小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中發(fā)展學(xué)生計算思維的實踐

數(shù)字化時代背景下，計算思維的培養(yǎng)已經(jīng)成為教育領(lǐng)域關(guān)注的焦點。計算思維不僅涉及計算機科學(xué)的知識和技能，還是一種解決問題、設(shè)計系統(tǒng)和理解行為的基本技能。小學(xué)階段是學(xué)生思維發(fā)展的關(guān)鍵時期，所以在小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中發(fā)展學(xué)生的計算思維尤為重要。本文深入分析計算思維的內(nèi)涵，并結(jié)合小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)的實際情況，探索有效的教學(xué)策略，為小學(xué)信息技術(shù)教育提供新的視角和方法。

一、計算思維概述

（一）計算思維的定義

在小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中，教師需要探索和實踐如何有效地發(fā)展學(xué)生的計算思維。計算思維不僅是一種技能，而且是一種解決問題、設(shè)計系統(tǒng)以及理解行為的基本能力。它包括運用科學(xué)的原理和方法來分析問題，并設(shè)計出相應(yīng)的解決方案。計算思維的核心在于將復(fù)雜的問題分解成更小、更容易管理的部分，通過模式識別來發(fā)現(xiàn)潛在的規(guī)律，通過抽象化來忽略不必要的細節(jié)，最終通過算法設(shè)計來實現(xiàn)問題的自動化解決。計算思維的定義不局限于計算機科學(xué)領(lǐng)域，實際上是一種跨學(xué)科的思維方式，可以廣泛應(yīng)用于各個學(xué)科和日常生活。無論是在科學(xué)、數(shù)學(xué)還是藝術(shù)領(lǐng)域，計算思維都能幫助學(xué)生更好地理解和解決問題。通過培養(yǎng)計算思維，學(xué)生可以學(xué)會將復(fù)雜的問題簡化，并通過邏輯推理和系統(tǒng)化的方法來尋找解決方案，從而在面對未來各種挑戰(zhàn)時具備更強的適應(yīng)能力和創(chuàng)新能力。

（二）計算思維的特點

計算思維的特點包括以下幾個方面：第一，抽象性。計算思維的核心之一在于可以從紛繁復(fù)雜的具體問題中提煉出關(guān)鍵信息，并將這些信息轉(zhuǎn)化為可以操作的模型或概念。這種抽象能力使學(xué)生可以超越表面現(xiàn)象，深入理解問題的本質(zhì)，從而更好地解決問題。第二，邏輯性。計算思維特別強調(diào)邏輯推理和系統(tǒng)分析的重要性。在面對問題時，學(xué)生可以按照嚴密的邏輯順序進行思考，逐步推導(dǎo)出合理的結(jié)論。這種邏輯性不僅體現(xiàn)在解決問題的過程中，還體現(xiàn)在對問題進行系統(tǒng)化分析和理解上，保證每一個步驟都有條不紊，符合邏輯規(guī)律。第三，創(chuàng)新性。計算思維鼓勵學(xué)生打破傳統(tǒng)思維的束縛，勇于探索和嘗試新的思路和方法。倡導(dǎo)學(xué)生在面對問題時，不滿足于現(xiàn)有的解決方案，而是積極尋找創(chuàng)新的途徑，以獨特的視角和新穎的思維模式來應(yīng)對挑戰(zhàn)，從而找到更高效的解決辦法。第四，實用性。計算思維不再停留在理論層面，而是將理論知識應(yīng)用于解決實際問題。強調(diào)知識的實際應(yīng)用價值，要求學(xué)生可以將所學(xué)的理論知識與現(xiàn)實世界的問題相結(jié)合，通過實際操作和應(yīng)用來驗證和鞏固理論知識，從而實現(xiàn)知識的轉(zhuǎn)化和創(chuàng)新。

