淺談信息技術基礎模塊教學中計算思維訓練

潘偉榮

【摘要】計算思維被公認為是與理論思維、實驗思維并列的人類認識世界和改造世界的思維方法，也是信息技術核心素養的要素之一。在“重技能輕思維”傾向信息技術基礎模塊教學中，教師往往側重講授基本操作，而忽視了操作過程中隱藏的思維活動。《設置個性桌面》一課旨在引導學生尋找各種設置個性桌面的途徑，讓學生體驗軟件設計者在設計實現該功能中需要考量的操作因素，將教學引向計算思維培養層面。

【關鍵詞】計算思維;信息技術;基礎模塊

一、信息技術基礎模塊存在的問題

在現有的信息技術基礎模塊教學中，教師比較重視計算機應用技能的培養，重視激發學生對計算機的學習興趣，但該模塊的教學至少存在兩個問題。

（1）教學內容落后于現實的軟硬件發展。例如，Windows XP（以下簡稱“XP”）已經成為歷史，但仍然是基礎模塊的主要學習內容。不同操作系統有不同操作風格，學生應能將所學遷移到其他系統中。

（2）教學方法單一，無法讓學生思維進一步深入。該模塊的教學實踐環節中，教師比較喜歡采用“教師演示—學生操作”這一教學模式。學生在信息技術基礎模塊的學習中相對被動，模仿的多、操作的多、思考的少，他們雖有興趣，但思考深度不夠。

二、計算思維的培養應在信息技術基礎模塊得到重視

2006年，周以真教授提出計算思維是“運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動”。他明確指出，計算思維無處不在，它是一種信息化的問題解決能力，與信息社會的發展需求相適應，將融入人類活動的各個環節之中。

《中小學信息技術課程指導綱要》指出：“信息技術學科核心素養包括信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任等方面。”對照周以真教授的觀點，計算思維在信息技術教學中的每個模塊都應予以重視，教師必須糾正基礎模塊教學中的“重技能輕思維”傾向。

三、信息技術基礎模塊計算思維的培養

信息技術基礎模塊的操作形式表現為具體、可操作的解決問題的步驟，理解軟件操作的風格、軟件的設計思路，可以挖掘出極其豐富的培養計算思維因素。

《設置個性桌面》一課是蘇教版小學信息技術三年級信息技術基礎模塊中的教學內容，教師在日常教學中，往往只突出個性桌面的設置效果，激發學生的學習興趣，卻忽視了“功能分析”“解決方案”等強調思維活動的部分。學生雖然學會了XP系統中個性桌面的設置，但很難解決其他環境如WIN7、安卓、蘋果等系統的相同需求。針對《設置個性桌面》的教學教師應從以下幾個方面著手，將解決問題的思考方式、軟件設計者考量的因素展現在學生面前，促進學生思維能力的提升。

1.基于真實需求，建立問題模型意識

“具備計算思維的學生，在信息活動中能夠采用計算機可以處理的方式來界定問題、抽象特征、建立結構模型、合理組織數據。”計算機基礎操作需要考慮和權衡多種影響因素，通常不存在唯一的操作方法。教師可以引導學生思考、抽象書本中介紹的基本操作和功能在不同環境中的表現與應用，提升學生解決問題的能力。

在以往對《設置個性桌面》一課的教學中，大部分教師往往立足于XP系統給各種桌面主題帶來的酷炫效果，忽略了個性化的桌面蘊藏的功能性需求以及實現功能操作的通用方法，導致學生思維方法得不到訓練。現實生活中，個性桌面的設置在不同的操作系統中有不同的操作形式，教學用系統多是XP系統，但教師不能把教學設計僅限于XP系統，而是要展現不同的操作系統的不同風格，如XP各種主題、WIN7的個性桌面、安卓系統的桌面等，以更好地引導學生分析個性桌面的功能。教師應使學生認識到個性桌面不僅能帶來更美、更炫的桌面效果，而且可以設置更適合自己需求的個性桌面，不同系統的個性化桌面實質是桌面的設置不同，操作上的關鍵點是找到不同系統的桌面設置功能的位置，從而形成問題的模型。教師應從思維層面引導學生從需求出發，抽象出功能的本質和操作的方向。

2.改造課本案例，分析問題解決方法

在《設置個性桌面》一課中，教師習慣以用戶的身份來體驗這樣的操作方式，而很少從軟件設計者的視角考慮為什么這樣設置。教師如果引導學生轉換問題視角，從系統設計者的角度看：如何讓操作者更好地找到所需功能，那么學生就能從分析解決方案中找出一般操作規律，找到計算機解決問題的一般過程與方法，使學生在不同的操作系統中自由切換。

本課教學的核心是讓學生找到桌面的設置選項，筆者打破傳統的教師演示學生學或學生自主學習的方式，讓學生體驗系統設計者給出的解決方案。

（1）找功能。軟件的設計者將龐大的系統功能進行了分類，我們可以在各種功能的分類處（“開始”或“我的電腦”）到控制面板中尋找設置桌面功能。優點是位置固定功能集中，學生可以較為詳細地熟悉系統功能分類，了解系統及其他設置選項;缺點是信息過量，學生很難找到對應的選項。

（2）選功能。學生在桌面的空白處右擊，選擇相關的操作（屬性或個性化）。優點是學生可以快速找到相關設置;缺點是學生需要理解相關的操作選項。

《設置個性桌面》滲透了Windows操作系統解決各種操作問題的基本方法：找或選。學生用左鍵到對應分類、對應菜單、對應選項卡、對應工具欄中找;用右鍵到對應快捷菜單中選。鼠標左鍵和右鍵的應用得到了充分展現，將硬件與軟件的設計建立關聯，讓學生掌握了利用條件分析解決問題的方法。

3.展開拓展應用，培養問題遷移應用意識

在計算機基礎模塊培養學生計算思維，需要教師拓展應用環境，讓學生學會用計算思維方式將方案遷移到與之相關的其他問題中，培養學生的應用意識。

在《設置個性桌面》一課教學完成后，教師可以在虛擬機上將應用環境拓展到WIN7、WIN8、WIN10等環境，讓學生體驗“找”“選”兩種操作方式在不同系統中的應用，使學生更深入地了解Windows系列軟件的操作風格，讓學生體會利用計算機特點解決問題的思維方法。教師還可以將解決方案拓展到安卓、蘋果等移動操作系統中，讓學生思考：這些系統如何實現個性的桌面設置？整個教學將學生學習的熱點聚焦到思考如何利用現有條件快速找到需要的功能上，讓學生思考軟件又是如何適應人的需求的，變培養學生的應用技能為培養學生的應用意識，教師成為“引導者”，學生轉變為“探索者”。

總之，在信息技術基本模塊教學中引入計算思維訓練，可以讓學生在習得知識與技能的同時，有效發展思維，提升學生的綜合能力，并作用于學生未來發展，培養出更多專業人才。

【參考文獻】

Wing J.M.（2006）.Computational thinking.Communi-cations of the ACM，49（3）：33-35.

趙琳.設計型學習模式的研究與實踐[D].上海：華東師范大學，2017.