小學信息科技計算思維的培養路徑

在小學義務教育階段的諸多學科中，信息科技學科的設置主要是為了培養學生的數字素養與技能，以迎合當前的信息化發展潮流，為信息行業儲備人才，也為學生更好地掌握信息工具的應用打下良好的基礎。計算思維指的是靈活運用信息工具解決實際問題的思維活動，正對應著信息科技學科的本質追求。創客教育理念則是從創客運動中興起，同時被創客運動帶動發展的教育理念，強調的是在動手實踐中培養學生的創新能力、探究能力與創造能力，最終指向的也是對符合信息時代發展需要的優秀人才的培養。本文主要圍繞創客教育理念下小學信息科技計算思維的培養展開，在簡單地進行概念介紹以后，先探究創客教育理念下小學信息科技教學的設計要點和培養學生計算思維的重要性，再探究創客教育理念下小學信息科技計算思維的培養路徑。

一、概念解讀

（一）創客教育理念

創客教育是一種在互聯網時代科學技術的變革中生成的教育理念與教育方式，其中融合了科學、技術、工程、藝術、數學等領域的知識與技能，自由開放、創新創意和探究體驗是創客教育理念的核心要點，實踐創造是創客教育活動的主要形式，培養創新型人才是創客教育實踐的根本目的。從某種意義上來說，創客教育理念也體現了未來教育的發展趨勢：打破固有時空的限制，拓展學習渠道；跳出既定目標框架，全面培養學生能力；立足課程教學局限，整合多元化的課程內容；搭建新式教學框架，轉變學生學習方式；調整主體身份定位，重塑新型師生關系。以創客教育理念為導向，教師所設計的教育活動會比傳統理念導向下的教育活動更貼近生活與自然，也更能滿足學生的需要、推動學生發展。

（二）計算思維

計算思維是一種思維活動，指向的是基于計算機科學運用的問題求解、系統設計、人類行為理解等內容，其中吸取了一般數學思維方法、一般工程思維方法和一般科學思維方法的優點，并借助信息技術突破了人在計算過程中能力的局限，為人們對復雜問題的思考、表示和求解提供了更多的支持和更大的助力?！案拍罨薄案净薄叭诵曰焙蛷娬{數學思維及工程思維的互補與融合是計算思維的特性，計算思維在人類活動中的融合也能助力日常生活管理和日常問題求解效率的提升。從教育教學的視角來看，計算思維也是信息科技課堂上教師需要對學生進行重點培養的一種基本素養，更是信息科技核心素養的表現之一，指向的是基于信息科技基礎概念的問題發現與解決、問題積累與創造、問題歸納與總結。

二、創客教育理念下小學信息科技教學的設計要點

（一）以交流為核心架構教學框架

創客教育理念是指向實踐創造的教育理念，每一個學生都是這種實踐創造的核心主體，而個體的力量是單薄的，個體對問題的思考與探究也容易因為視野的狹隘而走入死胡同，無法繼續推進。所以，在創客教育理念下設計教學活動時，小學信息科技學科的教師需要先圍繞“交流”這個核心關鍵詞來架構教學框架，以小組為單位開展教學活動，為學生預留更大合作探究空間的同時，引導他們在合作與交流中完成對信息科技的探索和學習。

（二）以學生為核心梳理教學邏輯

在以創客教育理念為導向、以交流為核心架構的教學框架下，學生個體主觀能動性的發揮將起到至關重要的作用，教師需要以學生為中心，圍繞學生這個核心主體來設計教學活動、梳理教學邏輯，以更好地發揮學生個體的主觀能動性。從教學和育人的角度出發，這種以學生為核心的教學設計能夠提升教師教學的針對性，為教師對學生個性化、全面化的培養提供更多支持，所以教師無論在哪個環節，都要堅定學生的核心地位。

（三）以實踐為核心規劃教學環節

在指向思維開發和能力提升的教育教學活動中，實踐永遠是最有效的教學方式，也永遠是落實與推進教學和育人的關鍵。基于創客教育理念中培養創新型人才的需求，教師需要為學生設計一系列的實踐任務，并通過實踐任務來驅動學生實踐探究。而在實踐教學活動的整體編排上，教師需要從基礎實踐任務入手，架構包括基礎實踐任務、提高實踐任務和拓展實踐任務在內的一套完整的實踐任務體系，循序漸進地落實對學生實踐能力的培養。

