基于計算思維培養的小學信息技術教學策略

【摘要】信息素養已成為當前學生必備的基本素養，這種素養能使學生在生活中獨立分析和處理數據。計算思維是信息素養的核心內容，能讓學生將問題拆解，并運用已學知識找出解決問題的方法。為了達到信息技術學科的育人作用，小學信息技術教師要加強對學生計算思維的培養。

【關鍵詞】計算思維；小學信息技術；策略

作者簡介：吳萍（1986—），女，江蘇省江陰市城中實驗小學。

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》指出：“計算思維是指個體運用計算機科學領域的思想方法，在問題解決過程中涉及的抽象、分解、建模、算法設計等思維活動。”小學階段是學生計算思維形成的黃金階段。教師在教學中應該采取多種教學手段，從理論出發，深入實踐，全方位、多層次、立體化地培養學生的計算思維。

一、培養學生計算思維的重要意義

從培養學生綜合素質和核心素養的角度來看，加強學生計算思維的培養是十分重要的。培養學生的計算思維不僅能讓學生自主探究計算機技術，還能讓學生真正做到學以致用，用計算思維解決問題［1］。

從轉變學生思維的角度來看，加強學生計算思維的培養也十分重要。計算思維的培養能夠改變學生原有的思維方式，讓學生從更理性的角度去看待問題。學生可以將遇到的問題拆成多個部分，運用已學知識處理問題，從而提高解決問題的能力。

二、培養學生計算思維的策略

（一）創設生活化情境

豐富的教學手段和教育方式是吸引學生的關鍵。教師在教學時創設生活化情境以改變原有的機械式教學，能夠給學生提供沉浸式學習的體驗，讓學生真切感知并掌握信息技術知識、形成計算思維［2］。

以蘇科版小學信息技術4年級第27課“使用云盤儲存”的教學為例。在這一課中，學生需要學習使用云盤進行網絡儲存和數據分享。筆者這樣導入：“隨著同學們年齡的增長，使用的書籍也會變多。那么同學們平時都是怎么處理自己放不下的書籍的呢？”有的學生回答：“放在書架里或者將其收納好放在家里的空閑區域?！惫P者進一步引導學生：“那么，在信息空間中，有沒有一個東西能夠像書架一樣給大家放文件呢？同學們都知道光盤可以用來儲存音樂和視頻，那么儲存數據的叫什么盤呢？”學生的興趣被激發，積極參與討論。這時，筆者為學生提供正確答案：“儲存數據的叫云盤?！苯又?，筆者帶領學生根據書中插圖的指示學習使用“百度網盤”來儲存自己的文件。在指導學生成功注冊之后，筆者鼓勵學生嘗試通過“百度網盤”自行上傳、分享文件。此外，筆者還設計一些小游戲，如“傳輸小能手”比賽等。

教師通過創設生活化情境，能激發學生自主思考的能力，培養學生的計算思維，從而讓他們從被動學習轉變為主動學習。

（二）創設合作環境

對于小學階段的學生來講，編程課程是有一定難度的。因此，教師的帶領和學生之間的合作就顯得尤為重要。學生通過互相幫助，能夠形成合作環境。教師可以借助合作學習小組，凝聚學生的智慧，引導他們用自己的方式合理地解決問題。學生解決問題的過程也是培養計算思維的過程。

以蘇科版小學信息技術5年級第3課“火柴人跳舞”的教學為例。在這一課中，學生要掌握在“Scratch”中繪制造型和切換造型的方法，同時學習角色、背景顏色變化的方法。筆者根據學生的學習水平及表現將他們分成幾個小組。在正式創建火柴人角色之前，筆者讓學生繪制造型圖。在“Scratch”中，每一個角色都可以有多個造型。借助這一特征，學生可以繪制不同的火柴人造型，如“牽手的火柴人”“舉手的火柴人”“抬手的火柴人”“抬腳的火柴人”等。在學生合作繪制完成火柴人的造型后，筆者讓學生小組之間進行交流。在筆者的幫助下，學生借助編程技術，將繪制好的火柴人從靜態變為動態，最終形成連貫的火柴人動畫。接著，筆者鼓勵學生在原有火柴人的基礎上增加裝飾元素，如在原有火柴人的身上繪制一頂帽子，并在制作動畫時增加扶帽子的動作，讓火柴人動畫更加生動具體。在繪制火柴人動畫的同時，學生不僅能提高編程技術，還能培養計算思維。

通過合作環境，學生不僅能學到新的信息技術知識，還能在思維碰撞中培養計算思維。

（三）布置遞進任務

循序漸進是小學信息技術課程教學的重要原則。小學生心智發展尚未成熟，教師遵循學生的認知發展規律，布置遞進式任務，能夠讓學生更好地掌握知識和技能。

以蘇科版小學信息技術5年級第5課“畫正多邊形”的教學為例。學生經過數學學科的學習，已經了解部分正多邊形的畫法。在這一課的教學中，學生要通過“Scratch”中“畫筆”模塊的相關控件，畫出一些正多邊形。在課堂導入時，筆者讓學生在草稿紙上畫出一條線段、一個正三角形和一個正方形。在學生畫完之后，筆者讓學生嘗試畫正五邊形。這時，有的學生產生疑問：“正五邊形怎么畫？”筆者順勢導入新課，從畫線段開始，讓學生根據課本中的方法搭建畫線段腳本。接著，筆者讓學生在完成線段腳本的基礎上嘗試搭建畫正三角形腳本。在學生完成畫正三角形腳本之后，筆者給學生布置“自主搭建畫正方形腳本”的任務。學生經過學習之后自主探究更具挑戰性的任務，能更加系統地掌握搭建畫正多邊形腳本的原理，他們發現，搭建畫正方形腳本的方法是在原來畫線段腳本的基礎上，將線段按一定的方向旋轉90°，并重復執行4次，使小貓回到原點。在學生完成畫正方形腳本之后，筆者讓學生自主完成“實踐園”中的任務：搭建腳本，畫出畫筆粗細為“10”、邊長為“100”、顏色為“藍色”的正六邊形。學生在畫線段腳本的基礎上，將線段按一定的方向旋轉120°，并重復執行6次，使小貓回到原點。