（三）計算思維的重要性

計算思維的重要性不容忽視，它會在多個方面對學(xué)生產(chǎn)生深遠影響。首先，計算思維可以有效提高學(xué)生的信息素養(yǎng)。通過培養(yǎng)計算思維，學(xué)生可以更深入地理解和掌握信息技術(shù)的原理和應(yīng)用，從而在信息獲取、處理和應(yīng)用方面具備更強的能力。這種能力不僅有助于其在學(xué)習(xí)研究中取得更好的成績，還能在日常生活中更高效地利用各種信息資源。其次，計算思維對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力具有重要作用。計算思維鼓勵學(xué)生在面對問題時，不拘泥于傳統(tǒng)的解決方案，而是發(fā)揮自己的創(chuàng)造力，尋找新的方法和途徑。這種思維方式可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神，使其在解決問題的過程中不斷嘗試和探索，最終找到更高效和創(chuàng)新的解決方案。最后，計算思維在培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力方面也具有良好的效果。通過計算思維的訓(xùn)練，學(xué)生可以學(xué)會運用科學(xué)的方法，系統(tǒng)地分析和解決復(fù)雜問題。這種方法不僅可以幫助學(xué)生梳理清楚問題的條件，還可以培養(yǎng)其邏輯思維能力和系統(tǒng)思維能力。

二、中小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)現(xiàn)狀

（一）教學(xué)內(nèi)容過于注重技能操作

在當前的小學(xué)信息技術(shù)課程中，教學(xué)內(nèi)容過于側(cè)重技能操作，而忽視了對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。信息技術(shù)作為一門實踐性極強的學(xué)科，基礎(chǔ)技能的掌握自然是不可或缺的，如開關(guān)電腦、熟練操作鼠標與鍵盤，乃至運用各種辦公軟件等。然而，在夯實這些基本技能的同時，如何進一步培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，是教師需要深思的問題。傳統(tǒng)教學(xué)方式忽略了計算思維的培養(yǎng)，僅讓學(xué)生理解信息技術(shù)背后的邏輯和原理以及如何運用這些知識去解決實際問題。這種偏重技能操作的教學(xué)方法，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中只是機械地重復(fù)操作，而沒有機會去思考和探索。盡管可以熟練地完成教師布置的任務(wù)，但無法理解任務(wù)背后的深層含義。

（二）教學(xué)方法單一

在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中，教學(xué)方式的單一化削弱了學(xué)生的學(xué)習(xí)興致與參與度。傳統(tǒng)的教學(xué)模式傾向于教師主導(dǎo)，在課堂上扮演核心角色，而學(xué)生則更多地處于接受信息的狀態(tài)。這種模式下，教師傾向于使用講授和展示的方法進行教學(xué)，而學(xué)生則主要通過聆聽和觀察來學(xué)習(xí)。課堂中的互動與實踐環(huán)節(jié)匱乏，學(xué)生鮮有機會參與討論或?qū)嶋H操作。這樣的教學(xué)方式不僅使課堂氛圍變得沉悶，還難以激發(fā)學(xué)生的求知欲。學(xué)生在課堂上常感無聊，缺乏主動學(xué)習(xí)的意愿和動力。由于實踐和互動的缺失，學(xué)生難以將所學(xué)知識應(yīng)用于實際生活，也難以培養(yǎng)自身的創(chuàng)新思維能力和計算思維能力。

三、小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中發(fā)展學(xué)生計算思維的策略

（一）創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

在小學(xué)信息技術(shù)課堂上，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維是一個至關(guān)重要的教學(xué)目標。為了實現(xiàn)這一目標，教師需要精心設(shè)計與學(xué)生日常生活緊密相連的教學(xué)情境。這能解決傳統(tǒng)教學(xué)單一性問題，有效地吸引學(xué)生的注意力，并激發(fā)其對計算思維的濃厚興趣。例如，在教學(xué)電子表格數(shù)據(jù)處理時，教師可以創(chuàng)設(shè)一個購物場景，讓學(xué)生分別扮演消費者和商家的角色，在模擬購物的過程中，學(xué)生需要運用計算思維結(jié)合圖片及數(shù)字來比較不同商品的價格、性能等信息，從而做出最優(yōu)的購物決策。這種情境不僅讓學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)如何做出明智的消費選擇，還可以讓其體會到計算思維在日常生活中的實際應(yīng)用價值，從而進一步增強其對信息技術(shù)學(xué)科的興趣和認同感。此外，教師還可以安排更深入的數(shù)據(jù)處理項目，如調(diào)查班級同學(xué)的生日，并使用電子表格軟件進行數(shù)據(jù)整理和分析，從而發(fā)現(xiàn)班級生日分布的規(guī)律。在這個過程中，小組成員分工合作，有的負責收集數(shù)據(jù)，有的負責分析數(shù)據(jù)，還有的負責提出解決方案。通過這種方式，學(xué)生組織與分析數(shù)據(jù)，用可視化方式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，直觀地看到班級生日的分布情況，從而培養(yǎng)其對數(shù)據(jù)的敏感性和計算分析能力。通過這樣的項目，學(xué)生可以感受到計算思維的實際作用，進一步激發(fā)其對信息技術(shù)學(xué)科的興趣和探索欲望。