三、小學信息科技教學培養學生計算思維的重要性

（一）為學生學科核心素養的架構奠基

在新課標中，信息科技學科的核心素養主要有四種表現，包括信息意識、計算思維、數字化學習與創新以及信息社會責任。其中，計算思維是信息時代背景下解決問題的一種思維方式，也是信息科技核心素養架構的基礎。因此，在指向學生個人成長和發展的視角下，培養學生計算思維的重要性首先就體現在能夠為學生學科核心素養的架構奠定基礎上，教師需要從開發學生思維的角度出發，結合信息時代的人才需要來落實對學生信息素養的架構。

（二）為學生問題解決能力的發展奠基

計算思維本身就是指向問題解決的一種思維方式，所以對學生計算思維的培養也可以看作對學生問題解決能力的培養，或者說培養學生的計算思維就是提高學生問題解決能力的基礎與前提。在信息時代全面到來以后，對信息工具的開發和應用就成了能直接關系到社會發展的重點任務，而學生開發與應用信息工具的能力實際上就是其在信息背景下問題解決能力的一種表現，教師需要通過培養學生計算思維的方式來不斷提升學生的問題解決能力。

（三）為學生創新創造思維的建構奠基

從本質上來看，計算思維其實就是創新思維、分析思維、創造思維等思維及思維能力的綜合，而基于創新、分析與創造的思維發展也將對學生各項素養與能力的全面提升起到決定性的作用。所以，培養學生計算思維的重要性也體現為能夠為學生創新創造思維的建構奠基。在信息科技學科的教學中，教師可以通過引導學生探究信息模型框架的方式來推進對學生計算思維的培養，并借助培養過程中引導學生進行的創新與創造來建構學生的創新創造思維。

（四）為學生遷移應用能力的提升奠基

在新的教育生態下，教師對學生的知識教學不再停留于理解和記憶的表層，而是深入到遷移與應用的內里，在教給學生知識的同時，要教會學生應用這些知識來解決實際問題，即教師需要從根本上落實對學生問題分析能力和問題解決能力的培養。而在小學信息科技教學中，培養學生計算思維的目的之一就是提升學生的思維能力，確保學生有能力完成對所學知識的內化與遷移，所以其重要性也體現為能助力學生遷移應用能力的提升。

四、創客教育理念下小學信息科技計算思維的培養路徑

在以創客教育理念為導向的小學信息科技課堂上，有效推進對學生計算思維的培養，教師需要在以學生為中心的基本原則下，多角度、全方位地落實對教學實踐之道的探究與思考，通過創設真實的情境、搭建問題鏈條、組織游戲活動和設計實踐任務的方式，多角度推進對完整教學體系建構的培養邏輯的梳理，盡可能地為教師對學生計算思維的培養提供助力。

（一）創設真實情境，以情境為載體開展體驗教學

基于情境的體驗也是一種實踐方式，在這種實踐方式中，情境對知識的具象化、生動化和直觀化呈現能夠在很大程度上降低學生理解知識的難度，在情境中的探究與思考也更有利于激活學生的思維，甚至重構學生的思維。基于此，小學信息科技教師在創客教育理念下開展教學活動時，就要以真實情境的創設為立足點，為學生打造一個更好的體驗式學習空間，讓學生能夠依托探究過程中的體驗來實現計算思維的發展。

例如，在小學信息科技三年級上冊第一單元“我是信息社會的‘原住民’”教學中，為了完善學生對信息技術、人工智能、計算機及計算機相關配件的認識，教師可以借助教室中的信息設備來創設一個更加“真實”的信息社會，以便在“真實”體驗中激活學生的信息意識，為學生計算思維的建構奠定堅實的基礎。具體到實踐中，教師可以立足人工智能，先借助電子化的教學工具下載一些與人工智能相關的軟件，再利用這些軟件打造一個處處都能展現人工智能特性的環境，并為學生提供直接上手操作的機會，引導學生體驗人工智能的先進性和便利性。在這一過程中，教師就可以借助真實的體驗來為學生建構對人工智能的完整認識，并結合學生的探究與思考落實對其計算思維的基礎架構。

（二）搭建問題鏈條，以問題為載體開展啟發教學

對學生思維的開發主要依托的是基于問題的深入探究與思考，所以在培養學生的計算思維時，教師也要用好問題這一載體，先通過搭建有效問題鏈的方式架構啟發式教學的基本框架，再通過提出一系列關聯問題的方式完成對學生思維的深層啟發，為學生計算思維的架構打好思維基礎。而在提出問題時，教師需要嚴格遵循由易到難、由簡單到復雜的過渡性原則，逐步提高學生思考和探究的深入性，激發學生思考和探究的主動性。

