小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中計(jì)算思維的培養(yǎng)

馮蛟鴻

如今信息時(shí)代， 科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展。為了全面培養(yǎng)中小學(xué)生的信息素養(yǎng)以及信息技術(shù)的操作能力， 從而培養(yǎng)適應(yīng)信息時(shí)代發(fā)展的新型人才， 信息技術(shù)課程已被設(shè)置為義務(wù)教育階段的必修課程， 其目標(biāo)不僅是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)和探索信息技術(shù)的興趣以及提高信息處理能力， 同時(shí)還要強(qiáng)化學(xué)生使用信息技術(shù)解決學(xué)習(xí)和實(shí)際生活中遇到的各種問題的意識和能力。

我國《教育信息化“十三五”規(guī)劃》強(qiáng)調(diào)積極探索信息技術(shù)在“眾創(chuàng)空間”、跨學(xué)科學(xué)習(xí)、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應(yīng)用，著力提升學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力;我國信息技術(shù)學(xué)科新一輪課改的目標(biāo)是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)，包括信息意識、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息責(zé)任。其中就提倡的實(shí)施計(jì)算機(jī)科學(xué)教育與培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維。在未來構(gòu)建中小學(xué)的信息技術(shù)課程的教學(xué)體系中， 計(jì)算思維的培養(yǎng)也將會被涉及和重視。因此， 在小學(xué)信息技術(shù)課程教學(xué)過程中， 為了進(jìn)一步提高學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)知識分析和解決問題的能力， 思考如何有效培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力是非常值得深入探討的一個(gè)話題。以此我們可以看出信息技術(shù)教育是培養(yǎng)學(xué)生具有計(jì)算機(jī)知識、技能與信息素養(yǎng)方面的能力，它以面向計(jì)算學(xué)科的思維能力的培養(yǎng)為核心。因此，我們的信息技術(shù)課程要將培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力作為教學(xué)的一項(xiàng)特殊任務(wù)，不只講知識，更應(yīng)該找出藏在計(jì)算機(jī)學(xué)科知識中的思維，讓知識和思維相輔相成，思維伴著知識的暢通而爆發(fā)，能力伴著思維的創(chuàng)新而升華。怎樣在信息技術(shù)課堂中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維呢？

一、什么是計(jì)算思維

計(jì)算思維，是一組解決問題的方法，它教會孩子像計(jì)算機(jī)一樣表述問題和解決問題，或者說，它教會孩子理解和模擬計(jì)算機(jī)怎么解決一個(gè)問題。計(jì)算思維包括幾個(gè)方面：分解問題，邏輯和規(guī)律，算法，抽象。它可以說是學(xué)計(jì)算機(jī)和編程之前的基礎(chǔ)技能。或者說，編程只是表象，有計(jì)算思維才能真正寫出正確的程序。用寫文章做比喻，編程語言好比漢字、法語或者日文，計(jì)算思維則是文章的構(gòu)思、組織和內(nèi)容。

計(jì)算思維即是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動。是每人都應(yīng)掌握的基本技能， 而不僅僅屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)家。我們在培養(yǎng)孩子的解析能力時(shí)不僅包括閱讀、寫作和算術(shù)， 還應(yīng)包括計(jì)算思維。正如印刷出版促進(jìn)了3R的普及一樣， 計(jì)算和計(jì)算機(jī)也以類似的正反饋促進(jìn)了計(jì)算思維的傳播。計(jì)算思維有助于人們加深理解計(jì)算的本質(zhì)以及計(jì)算機(jī)求解問題的原理， 同時(shí)可以提供一系列的觀點(diǎn)和方法來幫助人們有效解決問題， 因此計(jì)算思維是人們在日常生活和工作學(xué)習(xí)中不可或缺的一種能力。計(jì)算思維的概念一經(jīng)提出， 便得到了來自計(jì)算機(jī)科學(xué)、社會學(xué)、哲學(xué)以及教育學(xué)等領(lǐng)域的廣大海內(nèi)外學(xué)者的極大關(guān)注。