（二）動手實踐，抽象問題轉(zhuǎn)為具象

注重實踐，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力是教育過程中不可或缺的一部分。實踐是培養(yǎng)學(xué)生計算思維的重要途徑。教師可以通過設(shè)計一系列富有創(chuàng)意的實踐任務(wù)，讓學(xué)生親自動手，將復(fù)雜的抽象問題在實踐中轉(zhuǎn)化為具體的問題。例如，教師可以引入Arduino系列開源硬件，讓學(xué)生制作簡單的電子項目，如LED燈閃爍、溫度控制等。在這個過程中，學(xué)生需要閱讀和理解硬件的使用說明并編寫程序，利用程序和硬件結(jié)合的方式，驗證問題的可行性。這種在對問題進行系統(tǒng)分析和理解的基礎(chǔ)上進行實踐操作的過程，學(xué)生可以將抽象的概念轉(zhuǎn)化為具體的、可操作的模型，從而更好地解決問題。通過實踐，學(xué)生不僅可以掌握理論知識，驗證問題解決的過程，還可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和團隊合作精神。通過這種互動和合作，學(xué)生也可以在實踐中學(xué)習(xí)到更多的知識和技能，從而為未來的學(xué)習(xí)和生活打下堅實的基礎(chǔ)。又如，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生使用Scratch編程語言，制作各種有趣的小游戲。在制作游戲的過程中，先讓學(xué)生利用自然語言或流程圖等方式描述算法，設(shè)計解決方案，并通過編程驗證。這就要求學(xué)生要按照嚴密的邏輯順序進行思考，并逐步推導(dǎo)出結(jié)論，在這個過程中要特別注重計算思維的邏輯性。通過制作游戲的過程，讓學(xué)生在游戲中體驗編程的樂趣，逐步掌握編程的基本技能。基于此，學(xué)生不僅可以學(xué)習(xí)到編程的基本概念，還可以將簡單而有邏輯的描述轉(zhuǎn)化為具體的過程。這種方式既培養(yǎng)了學(xué)生解決問題的能力，又提升了學(xué)生的計算思維水平。

（三）引導(dǎo)探究，創(chuàng)新解決優(yōu)化設(shè)計

計算思維作為解決問題和創(chuàng)造新價值的核心，要求教師不僅要傳授知識，還要引導(dǎo)學(xué)生主動提出問題，對現(xiàn)有的解決方案積極探索，鼓勵其自主探究問題的答案。例如，在學(xué)習(xí)互聯(lián)網(wǎng)對社會的影響這一課程時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生深入探究互聯(lián)網(wǎng)的作用，讓學(xué)生通過查閱相關(guān)資料、進行實驗驗證等多種方式，積極尋找問題的答案。通過這種主動探究的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生不僅能掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識，還能在學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)能力。而在探尋的過程中，增加任

務(wù)——利用查詢到的相關(guān)資料，制作一份介紹“互聯(lián)網(wǎng)”的電子小報。在完成這些項目的過程中，學(xué)生需要充分發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力，設(shè)計出具有創(chuàng)新性的小報。學(xué)生運用計算思維來分析、設(shè)計，并通過學(xué)到的電子文檔的相關(guān)知識將其想法付諸實踐。通過這種創(chuàng)新實踐，學(xué)生可以將計算思維轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新的成果，進一步提升自身的創(chuàng)新能力和實際操作能力。

為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，教師還可以采用多種教學(xué)方法，如案例分析、小組討論和項目驅(qū)動等。通過案例分析，學(xué)生可以了解實際問題的背景和復(fù)雜性，從而更好地理解計算思維在解決實際問題中的應(yīng)用。小組討論則可以促進學(xué)生之間的交流與合作，激發(fā)其創(chuàng)新思維。項目驅(qū)動教學(xué)法可以讓學(xué)生在完成具體項目的過程中，將理論知識與實踐相結(jié)合，培養(yǎng)動手能力和創(chuàng)新精神。

