學(xué)習(xí)進(jìn)階理論下學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)的實(shí)踐研究

摘 要：在信息社會(huì)背景下，計(jì)算思維作為信息技術(shù)學(xué)科的核心素養(yǎng)之一，教師在信息技術(shù)教學(xué)中應(yīng)當(dāng)以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維作為主要目的，為學(xué)生的綜合發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)（NRC）對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)階的定義為：學(xué)習(xí)進(jìn)階是對(duì)學(xué)生連貫且逐漸深入的思維方式的假定描述，是在一個(gè)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間跨度下，學(xué)生學(xué)習(xí)和探究某一知識(shí)或?qū)嵺`領(lǐng)域時(shí)，其思維方式逐漸進(jìn)階的過(guò)程。文章對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)階理論下學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)進(jìn)行研究和闡述，旨在使用更加科學(xué)的教學(xué)方法提高學(xué)生的信息素養(yǎng)，從而使得信息技術(shù)教學(xué)能夠更好地滿足學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，以期為信息技術(shù)教學(xué)改革的良性發(fā)展注入活力。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維；學(xué)習(xí)進(jìn)階；信息技術(shù)；認(rèn)知發(fā)展；教學(xué)改革

作者簡(jiǎn)介：徐升波（1984—），女，江蘇省蘇州高新區(qū)通安中心小學(xué)校。

計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類(lèi)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(dòng)。小學(xué)階段的學(xué)生正處在思維發(fā)展的初期，其思維具有很強(qiáng)的發(fā)展?jié)撃埽虼嗽趯?shí)際的教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)當(dāng)使用合適的方法來(lái)挖掘?qū)W生的思維潛能，引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)深度的信息技術(shù)學(xué)習(xí)。學(xué)生計(jì)算思維具有層次性、進(jìn)階性，學(xué)習(xí)進(jìn)階又包括學(xué)習(xí)目標(biāo)、進(jìn)階維度等要素。因此在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中，要想真正實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)，需要教師給學(xué)生提供階梯式引導(dǎo)，應(yīng)用學(xué)習(xí)進(jìn)階的教育理論，在明確學(xué)習(xí)目標(biāo)的同時(shí)對(duì)進(jìn)階維度進(jìn)行劃分，讓學(xué)生按照從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從具體到抽象、從特殊到一般的過(guò)程來(lái)解決問(wèn)題，從而讓學(xué)生的計(jì)算思維獲得更好的發(fā)展。

一、運(yùn)用學(xué)習(xí)進(jìn)階理論發(fā)展學(xué)生計(jì)算思維的原則

（1）主體性原則。落實(shí)學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的關(guān)鍵在于教師真正理解學(xué)生在各個(gè)學(xué)習(xí)階段的實(shí)際需求，因此教師需要形成以學(xué)生為本的教育思想，關(guān)注學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，了解學(xué)生計(jì)算思維的特點(diǎn)，從而使教學(xué)建立在學(xué)生實(shí)際需要之上。

（2）引導(dǎo)性原則。小學(xué)生思考問(wèn)題的方式存在一定的局限性，為了促進(jìn)學(xué)生的計(jì)算思維發(fā)展，教師需要加強(qiáng)自身的引導(dǎo)作用，在學(xué)生需要時(shí)引導(dǎo)學(xué)生找到解決問(wèn)題的方法，從而讓學(xué)生思考問(wèn)題的過(guò)程變得更加完善，使學(xué)生獲得計(jì)算思維上的成長(zhǎng)。

（3）實(shí)踐性原則。學(xué)生計(jì)算思維是以學(xué)生解決問(wèn)題的水平為主要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的，因此在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中，教師需要加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力，給學(xué)生提供更多可以進(jìn)行自主實(shí)踐的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生可以大膽地運(yùn)用自己學(xué)到的知識(shí)去解決問(wèn)題，在多元體驗(yàn)當(dāng)中積累經(jīng)驗(yàn)，從而讓學(xué)生的計(jì)算思維獲得實(shí)質(zhì)性發(fā)展［1］。

二、運(yùn)用學(xué)習(xí)進(jìn)階理論發(fā)展學(xué)生計(jì)算思維的階段教學(xué)策略

（一）問(wèn)題的初步認(rèn)識(shí)——計(jì)算思維的初步運(yùn)用

在信息技術(shù)教學(xué)中發(fā)展學(xué)生的計(jì)算思維，需要教師遵循學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，結(jié)合學(xué)習(xí)進(jìn)階理論，引導(dǎo)學(xué)生從簡(jiǎn)單到復(fù)雜地運(yùn)用信息技術(shù)來(lái)解決問(wèn)題。因此在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)首先根據(jù)學(xué)生的發(fā)展需要，引導(dǎo)學(xué)生熟悉問(wèn)題解決過(guò)程中所需要用到的知識(shí)和技術(shù)，并且激發(fā)學(xué)生利用信息技術(shù)來(lái)解決問(wèn)題的熱情，從而為學(xué)生實(shí)際參與到問(wèn)題解決中奠定基礎(chǔ)。

