吴帆
“计算思维”是由美国卡内基·梅隆大学计算机科学系周以真教授提出的。她指出,计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。计算思维是信息技术学科核心素养的重要内容,在小学阶段就应该重视学生“计算思维”的培养。信息技术课堂上不只是讲知识和操作技能,还应该找出藏在计算机学科知识中的思维,让知识技能和思维相辅相成。下面笔者将结合小学信息技术教学内容和教学方法来谈谈培养“计算思维”的有效策略。
信息技术课的首要任务是“学”而不是“教”。我们知道,信息技术不同于其他基础学科,它是一门实践课,由于信息技术学科的特殊性,教师在教学过程中不可能也没必要对所有的知识点逐一讲解,有些内容,我们可以大胆地让学生去实践,让学生在实践中去体会,去掌握。例如,在三年级信息技术《下载和安装软件》这一课的教学中,笔者将整节课的重点内容以“活动任务”的方式布置给学生,让学生自己通过学件、微课、上网查询等方式自主去探究,充分相信学生的能力,学生们互帮互助,演示交流,非常成功地完成了教学目标。当然,每位学生的思路、想法都不尽相同,教师可引导他们进行讨论和交流,并适当地给予点评和鼓励,使他们相互取长补短,这样既调动了学生的积极性,又培养了他们良好的思维习惯。教师要让学生在实践中发现问题、解决问题,促使他们不断地思考,从而发展和完善他们的思维。最关键的是,学生在看似枯燥的问题解决过程中找到了快乐,通过计算思维能力的培养,让学生明白信息技术学科的真正含义,知道该用什么方式解决问题,知道如何优化解决方案,让抽象的计算思维落实到普通问题的解决过程中。
中国有句古话叫“授人以鱼不如授人以渔”,说的是给人传授知识,不如给人传授学习知识的方法。我们培养的对象只有具备举一反三和触类旁通的能力,才能在面对海量的信息时做到游刃有余。因此,在信息技术教学中要活用“计算思维”的抽象法,通过从个例操作扩展到一类操作,抽象出共性建立模型,让学生触类旁通地使用软件,达到操作思维的培养目标。
例如,小学四年级信息技术主要学习WPS文字和WPS演示软件的使用,这两款软件有很多相似的地方,所以在学生学习完WPS文字软件接着学习WPS演示软件时,笔者会引导学生进行学习迁移,发现并掌握WPS应用软件的一些共性,如统一的窗体结构、相似的软件界面、特定的菜单操作命令等。有了这样的思维训练,学生在学习WPS演示软件时,显得非常得心应手,对一些菜单的操作也非常熟悉,笔者只需稍加提示,学生基本都能做出较好的WPS演示作品。在完成作品的同时,笔者还让学生自己总结WPS演示和WPS文字的相同点和不同点,进一步培养他们的计算思维,为今后学习更多类似的软件做好铺垫。
同时,在苏科版小学信息技术教材中,每个单元都设有主题活动。在每个主题活动的教学中,可以充分利用学生已有的学习基础,在学生自主探究的过程中帮助学生明确进行主题活动的一般流程,抽象出流程模型,让学生思考这样的流程还可以用来解决生活中的哪些问题,让学生能把信息技术真正运用到生活中去,触类旁通地培养学生的计算思维。
在面对相对繁杂、有一定难度的问题时,采用小组合作的形式,对任务进行梳理、分解、细化、再整合,以团队的力量将“复杂问题简单化”是解决问题非常有效的方法。在这个过程中,学生不仅能有效地解决问题,完成任务,还可以从中体验到计算思维是如何采用抽象、分解和整合的方法来控制庞杂的任务的。
例如,在进行《WPS文字综合设计》的教学时,笔者就有效地运用小组合作的策略。首先经过民主投票,确定了以我校开展丰富多彩的社团活动为主题制作电子报刊;然后,学生自由组合成立各小组编委,再分组讨论,提出具体的创作要求;接着,对任务进行梳理和分解,将任务细化成资料收集、版面规划、美工设计、排版编辑等系列小任务,根据每位学生的特长给他们安排合适的岗位,进行协同创作;最后进行资源整合,完成创作。
在这个过程中,教师作为一名向导和顾问,帮助学生怎样应付大量的信息,引导学生如何在实践中发现新知识、掌握新内容、解决新问题。学生作为学习的主体,在不断的实践和摸索中,提高了实操技能,培养了计算思维。
在小学阶段,学生的知识水平和抽象思维能力都还处于比较低的水平。怎样把计算思维过程形象、直观地展现出来,使小学生也能看得懂,会运用呢?通过实践,笔者发现图形化的思维分析软件——思维导图软件MindManager非常适合在小学信息技术教学中使用。
在Scratch软件编程的教学中,如果仅仅是按照课本内容完成,是不能够很准确地掌握动作脚本的精髓的。那如何将过程很清楚地呈现出来呢?采用思维导图中的流程图方式是一个很不错的选择。流程图能将自然语言转化为程序语言,同时流程图能由简入繁,从整体上把握整个脚本编写思路。
由于学生在学习初期设计经验不足,所以可由教师给出流程图,并加以适当的讲解,这样能更有效、更规范地描述算法,从而引导学生在Scratch中找到相应的代码块。在逐步了解和熟悉流程图后,学生可在教师的引导下,自主设计并画出流程图。学生通过流程图和所需模块,尝试自主搭建,体验“摆弄”模块的乐趣。学生再通过进一步细化脚本模块,查看流程图,脚本搭建已基本形成,进而顺利实现编程。这样的教学思路很好地渗透了流程图中计算思维的理念,既可以让学生轻松地学习算法和编程,也可以在潜移默化中培养学生的计算思维。
综上所述,计算思维能力的培养,离不开日常教学的点滴积累。教师只有在教学设计时融入计算思维,不断地改善自己的教学策略,在关注学生信息技术知识与技能学习的同时,明确信息技术思想方法的本质特征,让学生在自主、协作、交流、分享的过程中促进计算思维的发展,才能让“计算思维”在信息技术教学中落地生根。希望在信息技术课堂上通过对计算思维的不断渗透,能让每个孩子都能“像计算机科学家一样思考”!