（四）合作學(xué)習(xí)，分析問題共同解決

合作學(xué)習(xí)是一種有效的教學(xué)方法，可以有效提高學(xué)生的團隊協(xié)作能力。同時，合作學(xué)習(xí)也能在問題解決的過程中，將任務(wù)分解為多個可處理的子任務(wù)，從而培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。為了培養(yǎng)學(xué)生的這一能力，教師可以在小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中巧妙地運用小組合作項目。例如，在學(xué)習(xí)畫圖軟件的使用時，布置“繪制學(xué)校的一角”這一任務(wù)，學(xué)生可以分成幾個小組，每個小組負責繪制學(xué)校的不同區(qū)域。在開始之前，教師可以先向?qū)W生展示如何使用繪圖軟件的基本功能，如選擇顏色、使用不同的繪圖工具等。然后，學(xué)生可以進行分工合作，分任務(wù)完成，有的學(xué)生負責繪制建筑物，有的學(xué)生負責繪制花草樹木，還有的學(xué)生負責添加細節(jié)，如長椅、垃圾桶等。在合作過程中，教師可以鼓勵學(xué)生之間進行討論，分享各自的想法和創(chuàng)意，使每個小組的成果既具有個性又符合整體設(shè)計。為了提高學(xué)生的參與度和興趣，教師還可以設(shè)置一些小競賽，如哪個小組的繪制最細致、最富有創(chuàng)意等。在任務(wù)完成后，每個小組都可以向全班展示他們的作品，并解釋他們的設(shè)計思路和合作過程。學(xué)生不僅能學(xué)習(xí)到信息技術(shù)知識，還能在實踐中提高團隊協(xié)作能力，學(xué)會溝通和協(xié)調(diào)，這對其未來的學(xué)習(xí)和生活都具有重要意義。通過這種方式，將問題分解，保證各個子任務(wù)都可以順利完成，并且能進行整合。

（五）項目學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力

在當前的教育體系中，項目式學(xué)習(xí)已經(jīng)成為一種重要的教學(xué)方法，能有效培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。項目式學(xué)習(xí)是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，通過讓學(xué)生參與真實且復(fù)雜的項目，全面提升學(xué)生的各項技能。在小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中，教師可以巧妙地組織學(xué)生參與一些具有挑戰(zhàn)性的項目式學(xué)習(xí)任務(wù)，以激發(fā)學(xué)生的興趣和潛能。例如，教師可以組織學(xué)生參與社區(qū)服務(wù)項目，如為社區(qū)老人設(shè)計一個簡單的健康監(jiān)測系統(tǒng)。在這個項目中，學(xué)生需要運用計算思維來進行需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、編程實現(xiàn)等各個環(huán)節(jié)的工作。首先，學(xué)生需要與社區(qū)老人進行溝通，了解其實際需求，進行需求分析，確定系統(tǒng)的基本功能；其次，學(xué)生需要進行系統(tǒng)設(shè)計，包括硬件選擇、軟件開發(fā)和用戶界面設(shè)計等；最后，學(xué)生需要進行編程實現(xiàn)，將設(shè)計好的系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為實際可用的軟件或硬件產(chǎn)品。

項目式學(xué)習(xí)是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方法，主要是通過實際的項目來促進學(xué)習(xí)。這種方法不僅讓學(xué)生沉浸在真實世界的情境中，而且通過一系列精心設(shè)計的活動，使其能將理論知識與實踐相結(jié)合。在項目式學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生面對的是識別和定義問題的挑戰(zhàn)。這一過程要求其深入探究問題的背景，理解問題的復(fù)雜性，并將其分解為可管理的小部分。面對問題時需要深入分析原因，才能提出有效的解決方案。這種分析能力是計算思維的基礎(chǔ)，需要學(xué)生運用邏輯和批判性思維來識別問題的核心。在解決實際問題時，學(xué)生需要設(shè)計算法和邏輯流程來處理問題。這不僅要求其運用邏輯思維，將大問題分解為小問題，還需要其設(shè)計出有效的解決方案。

四、結(jié)語

在小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中，發(fā)展學(xué)生的計算思維是一項長期而艱巨的任務(wù)。教師需要不斷創(chuàng)新教學(xué)方法，設(shè)計富有挑戰(zhàn)性的教學(xué)活動，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和解決問題的能力。通過這些策略的實施，學(xué)生將可以在信息技術(shù)的海洋中遨游，成為未來社會的有用之才。