例如，在小學信息科技四年級上冊第一單元“網絡信息辨真偽”的教學中，為了教會學生如何正確地利用網絡搜集信息，以及如何正確地利用搜集到的信息解決現實問題，教師可以圍繞網絡信息的辨別和使用來搭建問題鏈，從網絡知識的學習與應用這一視角出發，推動對學生計算思維的建構。而在具體問題的設置上，教師除了要保證問題內容不偏離中心主題之外，還要保證問題內容不超出學生能力，即要為學生的探究與思考提供明確的方向和持續引導，以層層推進對學生思維的開發與建構。問題可以包括：因特網的服務功能都有哪些？常用的瀏覽器軟件有哪些？如何應用瀏覽器軟件瀏覽和收藏網頁？常用的搜索引擎有哪些？如何使用搜索引擎搜索有效信息？如何辨別搜索到的信息真偽？

（三）組織游戲活動，以游戲為載體開展互動教學

對小學生來說，游戲化的教學活動有著更強的趣味性，這種趣味性同時也是一種吸引力，能夠吸引學生主動參與其中，并在參與的同時展開更細致、更深入的探究。從這一點來看，以游戲為載體開展的教學必然更有利于學生主體作用與主觀能動性的發揮。因此，小學信息科技教師在創客教育理念下培養學生的計算思維時，也要抓住游戲化教學的這一優勢，依托游戲來落實互動教學的實踐，開展能夠引導學生互動的游戲活動，以培養學生的計算思維。

例如，在小學信息科技四年級下冊第二單元“鏡頭下的美麗世界”教學中，教師就可以圍繞“圖像、視頻的拍攝、處理、加工”來設計游戲式的教學活動，同時通過開展小組趣味賽或個人趣味賽的方式激發學生的競爭心理與求勝欲望，確保每個學生都能積極主動地參與游戲互動。但是在游戲的設計與開展過程中，教師還要注重師生地位的平等，在必要的時候以與學生同等地位的玩家身份參與其中，以強化師生間的互動。具體的游戲形式可以是：以小組為單位，每個小組派出一名代表參加游戲前半部分的搶答環節，每答對一題就可以獲得一個裝著圖像或視頻處理步驟的錦囊，完成全部題目的搶答后，各小組自主展開對給定圖像或視頻的處理，最終速度最快、效果最好的小組獲勝，可以獲得積分獎勵，積分累積到一定量后可以兌換一個小禮物。在游戲中，教師在最大限度地活躍學生思維的同時，完成對學生思維的開發，并借助這一過程助推學生計算思維的建構。

（四）設計實踐任務，以任務為載體開展應用教學

在信息科技學科的核心素養中，計算思維就是一種指向實踐應用的思維，主要體現在學生應用所學信息知識解決實際問題的過程中，所以教師對學生計算思維的培養也要具體落實到實踐中。結合創客教育理念，教師可以通過設計實踐任務的方式來引導學生實踐應用，并借助任務這一載體來落實對學生實際應用能力的培養。

例如，在小學信息科技五年級下冊第一單元“三維趣味設計”的教學中，教師就可以圍繞三維建模來設計實踐任務，如讓學生利用3D建模軟件來完成對三維小書架及書架上書本模型的建構。就學生計算思維的建構而言，實踐操作幫助學生積累到的經驗是理論教學無法比擬的，所以教師在設計教學活動的過程中要更加注重理論教學與實踐活動占比的平衡，將對學生思維的開發與建構滲透到實踐形式的教學活動中，逐步引導學生熟悉3D建模軟件，完成對3D模型的制作，這能夠為學生計算思維的建構提供極大的助力。

五、結語

綜上所述，創客教育理念是一種符合信息時代發展潮流，在迎合信息時代發展需要的同時滿足學生數字素養與技能發展需求的教育理念，教師在信息時代背景下對課堂教學活動的設計也要以創客教育理念為導向，尤其是在信息科技課堂上。而基于創客教育理念的計算思維培養中，小學信息科技教師要更加注重在實踐中對學生思維的開發與思維能力的鍛煉，以實踐活動為載體，將學生創新、創造、分析思維的建構和問題解決能力、遷移應用能力的培養都納入課堂教學體系，借助教學來落實對學生的思維建構與能力提升。