聚焦信息技術課堂學生計算思維的養成
——以“生活中的算法”為例

江蘇省南京市金陵中學實驗小學 張滕南

新一輪課改指出，基礎教育總體目標應落實“發展學生核心素養”。信息技術學科的核心素養包含了“信息意識”“計算思維”“數字化學習和創新”“信息社會和責任”四個方面，其中“計算思維”一詞近年來越來越多地出現在信息技術學科的課堂教學實踐中。“計算思維”一詞的概念在學術界并未完全統一，筆者所理解的“計算思維”是人們應用計算學科的原理、思想和方法，通過一系列有序的步驟去解決實際問題時產生的思維活動。

江蘇省小學信息技術教材中將程序設計內容安排在五年級。五年級學生思維方式正由具體形象思維向抽象邏輯思維過渡，邏輯思維能力不足。而程序設計課程，為快速有效地培養學生計算思維能力提供了可能，因為程序設計的過程本身就是解決實際問題的過程。本文以“生活中的算法”一課教學為例，闡述了如何在信息技術的程序設計教學中，更有效地促進學生計算思維養成的策略。

一、指向生活，關注思維生成

發展計算思維是為了更好地解決問題。課堂教學是引導學生發現問題、分析問題、提出解決方案，并在交流的基礎上對方案進行優化、迭代、升級，最終解決問題。什么樣的問題能夠引起學生學習的興趣，從而提高課堂教學效率呢？筆者認為，貼切生活的真實問題更能吸引學生，讓他們迸發思維火花。尤其是中高年級學生，他們有著一定的社會生活經驗，初步掌握了一定的認識社會和現象的方法，有主動積極參與社會活動的意識和能力。而創設的虛擬場景教學情境可能會脫離學生實際生活，不能反映出學生的真實需要，不能達到知與行相統一，實現學生的社會性發展。

在教學“生活中的算法”一課時，教師在導入環節出示兩張打車軟件的實際計費截圖讓學生觀察。學生發現問題：用同一款打車軟件，相同的出發地與目的地，打車費卻不一樣。該問題引導學生繼續觀察圖片，從而發現打車時間、天氣情況、實際路況等因素對最終計費結果都會產生一定的影響。學生的學習熱情高漲，課堂教學效果顯著。

這樣的設計不同于以往教師設定的可能會脫離現實生活的情境，而是選取生活中真實生動的事例，這樣就迅速吸引了學生的注意力。打車和學生的生活息息相關，他們在體驗和感悟中發現和解決生活中的實際問題。

二、巧用工具，助力思維可見

如今，小學信息技術學科教師關注最多的是軟件操作的教學，這樣的教學很難讓學生將知識融入生活并靈活應用，學生學到的是孤立的知識和零散的技能，收獲的只是幾個控件的用法，解決問題的能力沒有得到培養。這遠遠沒有達到我們的教學目標，與發展學生信息技術核心素養相去甚遠。所以，要讓思維可見，關注教與學的過程，而不是單純地要求學生掌握操作技能。思維可見可以借助思維工具，用圖形、文字等表現形式，把學生的思考方法、思考步驟、思考路徑清晰地呈現出來。這樣的教學方式就是注重學生解決問題的思維過程，培養學生的計算思維。思維工具有很多，如思維導圖、蓮花圖、氣泡圖、樹狀圖、流程圖等，其中的思維導圖和流程圖在信息技術課堂教學中應用較多。筆者認為，在程序設計課程中，流程圖的應用更為有效。因為程序設計最重要的是算法，而流程圖的優勢就是結構清晰、邏輯性強、容易理解，便于描述算法從開始到結束的過程。