例如，在WPS文字軟件教學(xué)中，教師可以首先向?qū)W生展示一個(gè)已經(jīng)設(shè)計(jì)好的文檔，接著引導(dǎo)學(xué)生分析這份文檔的設(shè)計(jì)，以此幫助學(xué)生初步了解WPS文字軟件的用途。在學(xué)生利用自己的觀察對(duì)WPS文字軟件的功能形成了初步的感知之后，教師再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作，讓學(xué)生對(duì)教師提供的演示文本進(jìn)行個(gè)性化的修改，比如可以調(diào)整字體的大小，也可以隨意地對(duì)軟件中的各種控件進(jìn)行操作。在對(duì)教師提供的演示文檔進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的更改之后，學(xué)生可以再試著自己增加文檔內(nèi)容。對(duì)WPS文字軟件形成基本的認(rèn)識(shí)后，學(xué)生可以通過(guò)對(duì)實(shí)例的進(jìn)階操作，進(jìn)一步熟悉WPS文字軟件的菜單，進(jìn)而可以更加快速地解決自己在軟件操作方面的問(wèn)題［2］。

又如，在Scratch教學(xué)中，教師首先可以讓學(xué)生玩一玩成品游戲“大魚(yú)吃小魚(yú)”，讓學(xué)生根據(jù)前期學(xué)習(xí)成果分析這個(gè)游戲當(dāng)中涉及的設(shè)計(jì)內(nèi)容，并按照進(jìn)階原則和難易程度對(duì)操作步驟進(jìn)行定階，讓學(xué)生按照分析過(guò)程進(jìn)行小組合作設(shè)計(jì)，之后進(jìn)行評(píng)比，決定哪一組進(jìn)階優(yōu)勝。教師可以引導(dǎo)學(xué)生修改腳本的內(nèi)容，讓學(xué)生通過(guò)調(diào)整腳本，實(shí)現(xiàn)大魚(yú)吃小魚(yú)、吃不同小魚(yú)分?jǐn)?shù)不一樣、總分更多的贏得比賽等功能。自主分析游戲、進(jìn)階設(shè)計(jì)游戲、完善游戲、小組評(píng)比的過(guò)程能充分培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

總之，結(jié)合小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，教師可引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)修改內(nèi)容、自主探索等方式來(lái)初步運(yùn)用計(jì)算思維，讓學(xué)生收獲更多愉悅的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，從而為學(xué)生以后的深度學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。

（二）問(wèn)題的結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)——計(jì)算思維的合理發(fā)揮

教師要在本階段讓學(xué)生掌握系統(tǒng)的問(wèn)題解決方法，從而使學(xué)生的計(jì)算思維獲得成長(zhǎng)。教師應(yīng)當(dāng)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)進(jìn)行分析，并且根據(jù)小學(xué)生的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)具有遞進(jìn)性的任務(wù)，使學(xué)生在任務(wù)驅(qū)動(dòng)中進(jìn)行對(duì)信息技術(shù)知識(shí)的結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)，提升學(xué)生思維的邏輯性，進(jìn)而落實(shí)對(duì)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)目標(biāo)［3］。

例如，在“制作展示本地傳統(tǒng)風(fēng)俗文化的宣傳文檔”項(xiàng)目教學(xué)中，為了達(dá)到較好的設(shè)計(jì)效果，教師可以引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)以下結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)：一是分析學(xué)生希望展示的本地傳統(tǒng)風(fēng)俗文化；二是篩選需要用到的相關(guān)資源，包含圖片資源、文字資源等；三是設(shè)計(jì)宣傳文檔的基本框架；四是按照文檔的基本框架，開(kāi)展基本的實(shí)踐操作；五是對(duì)宣傳文檔的細(xì)節(jié)進(jìn)行調(diào)整，包括字體調(diào)節(jié)、顏色調(diào)節(jié)、圖片放置的位置以及大小等；六是再次對(duì)文檔進(jìn)行分析，合作完成作品。在這樣的結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)中，學(xué)生的問(wèn)題解決不僅會(huì)變得更有效率，而且結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)能夠讓學(xué)生形成清晰的目標(biāo)意識(shí)，提升學(xué)生思維的邏輯性，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展。

