立足信息技術課堂，培養學生計算思維

趙楚君

計算思維起源于計算科學，是當前信息技術教育中的研究熱點。要將抽象的計算思維能力培養設計成學生易于接受的形式，載體的選擇非常重要。而利用可視化圖塊式編程工具，學生只需要拖動圖形就可以輕松創作出蘊涵故事情節的游戲和故事等編程制品。因此，針對計算思維融入可視化編程教學的途徑，筆者做了以下思考。

敢于創新，培養計算思維

傳統的教學創新嚴重不足，發展受限，新課改就是想打破這一現象，還原教育生態的多樣化。而運用可視化編程，能極大地激發的學生想象力。例如，筆者執教《可視化編程游戲：大魚吃小魚》一課時，跳出傳統的順序選擇等語言教學，采用提出問題、分析問題、解決問題的方式綜合培養學生的計算思維能力。

師：這位同學對游戲進行了改進，大魚咬中時能切換造型了，我們來看下還有沒有其他創意？你覺得這個游戲還能改進嗎？

生1：吃掉小魚后，大魚變大。

師：類似超級瑪麗，非常棒的創意！

生2：小魚發現大魚在追它，會突然加速跑掉。

師：更接近現實生活，逃生的本能，贊！

生3：吃完這一片小魚后，進入另一個海域，里面的小魚更厲害。

師：類似闖關游戲，非常有特點！

……

類似的奇思妙想非常非常多，雖然最后未必能實現預想的效果，但是拓展的深度與廣度都有了，學生的自主創造還會遠嗎？創新意識不會憑空產生，它需要有一個依托，也需要長期的培養，教師需要做的就是搭建平臺，使創新意識的培養更合理，更有連續性，層層遞進，逐步培養學生的計算思維。

動態生成，啟發計算思維

教師在課前都會準備教案，但如果每節課都按照預設的教案演繹，有“意外”發生時，立即制止或忽略，會讓學生覺得沉悶老套，無法全身心地投入，而如果能及時抓住課堂生成的“狀況”并處理好，就能形成良好的教學資源。

例如，在《火柴人跳舞》的教學中，大部分學生按要求給角色繪制了不同的“造型”，利用腳本的“下一個造型”讓角色動起來。

雖然再三強調不要把角色直接畫在背景舞臺上，但還是有一位學生忽略了此提示，在刪除默認角色小貓后，把新建角色直接畫在了舞臺上。不過，他畫了很多個舞臺，并在每個舞臺上畫了動作不同的“火柴人”。他用的腳本是“切換下一個背景”。當“點擊綠旗”后，也出現了火柴人運動的效果。筆者起初想責備該學生不認真聽講，但轉念一想，這何嘗不是很好的“生成”資源呢？因為在可視化編程界面上，“舞臺”和“角色”是并列的。很多時候，學生容易混淆“舞臺”和“角色”，是因為他們并沒有分清兩者的異同。于是，筆者便問學生：“‘舞臺是角色嗎？”學生不能很肯定地回答。于是，筆者建議他們打開控件區，比較“舞臺”模塊和“角色”模塊有什么不同。有了對比后，筆者再幫助學生進行歸納：“‘舞臺也可以看成是角色，不過這個‘角色通常是靜止不動的，不需要設置它的動作。一般把不需要參與運動的背景圖放在‘舞臺上，而把需要運動的部分歸為‘角色。”有了這樣的思維過程，學生就更容易理解“舞臺”與“角色”的不同使用方法。

課堂上有很多這樣隨著師生活動而生成的資源，這些不同觀點稍作修改與利用，就會成為培養學生思維習慣的教學資源。

以迂為直，體驗計算思維

在教學時，應關注思維的過程，而不僅僅是模仿的結果。例如，在《小貓出題》一課中，學生開始接觸“變量”這個概念。執教時，有教師先把“加數1”“加數2”“和”三個變量全部新建好，再做下面的程序。這就出現一個問題，學生都會想當然地將“和”這個變量放在“等于號”后面，導致程序出錯。但此“和”非彼“和”，新建的變量“和”，是用在判斷里的，判斷回答者的答案與之是否相同。

可如果向小學生解釋，很容易讓他們越聽越糊涂。基于此，筆者改變策略，先只新建“加數1”和“加數2”這兩種變量。那么，“等于號”后面放什么呢？自然是放“偵測”里的“回答”，它表示的是做題人的“回答”。這個很好理解，學生都不會錯。之后，學生總結出搭建有變量程序的步驟：①新建“變量”;②給“變量”賦值;③進行條件判斷。根據這三個步驟，到了條件判斷時，為了讓回答者的答案與標準答案相比較，此時就需要出現一個新的量，就是“標準答案”。它從哪里來？因為已有模塊里沒有，所以又需要新建“變量”——“和”，因此這個變量在最需要它的時候出現了。這種理解是“順序式”的理解，順著“思維流”一路流淌下來，比較適合剛學習編程的學生。

優化學習，養成計算思維

教學不能像機械轉動一樣，按照固定的程序進行運轉，教師要善于根據條件和需要，對教學方法進行藝術性的再創造、再加工，并靈活地、藝術地運用于教學實踐中。要給予學生充分自主學習、探究的機會。自主學習與探究必定會引發形形色色的問題，這也就要求教師要引導學生優化學習，從而養成計算思維習慣。

《畫正多邊形》一課，一般教學中，從畫線開始，到畫三角形、正方形、正五邊形……從而得出畫正多邊形的規律：重復的次數為正多邊形的邊數，重復執行的內容為：移動合適的步數，旋轉360度除以邊數所得的度數。整個流程就像程序語句的順序執行方式，一句接一句，學生只是機械地跟著流程一步步往下走，沒有思維探索的過程。而計算思維過程強調問題的求解，教師純“演示”的方式，未能有效給學生足夠的認知機會，學生也就無法理解為什么要這樣確定重復次數和旋轉角度。

下面優化一下教學流程：從畫正五邊形開始，教師不再操作，而是讓學生通過畫三角形和正方形的腳本以及對圖形的分析探索重復次數、正多邊形的邊數以及旋邊的角度三者之間的關系，嘗試畫正五邊形、正六邊形等，總結畫正多邊形的規律。當學生總結出規律后，教師再從數學知識的角度出發講解旋轉度數的原理，即一個正多邊形所有外角的和為360度，每一個外角的度數等于360除以正多邊形的邊數。而畫正多形邊時每次旋轉的角度正好是正多邊形的一個外角。這樣的方式能夠讓學生更加深入地理解知識點，同時又能因獲得了新的數學知識而增加了自信和興趣。

由此可見，養成計算思維就要求教師優化教學，學生優化學習，讓求知思路從需要出發，通過知識的遷移推進問題探究的過程，在產生學習需要的基礎上，積極實施探究行為。要讓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界定問題，抽象特征，建立結構模型，合理組織數據綜合各種信息資源，從而進行分析與判斷，達到解決問題的目標。

總之，計算思維對現代信息技術教學影響深遠。在小學可視化編程教學中，教師在關注知識與技能的同時，更應引導學生學會“思考”，關注學生良好思維習慣的養成，長期不懈地堅持，只有這樣才能促進計算思維在課堂中的有效落實。