小學信息技術教學中學生計算思維的培養策略研究

史豐華　田遠飛

【摘要】隨著我國社會經濟的不斷發展，我國進入信息化與科技化的時代，計算機作為信息化與科技化時代下的產物，現階段已經在我國實現大規模的普及，在日常生活中潛移默化地改變人們的生活習慣與行為方式。掌握良好的信息技術與具備計算思維的全面型技術人才能夠滿足未來社會的發展需求，所以培養小學生的計算思維是十分重要且必要的。文章將概述什么是信息技術學科計算思維，并提出在信息技術教學中培養小學生計算思維的策略，希望能夠為小學信息技術教學及小學生的計算思維培養提供參考與幫助。

【關鍵詞】小學生;信息技術;計算思維培養;教學策略

作者簡介：史豐華（1984—），男，江蘇省常州市武進清英外國語學校;

田遠飛（1988—），女，江蘇省常州市武進清英外國語學校。

近年來，隨著我國新課程改革的推進，各個學科越來越重視學生綜合素質與核心素養的培養。信息技術學科核心素養是核心素養重要的組成部分[1]，而計算思維作為信息技術學科核心素養的重要組成部分，培養學生計算思維的重要性自然不言而喻。所以小學教師需要提高對信息技術教學的重視程度，通過多種方法來提高小學生的計算思維，培養其核心素養。

一、信息技術學科計算思維介紹

信息技術是獲取、整合以及分析相關數據的一種手段，包括計算機語言、電子技術等眾多技術。隨著信息技術的高速發展，現代信息技術主要包括通信技術以及微電子技術等。這些電子信息技術通常與我國新興產業結合，共同為我國經濟發展做出貢獻。現代信息技術主要是在通信技術的支持下對圖像、數據進行處理，通常來講，這一過程中還包括提供通信技術設備以及提供信息服務等方面[2]。目前我國絕大部分中小學的信息技術學科教學大多偏向于技術教學，對學生計算思維培養的重視程度不夠，這會導致學生缺乏計算思維訓練，甚至并不了解什么是計算思維[3]。

20世紀初期，國外相關學者在雜志上刊登了關于計算思維的相關內容。該學者認為，利用計算機科學的基礎概念對某些概念性問題進行解答，并利用人類能夠理解的方式進行表達，這種思維活動就是計算思維。隨著近年來科學技術的發展，計算思維被越來越多的人所了解，人們也更加重視計算思維的培養[4]。2017年我國頒布的新課標中明確將“計算思維”確定為一項重要的信息技術學科核心素養，所以教師要研究培養學生計算思維的教學方式與教學策略，重視學生計算思維的培養。

在信息技術學科教學中，大部分教師側重于技術教學，使學生在課堂上只能學習到較為老舊的技術。無論是從提高學生的綜合素質和核心素養，抑或是從拓寬學生未來的發展空間來講，加強學生的計算思維培養都是極其重要的，“授人以魚不如授人以漁”，教師對學生進行技術教學的同時，應注重培養學生的計算思維，使學生真正做到學以致用，并且能夠了解技術背后的思想與技術方法，促進學生的成長[5]。

一、在信息技術教學中培養小學生計算思維的策略

（一）在體驗教學中讓學生形成計算思維

體驗教學是指教師通過創設完整且真實的情境，讓學生投入情境，在此過程中向學生呈現這節課要學習的知識，并且要求學生親自動手實踐操作，讓學生在實踐操作的過程中主動地思考，在親身實踐的過程中形成計算思維的一種教學方式[6]。教師可以先在課堂上展示本節課所用的教具，并讓學生進行充分的感知與實踐，在實際體驗后進行分組討論，使學生在親身體驗的過程中了解該教具的運行原理與運行方法，初步確定一個計算思維培養的大方向，為學生日后培養計算思維及學習打下良好的基礎[7]。

教師在開展教學時需要注意創設真實的情境，例如，在進行“初識人工智能”這一課的教學時，教師可以利用電腦、iPad等教學用具下載優秀的人工智能軟件，并且讓學生充分進行體驗。教師可以利用“咪咕靈犀”軟件向學生展示人工智能的作用，在該軟件中學生不但可以使用語音識別功能聊天，而且可以聽歌曲、了解目前的天氣狀況等。教師也可以利用“花伴侶”或“百度識圖”等軟件，讓學生進行拍照識圖，“花伴侶”中的拍照識圖功能能夠對拍下的植物照片進行搜索并對該植物進行詳細的介紹，“百度識圖”軟件可以對拍下的任何物品或想要搜索的照片進行大范圍搜索。教師通過讓學生實際體驗以上幾個軟件的操作，感受其便利性，能夠使學生充分了解什么是人工智能。教師也可以詢問學生：“咪咕靈犀這個軟件中的哪個功能屬于人工智能呢？”讓學生在親身體驗中詳細了解人工智能的優點與缺點，并且在后續的小組討論與教師答疑解惑的過程中探討人工智能的工作原理，初步形成計算思維[8]。

（二）在作品創作中讓學生形成計算思維

教師除了需要在課堂上為學生創設完整且真實的體驗情境，還需要在教學過程中或教學完成后讓學生充分發揮想象力創作一定的作品，作品創作不但需要學生掌握一定的信息技術知識，并且需要學生具備發散性思維，這種教學方法是目前我國大部分學校信息技術學科教學中常用的一種。由于小學生的年齡較小，教師可以采用分組的方式來開展教學。教師先在課堂上向學生講解作品創作，讓學生明確創作的主要內容以及所需要的信息技術，接著在課堂上進行實際創作演示，讓學生熟悉并了解創作的大體流程，而后再讓學生運用自身的思維，根據自己的想法進行作品的創作[9]。