需要注意的是，這一階段的計(jì)算思維培養(yǎng)需要教師發(fā)揮自身的引導(dǎo)作用，幫助學(xué)生完善問(wèn)題解決策略。但是每個(gè)學(xué)生都有著自己思考問(wèn)題的習(xí)慣，因此在該階段的教學(xué)中，教師要注重學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，可允許學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)際需求，對(duì)任務(wù)的完成順序進(jìn)行調(diào)整，使學(xué)生形成具有其個(gè)性特點(diǎn)的計(jì)算思維。比如在上面的項(xiàng)目教學(xué)中，學(xué)生可以直接利用網(wǎng)絡(luò)來(lái)搜集相關(guān)的資源，之后再對(duì)獲得的資源進(jìn)行整合。

此外，在這一階段的教學(xué)中，教師也可以引導(dǎo)學(xué)生利用思維導(dǎo)圖來(lái)整理自己的問(wèn)題解決過(guò)程。這一階段的教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生形成程序化的思維，而通過(guò)讓學(xué)生使用思維導(dǎo)圖將自己處理問(wèn)題的步驟和方法列出來(lái)，能夠更好地引起學(xué)生的反思，有助于學(xué)生程式化思維的發(fā)展。

（三）知識(shí)的靈活應(yīng)用——計(jì)算思維的有效拓展

這一階段的教學(xué)目的是引導(dǎo)學(xué)生理解不同事物之間的相互轉(zhuǎn)化，促使學(xué)生形成良好的知識(shí)遷移意識(shí)，能夠靈活自如地使用自己學(xué)到的知識(shí)去處理問(wèn)題，從而使計(jì)算思維獲得有效的拓展。這一階段的教學(xué)和上一階段的主要區(qū)別在于其進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的自主性。教師需要促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，并且鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主性的拓展學(xué)習(xí)，讓學(xué)生更加靈活地運(yùn)用相關(guān)的知識(shí)。同時(shí)，這一階段的教學(xué)也強(qiáng)調(diào)學(xué)生之間的團(tuán)結(jié)合作，可以通過(guò)多人參與完成項(xiàng)目的方式來(lái)引起學(xué)生的發(fā)散思考，使學(xué)生在討論、辯論當(dāng)中養(yǎng)成更好的計(jì)算思維［4］。

例如，在WPS文字軟件實(shí)踐教學(xué)中，教師可以組織作品創(chuàng)意大賽，讓學(xué)生靈活運(yùn)用前期學(xué)到的知識(shí)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和創(chuàng)作，展示自己的創(chuàng)意思維?；顒?dòng)以小組合作方式展開(kāi)，要求學(xué)生在基礎(chǔ)知識(shí)之上，進(jìn)一步引入更多教材上沒(méi)有的知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題。比如學(xué)生可以從網(wǎng)絡(luò)上下載更多樣式的字體來(lái)充實(shí)自己的作品，在作品當(dāng)中引入超鏈接，等等。同時(shí)，要求學(xué)生在制作作品的過(guò)程中先制作出關(guān)于本次活動(dòng)的思維導(dǎo)圖，將作品主題確定、搜集資源的方法、處理資源的方式、作品的細(xì)節(jié)優(yōu)化等步驟以清晰的圖示展示出來(lái)，作為作品的一部分。和上一階段中教師給學(xué)生布置任務(wù)的教學(xué)方式不同，這一階段的教學(xué)需要學(xué)生靈活運(yùn)用自己的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出符合自身實(shí)際的結(jié)構(gòu)化作品，從而獲得計(jì)算思維的有效拓展。

（四）教學(xué)的多元評(píng)價(jià)——計(jì)算思維的充分落實(shí)

在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中，雖然教師通過(guò)程式化的教學(xué)能夠使學(xué)生掌握一些科學(xué)有效的問(wèn)題解決策略，使學(xué)生的計(jì)算思維獲得一定的發(fā)展，但是由于小學(xué)生存在邏輯思維發(fā)展不完善、學(xué)習(xí)興趣不高等問(wèn)題，導(dǎo)致如果教師不及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生反思總結(jié)，學(xué)生的計(jì)算思維很難得到穩(wěn)定發(fā)展的問(wèn)題。因此在結(jié)合學(xué)習(xí)進(jìn)階理論培養(yǎng)計(jì)算思維的教學(xué)中，教師需要將教學(xué)活動(dòng)落實(shí)到評(píng)價(jià)上，引導(dǎo)學(xué)生自主總結(jié)解決問(wèn)題的方式方法，使學(xué)生的計(jì)算思維獲得鞏固。