在“生活中的算法”一課的導入環節，學生說出了很多可能性，那到底打車軟件的計費與哪些因素有關呢？有關的因素很多，計費的算法其實非常復雜，并不需要學生完全了解清楚，所以，教師簡化了打車軟件的計費規則。車費主要由起步費、里程費、時長費三部分組成——起步費：9元（包含3公里里程、9分鐘時長）；里程費：高峰時段超過3公里后的路程每公里收費2元，普通時段超過3公里后的路程每公里收1.85元；時長費：高峰時段超過9分鐘后的時間每分鐘收0.47元，普通時段超過9分鐘后的時間每分鐘收0.38元。這樣的語言描述，學生并不能完全理解，對于后續的程序設計會有不小的難度。為此，在這一環節教師出示了流程圖幫助學生理解打車軟件計費規則。接下來，學生又進行了討論，教師還進行了解讀，最后，基本上每個學生都能在學習任務單上正確寫出計費計算公式。

這樣一種教與學的過程便于學生理解算法的邏輯結構，學生的思維經歷了抽象到具體,在達成課堂教學目標的同時，還有效培養了學生計算思維的能力。

三、創意挑戰，促進思維迸發

生活中的問題往往是多要素疊加的問題，解決問題要考慮多種因素，且解決問題的方法不是唯一。在信息技術課堂教學中，不同的算法解決問題的效率也不同，所以，教師應該有意識地培養學生能應用多種方法解決問題的能力。

1.提出問題，啟發思考

在教學“生活中的算法”一課的拓展環節，教師設置了這樣一個問題：“如果你是一家打車公司的創始人，你會怎樣制定計費規則，讓更多的客戶用你的打車軟件呢？”這是一個開放式問題，為學生提供了一個廣闊的思維迸發空間。這個問題沒有標準答案，學生可以從各個方面去思考，答案只要相對合理即可。學生分小組討論計費規則，并在學習任務單上寫下需要改動部分的程序。

2.充分表達，強化思維

人的思維與語言密不可分，語言的準確性體現著思維的縝密性、語言的連貫性體現著思維的流暢性、語言的多樣性體現著思維的豐富性。語言是思維的一種表達方式，表達的過程就是思維強化的過程。

在信息技術課堂教學中，教師通常主要關注學生的操作，而較少給予學生充分表達的機會。其實，應該將學生的表達作為課堂上重要的生成性資源，從而有效促進學生計算思維的養成。因此，在學生制定完成新的計費規則后，教師安排各小組代表上臺匯報各自的計費規則，并且要求學生說出這樣設計的理由及程序修改方案。各小組基本上都是以給客戶優惠券的方式制定計費規則，只是滿足發放優惠券的條件與發放的金額有所不同。這也基本符合教師的預設，因為現在打車公司基本上也是用各種優惠手段來吸引顧客。有的小組設計的是給新用戶發放優惠券；有的小組設計的是給老用戶發放優惠券，他們認為這樣可以提高用戶黏性。

3.積極評價，迭代思維

在傾聽別人發言的過程中，學生一般都會不斷調整自己的知識結構，把別人的思維內化為自己的思維，還會將不同的思維進行整合重構形成新的思維。在信息技術課堂教學中，評價環節非常重要，應多用鼓勵贊揚的評價，適當提出修改意見，這樣既能提高學生學習積極性，又能幫助學生找到并分析不足之處。課堂中要多種評價方式相結合，如學生自評、小組互評、教師評，這樣可以讓學生從多維度、多角度去思考問題，從而有效解決問題。評價環節結束后，應留出一定的時間，讓學生進行方案的修改和程序的優化迭代。程序的優化迭代是程序教學中必不可少的環節，因為編寫程序不是一蹴而就的。對程序進行優化迭代，實際上就是指向解決問題過程中的步驟優化與完善，有利于促進學生計算思維的提升。

四、總結

在上述“生活中的算法”編程教學案例中，教師以生活中的實際問題進行導入，通過流程圖讓學生理解算法，以學生為教學主體，教師一步一步引導學生完成程序設計，并及時交流、反饋和評價，幫助學生完善設計，在解決問題的過程中培養了學生的計算思維能力。古人云：授人以魚不如授人以漁。在信息技術課堂中，學生學會軟件操作，掌握若干個程序控件，并不一定能在今后生活學習中起多大作用，但以學生終身發展為目標，以解決實際問題的過程為抓手，這樣就能培養學生計算思維能力，這樣的信息計算課堂教學也才會更為有效和更有意義。