完成搭建畫線段、畫正三角形、畫正方形和畫正六邊形腳本這四項遞進式任務之后，學生不僅能夠系統地掌握“Scratch”中“畫筆”模塊相關控件的用法，還能夠鍛煉抽象思維、計算思維，提高解決問題的能力［3］。

（四）創設游戲情境

教師的教學設計應注重活動化、游戲化、生活化。教師可以創設游戲情境，給予學生足夠的學習空間，讓學生自由發揮，進一步鞏固和發展學生的計算思維。

以蘇科版小學信息技術3年級第8課“用鍵盤打字”的教學為例。在這一課中，學生需要在筆者的帶領下借助“金山打字通”掌握英文打字和拼音打字的技能。通過打字訓練，學生可以更好地參與網絡生活。筆者讓學生啟動“金山打字通”，自主學習英文打字。從單詞練習到語句練習，再到文章練習，學生可以層層深入掌握英文打字的技能。

在學生完成英文打字練習之后，筆者借助“金山打字通”組織學生開展“英文打字闖關游戲”。首先，筆者將班級的學生平均分為5個小組，由小組內部進行比賽，選出一名成員作為“英文打字闖關游戲”的參賽者。其次，筆者將打字的準確率和完成時長作為評價學生成績的標準，并指定機房內的部分電腦作為參賽用機。最后，學生需要在筆者規定的時間內通過第一關“單詞練習”，才能開啟后續關卡。

在教學“拼音打字”這一課時，筆者讓學生自主完成拼音輸入法練習、音節練習、詞組練習、文章練習。

在學生完成這些練習后，筆者組織學生開展“漢字英雄闖關游戲”，以充分發揮學生的自主性，提高學生的拼音打字能力。

通過組織學生開展“英文打字闖關游戲”和“漢字英雄闖關游戲”，能夠增強信息技術教學的趣味性，充分吸引學生學習打字的興趣，培養學生的計算思維［4］。

（五）創設挑戰環節

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》提出：“從信息科技實踐應用出發，注重幫助學生理解基本概念和基本原理，引導學生認識信息科技對人類社會的貢獻與挑戰，提升學生知識遷移能力和學科思維水平，體現‘科’與‘技’并重?！苯處熆梢栽诮虒W時創設具有挑戰性的環節，融合多學科的知識內容培養學生的計算思維。

以蘇科版小學信息技術6年級第23課“人工智能的應用”的教學為例。在這一課中，筆者主要帶領學生了解人工智能在生活中的應用。在授課之前，筆者提問學生：“隨著時代的不斷發展，同學們身邊都有哪些與人工智能有關的應用呢？”有的學生回答：“聲音解鎖。”有的學生回答：“面容解鎖?！边€有的學生回答：“AI寫作?！惫P者對學生的回答進行肯定，并由此引入這一課的項目活動：了解“語音識別”“了解人臉識別”“了解OCR文字識別”。在“了解語音識別”的項目活動中，筆者鼓勵學生完成課本“探究屋”的任務：嘗試使用QQ音樂中的“聽歌識曲”功能識別一首歌曲。在“了解人臉識別”項目活動中，筆者鼓勵學生完成課本“討論坊”的任務：說一說目前人臉識別技術應用于哪些領域；議一議除了人臉識別，還有哪些人工智能的應用采用了視頻圖像識別技術。在“了解OCR文字識別”項目活動中，筆者鼓勵學生完成課本“探究屋”的任務：嘗試使用“捷速OCR文字識別”軟件，將圖片上的文字轉換成可以編輯的文檔。筆者還拓展延伸課本內容，給學生設計富有挑戰性的任務。筆者將學生分成若干個小組，讓每個小組合作探索與人工智能有關的內容。有的小組探索如何應用語音識別技術，制作一個同聲傳譯網頁，即使用者對著網頁講中文，就會立刻出現英文翻譯；有的小組探索如何應用人工智能給學習和生活帶來便利；還有的小組探索人臉識別技術是利大于弊還是弊大于利。

筆者鼓勵學生自主完成課本的“探究屋”“討論坊”等任務，有助于激發學生學習信息技術的積極性［5］。筆者組織學生小組合作探索與人工智能有關的內容，有助于學生遷移應用所學知識，實現計算思維的發展。

結語

具備計算思維的學生，能夠采用計算機處理問題的方式分析與綜合各種信息資源，并運用合理的算法形成解決問題的方案。教師在開展小學信息技術教學時，應圍繞信息技術學科核心素養設計豐富的項目活動，創設多樣的項目活動情境，循序漸進地培養學生的計算思維，讓學生親身經歷運用計算思維的過程，從而逐步具備運用計算思維完成項目活動的能力。

【參考文獻】

［1］史豐華，田遠飛.小學信息技術教學中學生計算思維的培養策略研究［J］.教育界，2022（18）：56-58.

［2］陳露.小學信息技術編程教學中學生計算思維的培養策略［J］.智力，2024（1）：57-60.

［3］王斌峰.利用項目式學習培養學生計算思維的策略：以小學信息技術學科為例［J］.學苑教育，2023（24）：64-66.

［4］龔余余.指向計算思維培養的信息技術教學［J］.文理導航（中旬），2023（11）：61-63.

［5］張靜.智能技術加持下小學生計算思維的培養實踐［J］.中小學電教（教學），2024（4）：70-72.