二、小學(xué)信息技術(shù)課程計(jì)算思維培養(yǎng)的方法和策略

計(jì)算思維能力包括算法化思維、分解問題、對信息與數(shù)據(jù)的抽象化、數(shù)學(xué)建模、可視化表達(dá)、邏輯化推理以及模塊化規(guī)劃等諸多方面。在信息技術(shù)課程中加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維， 就是要讓學(xué)生不僅掌握基本的信息技術(shù)操作能力， 還要能夠理解由人、計(jì)算設(shè)備和信息構(gòu)成的信息系統(tǒng)的工作原理;通過多種不同方式來學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)的核心概念與方法， 同時(shí)培養(yǎng)他們的抽象與邏輯思考、系統(tǒng)化思考等計(jì)算思維， 并借助信息技術(shù)作品的設(shè)計(jì)與實(shí)踐， 增進(jìn)計(jì)算思維的應(yīng)用能力和解決問題能力， 加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作以及創(chuàng)新思考。

三、教會學(xué)生分解問題，掌握基本計(jì)算思維能力

為什么要分解問題？計(jì)算機(jī)可以做像登月、自動導(dǎo)航、下圍棋、構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)之類特別有意思的事情，它可以下棋打敗世界冠軍。那么計(jì)算機(jī)是如何做到這些的呢？簡單來說，就是分解思維。通常我們在上課的時(shí)候告訴學(xué)生的是分而治之思想。分解問題就是將復(fù)雜的、龐大的問題分解成幾個(gè)小問題分別解決的思維路徑。舉個(gè)例子，如果現(xiàn)在需要做一頓飯，我們講做飯分成“買菜”、“洗菜”和“做菜”幾個(gè)任務(wù)進(jìn)行，其中又可以將這些任務(wù)分解成更小的部分。當(dāng)我們層層遞進(jìn)將各個(gè)小問題都解決了之后，最后“做飯”這個(gè)大問題也就解決了。

分解問題是計(jì)算思維的基本思路：一個(gè)大問題分解成計(jì)算機(jī)可以運(yùn)作的小問題，然后逐步完成。計(jì)算機(jī)程序就是描述如何一步一步解決一個(gè)問題的。因此，在信息技術(shù)教學(xué)中，我們就要教會學(xué)生分解問題，利用計(jì)算思維解決問題。

四、樹立框架思維和抽象思維，提高解決問題的效率??? 分解完問題后，第二個(gè)步驟就是識別，即單獨(dú)檢視、思考每一個(gè)小問題，搜索解決方案。

還是以做飯為例的話，我們需要將三個(gè)任務(wù)按時(shí)間順序排列，再去挖掘其中的行動細(xì)則。這樣更容易避免疏漏和手忙腳亂，提高解決問題的效率。完成大概框架的搭建后，接下來需要利用抽象思維聚焦幾個(gè)節(jié)點(diǎn)，忽略小細(xì)節(jié)，形成解決思路。

計(jì)算思維廣泛應(yīng)用于工作、學(xué)習(xí)和生活。計(jì)算思維提供了一種能夠廣泛應(yīng)用于工作、學(xué)習(xí)和生活中的組織與分析問題的新視角，同時(shí)它可以連結(jié)計(jì)算機(jī)科學(xué)與其他學(xué)科知識領(lǐng)域，突破了專業(yè)知識技能與思想的局限，促使學(xué)習(xí)者進(jìn)行技術(shù)使用者到創(chuàng)造者的角色轉(zhuǎn)變。

通過在信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)孩子掌握基本的計(jì)算思維，提升學(xué)習(xí)能力，改進(jìn)學(xué)習(xí)效果。當(dāng)我們真正面對復(fù)雜繁瑣的問題、步驟頭痛不已時(shí)，信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)出來的這種計(jì)算思維方式能夠高效地將問題化繁為簡。這就是計(jì)算思維能夠廣泛應(yīng)用于工作、學(xué)習(xí)和生活的原因。