信息技術常態課中對學生算法思維的培養

江蘇省南通高新區小學 張愛峰

培養小學生的算法思維，就是幫助學生能夠在面對實際問題時，擁有清晰的解題思路和解題方法，能夠使解題過程變得具有條理性、完整性和準確性，不僅對學生學習信息技術有所幫助，還對學生的整體發展有著良好的促進效果。所以信息技術教師要針對課程內容、知識點板塊、學生的實際學習能力、算法特點等方面進行綜合分析，制定符合學生認知水平及學習能力的教學方法。

一、精準選“題”搭平臺，養成算法思維意識

小學中、低年級學生認知能力、邏輯思維水平和抽象思維水平較低，思維活動依舊需要具體表象的支持，單純運用程序設計工具培養算法思維難度較高。因此，教師在選擇算法題材時，應充分考慮到學生的年齡特點和實際能力。

若在培養學生算法思維的初期階段就選擇過于復雜、難度較高的算法題目，不僅會打擊學生的學習自信心，還會導致學生對計算機學習產生逃避的想法。所以在最初期接觸算法階段，教師可選擇一些難度較低或者與算法思維相關聯的題材，以增強學生的學習自信心。比如，在“WPS文字”相關知識教學中，教師可以要求學生打開已保存在桌面的一份文檔，并將文檔內的“小狗”替換為“狗狗”“小狗狗”替換為“小花狗”。學生完成相應的“替換”操作后會發現，文章內的“小狗狗”不僅沒有變成“小花狗”，反而變成了“狗狗狗”。這種情況的產生是因為學生先替換了“小狗”與“狗狗”這對詞，導致替換完畢后文章已不存有“小狗狗”這個詞。當操作錯誤的學生對操作步驟撤回并重新按照正確步驟操作后得出了正確結果，這樣能夠意識到解決問題時需要按照正確的思路和步驟進行，有利于初步養成算法思維意識。

二、打通“學科間的任督二脈”，提升算法思維水平

我國《基礎教育信息技術課程標準（2012版）》將“算法與程序設計”和“機器人設計與制作”兩個拓展模塊納入到小學階段教學內容當中。要求學生通過學習能夠初步理解現實生活中的算法問題，并借助于積木式編程工具編寫出解決生活中簡單問題的程序，從而讓學生感受編程思想的同時逐步提升學生的算法思維水平。

算法思維水平的提高對學生學習數學有著極大的幫助，教師可以利用Scratch編程幫助學生了解更多的信息知識，提高自身解決問題的能力，以下就數學中常見的“雞兔同籠”問題作出分析。①教師進行動畫示范，要求學生參照教師的操作步驟繪制出一個場景，場景中包括提問者和回答者，由提問者在提問中輸入雞兔共同的頭數和腳數，由回答者進行回答。②教師應引導學生注意雞兔的頭數與腳數在Scratch編程中應為變量，需通過提問者得到，兩個變量同時參與計算。③告知學生需要定義對應的變量來保存每次詢問的結果，同時明確上面解題過程是分解到每一步，除頭數和腳數兩個變量外，還可增加雞的只數和兔子的只數兩個變量。

這種方式能夠幫助學生在思考問題時學會將大問題進行合理分解，將復雜且大范圍的問題簡化為一個個具體步驟，有利于學生掌握解決問題的思路和方法，進而提升算法思維水平。

三、助力“創客”培養彩虹方案，增強算法思維能力

2017年7月，國務院印發了《新一代人工智能發展規劃》，其中明確指出，人工智能成為國際競爭的新焦點，應逐步開展全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程、逐步推廣編程教育。

目前學生在學習過程中基本按照相關固定的模式或者公式對問題進行分析、計算、思考和解答，這種方式只利于較為簡單的問題，當學生面對過于復雜的問題時運用算法思維就可以對問題進行簡化，將復雜的計算過程轉為可重復的模塊，不僅能夠加快解答速度，還能提高答案的準確性。比如，針對小學數學中的判斷問題作出分析，通常情況下，學生在面對此類問題時僅需在括號內標上√或者×，而利用機器人編程能夠讓學生對判斷題進行更加深入的了解和判斷。教師可指導和幫助學生共同完成一個程序的設計，如在車輛上安裝超聲波傳感器，當路面前方一定距離內無障礙時，車輛可順利通行；當路面前方一定距離內有障礙時，傳感器檢測后車輛會進行降速；當路面前方的障礙距離車輛非常近時，傳感器檢測后車輛會逐漸剎車停止前進。

通過機器人編程學習，不僅能夠開發學生的思維方式，還能促使學生意識到看待一個問題需要考慮問題的形成因素，理清思路和學會分層分析，這樣才能解決問題。作為一線的教育工作者，我們要更多地關注算法思維的教學，幫助學生輕松、愉快地學習程序設計，在未來才能涌現更多的“創客”人才。

綜上所述，在小學信息技術教學過程中，教師需要進一步加強對學生算法思維的培養力度。一方面了解學生的學習情況、算法思維教學內容及信息技術知識點，制定最佳教學方法，另一方面在教學過程中充分挖掘學科資源，合理運用多種學習工具和教學設備進一步提高學生的算法思維能力。