對低年齡段的小學生，教師要注意不能選用操作難度較高的軟件進行教學，可以使用PPT進行示范。例如在“讓幻燈片動起來”這一課的教學中，教師先向學生展示孫悟空與二郎神大戰的PPT演示動畫。學生的年齡較小，對動畫的興趣更高，因此動畫能牢牢吸引學生的注意力并使學生對本節課的授課內容充滿興趣。接著，教師在課堂上向學生講解完成該作品所需要的操作技術以及該作品的主要內容、思想，而后給學生充足的小組討論時間，讓其在組內進行作品構思與操作流程的探討[10]。小組討論結束后，教師對各個小組在探討過程中出現的疑惑進行詳細、準確的解答。例如，孫悟空登場時的動畫效果可以用PPT中的“飛入”效果制作，孫悟空與二郎神大戰時的動畫效果可以選擇PPT中的“爆炸”或“強調”效果制作，為了突出人物特色或戰斗場面，可以為孫悟空和二郎神多添加幾個動作元素或動畫等。并且教師在課件中向學生一一展示剛剛提到的問題與想法。在學生完成作品創作之后，教師對學生的作品進行評價與打分，向學生展示作品創作流程的思維導圖，并引導學生記住重要部分，讓學生以后在進行類似的作品創作時能夠更加游刃有余[11]。

（三）在程序編寫中讓學生形成完整的計算思維

在學生初步形成計算思維后，教師需要讓學生形成完整的計算思維，主要可以采用編程教學的方式。教師要讓學生理解某一具體任務，并選擇將要運用的信息技術，而后進行程序編寫工作，并讓學生對該程序進行完善與加工，在編寫完成之后讓學生對該程序進行檢查與驗證。編寫程序能夠使學生的計算思維得到充分的培養。由于編寫程序是一個循序漸進的工作，教師利用這一方案培養學生的計算思維不會讓學生出現厭煩、抵觸等心理，并能使學生在未來的學習生活中能夠有條不紊并且認真細心地完成任務。

編寫程序對小學生來說可能較為困難，所以教師在布置任務時需要選用難度較低的任務。以小學高年級Scratch“創編游戲”的教學為例，本課的教學目標為讓學生編寫一個貓捉老鼠的程序。由于貓捉老鼠這一程序中只有一條路，而一旦觸碰到道路邊緣程序將會失敗，因此教師先向學生傳授if條件指令以及else指令，讓學生能夠將其組合起來編寫程序，即如果貓碰到邊緣，則會失敗，否則貓可以繼續前進。此時教師可以運用生活中的實際例子來講解，即如果我有五塊錢，則我可以買五塊糖。而后讓學生將其代入該程序的編寫之中，即如果貓碰到了道路邊緣，則貓將會失敗并且重新開始[12]。然后，教師引導學生充分理解并體會嵌套以及分支結構的程序架構，讓學生在進行程序編寫時能夠充分運用分支及嵌套而不會出現錯誤。教師要讓學生在編寫程序時采用編程的思維思考，不能采用日常的思維。接著，教師拋出問題：“編寫該程序需要什么要素？什么條件下貓才能夠捉到老鼠？”引發學生思考，通過問題逐步引導學生，讓其對該程序的編寫思路有明確的認知與了解。教師需要編寫出一個準確且完整的程序編寫流程，在課堂上向學生詳細講解，在學生了解編寫該程序的流程后再進行下一步的指令教學。

程序編寫可以幫助學生梳理混亂的思維，并且讓學生形成一套完整且有序的方案，對學生計算思維的培養至關重要。但教師在進行程序編寫的實際教學過程中需要注意讓學生明確程序的指令、算法等，在培養學生計算思維的基礎上提高其編程能力[13]。

（四）在項目學習中讓學生鍛煉計算思維

在學生形成計算思維后，教師需要鍛煉與強化學生的計算思維，可以采用項目學習的方式進行。項目學習是指學生在教師的引導與幫助下完成一個獨立主題項目的策劃、信息收集、實施等工作的新型教學方法，具體流程為選定項目、制訂計劃、活動探究、作品制作、成果交流與活動評價。

（五）帶領學生剖析任務，啟迪學生的計算思維

從宏觀角度來看，傳統的任務驅動教學中存在一些問題，例如教師將問題全部拋給學生，學生需要結合自身思維認知逐步完成各項學習任務。由于小學生年齡較小，思維正處于發展階段，倘若教學問題較多，會導致學生難以從正確角度進行綜合分析。因此教師在提出問題后需要帶領學生對問題進行進一步的分析，先提出一個大的問題，引導學生對問題進行分析，并讓學生將任務化解為一個個小任務，分析解決問題的方法。將復雜問題轉化為若干個小的問題，可以讓學生循序漸進地解決問題，同時學生也會自主運用計算思維解決問題，認識到計算思維的意義和價值。

（六）注重多元評價體系的構建

在信息技術高速發展的今天，教師需要利用互聯網平臺的大數據技術對學生的綜合能力進行全面分析，通過數據整合以及數據處理，觀察學生實際學習能力的變化，以明確后續教學活動開展的方向，讓小學教學活動朝著智能化和系統化的方向發展。

結語

綜上所述，在信息化與科技化的社會，教師需要充分培養小學生的綜合素質與核心素養，采取靈活多變的方式進行信息技術教學，采用多種教學方法使學生喜歡上信息技術這一學科，并且注重小學生計算思維的培養工作。教師可以通過充分整理教材或教學內容，并且選擇科學且合理的教學方式，使小學生的計算思維得到充分的培養與提高，讓小學生真正實現學以致用，在技能運用、思維等方面實現綜合發展，能夠滿足社會對高素質、高質量人才的要求。

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