好的分析問題和解決問題的全方位體驗，體現計算思維的靈活應用;讓學生設計并制作特定的作品來體驗和領悟計算思維的實踐應用，達用學以致用等。

2.設計有效的教學策略是提升計算思維能力的關鍵

計算思維能力培養需要一個反復訓練不斷向上積累的過程。有效的教學策略應該支持學生自主地建構知識，多角度地分析問題，尋找最佳的解決問題的方法。教學策略的選擇不僅要符合計算思維訓練的規律，還要結合課程教學的特點，才可能在課程教學中有效地開展計算思維培養。

目前培養計算思維的主要教學模式有以下幾種：問題引導式教學模式、任務驅動式教學模式、探究式教學模式、網絡自主學習模式以及混合式學習模式等。

筆者在教學實踐中基于研學后教理念設計了任務驅動教學策略，實踐效果良好，證明了此教學策略較能契合信息技術課程的教學，有利于計算思維的培養。任務驅動教學策略強調以培養計算思維為目的設計任務，教師為學生提供開展學習與合作探究的活動流程與任務指引，幫助學生在計算思維指導下進行任務探究和完成任務，體現計算思維反復鍛煉與修正的過程，符合循環向上循序漸進進行計算思維培養的規律。任務驅動教學策略有效支持了教師的教與學生的學，保障了教學效果，對培養學生計算思維起到了關鍵的作用。

3.科學安排課程內容是培養計算思維的有力保障

計算思維培養是一個循序漸進的過程，難以一蹴而就。因此信息技術教學內容安排也要從總體框架上合理設計，課程內容設計要完整，遵循計算思維發展的特點，從簡單到復雜，從理論到實踐，螺旋向上。從內容細節上，課程內容呈現要融入計算思維，滲透相關的計算思維概念、觀念或計算思維方法。

例如，教學《程序設計初步》，在內容安排上可以以知識要點來劃分課時，在教學三種程序的基本結構時，結合學生生活實際設計一些編程入門的探究任務，從易到難編排探究活動，才較符合學生認知水平，有利于學生計算思維的培養。又如在教學《虛擬機器人》，可以將智能校車課程內容分層次地通過多種形式呈現，圖文并茂，配備相應的參考程序與微課資源，在資源上結合平臺3D效果、詳細的研學指引與簡短的微課視頻，增強和保持了學生的學習積極性，幫助學生沉浸其中，體驗設計、編程與仿真的全過程，享受任務成功的喜悅，從真實實踐中體驗了運用計算思維解決問題的過程，有效的培養了計算思維能力。

4.設計與課程內容相匹配的教學評價標準是衡量計算思維培養有效性的杠桿

目前關于計算思維教育的有效性還沒有統一的評價標準，如何衡量課程與教學對計算思維培養有效，需要制定相應的評價標準。計算思維的評價難以用具體的數值來衡量，這就需要結合課程中的計算思維要素來考察教學前后的變化情況，以此為依據來判斷計算思維培養的效果。因此，有必要根據學科教學知識來設計與之匹配的計算思維評價工具。

[ 參? 考? 文? 獻 ]

[1]王榮良.計算思維對中小學信息技術課程的影響初探[J].中國教育技術裝備，2012，（27）：56-57.

[2]劉君亮.基于計算思維的混合式學習模型研究[D].北京：北京交通大學，2014.