在小學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)過(guò)程中，教師要認(rèn)識(shí)到學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展需要長(zhǎng)期引導(dǎo)，而且計(jì)算思維是沒(méi)有優(yōu)劣之分的。教師需要幫助學(xué)生建立起更加適合自己的計(jì)算思維，促進(jìn)學(xué)生的進(jìn)步。在進(jìn)行評(píng)價(jià)的過(guò)程中，教師要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，對(duì)學(xué)生進(jìn)行發(fā)展性評(píng)價(jià)，使學(xué)生獲得公正的評(píng)價(jià)，讓他們樂(lè)于反思。在針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，教師要注重引導(dǎo)學(xué)生回憶自己解決問(wèn)題的整個(gè)過(guò)程，讓學(xué)生思考是否還存在更好的問(wèn)題解決方法，從而落實(shí)對(duì)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)。

三、在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中運(yùn)用進(jìn)階學(xué)習(xí)理論培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的反思

（一）培養(yǎng)計(jì)算思維的目標(biāo)是讓學(xué)生學(xué)到實(shí)用性知識(shí)

在過(guò)去的小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中，教學(xué)目標(biāo)一般圍繞著學(xué)生對(duì)知識(shí)和技能的掌握，并且經(jīng)常讓學(xué)生用重復(fù)訓(xùn)練的方式來(lái)學(xué)習(xí)知識(shí)的簡(jiǎn)單應(yīng)用，在這種模式下，學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解浮于表面，很難實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移使用。而計(jì)算思維的培養(yǎng)則是為了讓學(xué)生可以將知識(shí)靈活地應(yīng)用到各種情境當(dāng)中，并且掌握具有結(jié)構(gòu)化特色的問(wèn)題解決方式，提升對(duì)信息技術(shù)知識(shí)和技術(shù)的應(yīng)用水平。因此在進(jìn)階學(xué)習(xí)理論的應(yīng)用中，教師需要將發(fā)展學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力作為最終的目標(biāo)，設(shè)計(jì)出具有層級(jí)性的教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生在遞進(jìn)式學(xué)習(xí)中了解知識(shí)的價(jià)值。

（二）在培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的同時(shí)落實(shí)對(duì)學(xué)生信息素養(yǎng)的培養(yǎng)

信息素養(yǎng)是指學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)等途徑獲得信息、分析信息、處理信息的素養(yǎng)，計(jì)算思維和其有著密不可分的聯(lián)系。因此在信息技術(shù)教學(xué)中，教師需要遵循學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展特點(diǎn)，將對(duì)學(xué)生信息素養(yǎng)的培養(yǎng)融入進(jìn)階式計(jì)算思維培養(yǎng)活動(dòng)中。

（三）計(jì)算思維的培養(yǎng)要重視對(duì)合作學(xué)習(xí)模式的使用

小學(xué)階段的學(xué)生邏輯思維和獨(dú)立處理問(wèn)題的能力都比較弱，這就導(dǎo)致其在計(jì)算思維發(fā)展的過(guò)程中需要更多的引導(dǎo)和幫助。結(jié)合小學(xué)生思維特點(diǎn)，教師要加強(qiáng)學(xué)生之間的合作學(xué)習(xí)，精心設(shè)計(jì)合作探究任務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)生合作分析問(wèn)題，助力學(xué)生計(jì)算思維水平的提升。

（四）教師要用開(kāi)闊的教學(xué)視野來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維

教學(xué)如果局限于課本容易導(dǎo)致學(xué)生形成思維定式，不利于學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展，信息技術(shù)更新?lián)Q代快這一特點(diǎn)也要求信息技術(shù)教師平時(shí)要加強(qiáng)學(xué)習(xí)。因此在實(shí)際的教學(xué)中，教師需要形成開(kāi)闊的教學(xué)視野，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際需求，在教學(xué)當(dāng)中開(kāi)發(fā)更多有助于學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展的教學(xué)資源，創(chuàng)設(shè)更多具有趣味性的教學(xué)情境，從而促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)遷移，讓學(xué)生可以真正利用信息技術(shù)的知識(shí)去解決各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中的問(wèn)題，落實(shí)對(duì)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)。

結(jié)語(yǔ)

在信息技術(shù)教學(xué)中，學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)不是一蹴而就的，因此教師要開(kāi)展既具有深度，又具有廣度的信息技術(shù)教學(xué)，幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)進(jìn)階過(guò)程中獲得計(jì)算思維的發(fā)展。在實(shí)際的教學(xué)中，教師要根據(jù)學(xué)生的思維特點(diǎn)，給學(xué)生布置恰當(dāng)?shù)奶剿魅蝿?wù)，讓學(xué)生在結(jié)構(gòu)化問(wèn)題探究中對(duì)信息技術(shù)的理論知識(shí)和應(yīng)用價(jià)值產(chǎn)生深刻的理解，使學(xué)生的計(jì)算思維在學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的幫助下獲得發(fā)展。

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