试论小学信息技术课堂学生计算思维的培养

郑秋月

【摘要】我国教育信息技术迅速发展，在教育信息化2.0时代的推动下，小学信息技术教育课程应与时俱进地注重培养学生的核心素养和计算思维。这也是时下小学信息技术编程课堂的终极目标。通过编程课程，可以转变小学生的思维方式，提高小学生在生活中解决问题和思考问题的能力，并最终实现将问题量化和抽象化。这在一定程度上提高了小学生的创新能力。本文通过培养学生计算思维的编程学习，使得学生的核心能力得到提升、计算思维得到提高。

【关键词】小学教育;信息技术;计算思维

现实生活中，解决一个问题可以从多个角度展开分析。著名学者周以真提倡计算性思维角度。她认为，计算性思维角度囊括了数学性和工程性思维，而在这两种思维模式下，抽象话语是核心。2006年，周以真曾在文章《计算思维》（Computational Thinking，或称计算性思维）指出，计算性思维实际上是一个过程，一个能简明抽象地描述问题后将其解决过程呈现为一个信息处理的过程。小学阶段学生的思维发展不成熟，换言之，小学阶段是培养小学生计算思维的关键时期。但是，目前国内课堂并未有行之有效的方法去实践培养。而通过开展信息技术课堂的手段来培养学生的计算思维，不失为一种好办法。

一、小学信息技术课堂上学生计算思维培养的重要意义

核心素养是中小学教育非常关注的热点话题。核心素养中极为重要的一点就是学生计算思维的培养。目前，在中小学生的教育过程中，为了培养学生的综合素质和学习能力，多个国家都普遍在实际的课程教学中融入计算思维的教学和实践。以我区中小学为例，小学4-6年级才开设信息技术课，传统的信息技术课堂模式是“老师讲，学生学”，形式枯燥单一，教学缺失趣味性，无法调动学生的学习积极性。学生学习信息技术，不仅仅是学习简单的电脑操作，而是要变被动学为主动学，培养信息思维。

第一，培养计算思维可以提升学生课堂学习的积极性。在信息技术课堂上培养学生的计算思维，要求教师要以高效培养学生计算思维为教学目标，要备好每一课。这样，在课堂开展过程中，就可以培养学生的计算思维为核心进行教案和教学内容的书写和计划，设计紧密环节，从而影响学生学习的主动性与积极性，提高学生课堂的参与度。

第二，培养计算思维可以提高学生解决实际问题的能力。可以说，在信息技术课堂上培养学生的计算思维，也就是在培养学生的数学性思维及工程性思维。通过信息技术课程对编程的学习，学生开始接触计算思维。利用先进信息技术工具，能更好地教会学生使用工具，培养学生更快捷、更高效解决问题的能力。计算性思维的培养有利于学生从问题实际出发，在将问题进行抽象化理解的基础上，找到解决问题的办法

二、小学信息技术课堂上学生计算思维培养的方法

计算思维的核心是计算机科学与算法技术融合，因此，计算机相关的基础课程是培养计算思维的重要途径。我区小学目前4-6年级全部采用粤教A版教材，四、五年级主要讲授鼠标键盘与办公软件的应用，Scratch编程课程于六年级上学期才进行开设。但是，对于小学低年级学生来说，他们在三年级学习数学时就已开始从平面图形的学习慢慢迁移到了立体图形的学习。这也意味着学生的思维方式由具体向抽象迁移，显然对于信息技术课的安排，也不再拘泥于教材版本。针对于此情况，我们采取将课本知识点用活动单元的形式整合，从四年级下学期开始就开始渗透编程教学。

（一）注重编程兴趣的培养

不同于以往以技能传授和知识掌握为核心的传统编程教育，时下的编程教育更多的是关注学生的全面发展以及学生思考问题的思维模式培养。这导致学生只能在某一实例中学会单一技能，并不会迁移到后续学习以及综合运用，以至于部分学生存在脱离编程环境后无法找到解決问题切入点的情况，并且学习兴趣日趋下降。

计算机科学协会认为，“计算思维”是解决问题的一个过程，它包含很多的内容和特征。以培养学生的学习兴趣为核心要义，能让学生更快打消畏难情绪，认识到计算思维的重要性。“兴趣是最好的老师。”计算思维是每个学生学习信息技术必备的能力。计算思维被认为是计算机科学家们用来解决不局限于计算机领域的一系列问题的思维技能的总和。计算机的学习和数学学习一样，侧重点在于解决问题的方法和思维习惯的养成，而非工具的使用以及使用编程工具进行简单计算。也就是说，编程可以从教学、学习表达等方面对个人计算思维进行评估。计算思维的教育最早可追溯到上世纪80年代的一项以开发儿童的思维和技能为目标的编程开发工作。现如今，我们在信息化教育时代提倡计算思维，也是因为受到这一工作的启发。在过去的十年，计算思维不局限于简单的计算，其在定义和要素上得到了扩展，更多的强调协作和创新。当前，一个拥有计算思维的人被认为能够创造性地解决实际问题，进行跨学科创新研究。计算思维是一个有知识、有能力的公民想要在STEM工作中取得成功的关键。对于小学生来说，图形化的编程，最易培养他们对编程的兴趣，特别是将编程知识整合后的活动单元，以简单易模仿的小游戏吸引学生注意，从而激发他们参与的兴趣。将纯粹的理论知识以游戏活动的方式向学生传授，寓教于游。这种简单易上手的方式，学生很快在课堂上通过亲自实践掌握相关知识，进一步激发学生继续学习的欲望。

（二）注重思维迁移，在实例中锻炼计算思维能力

我们既然在课堂中加入了“核心素养”的教学目标，就要求教师在日常教学中融入能够培养计算思维的相关例题，训练学生思维迁移，加强学生对计算知识的掌握，研究可行的教学方法。例如，在小学数学课堂，“鸡兔同笼”一直是比较经典的例题，解题方法有很多种。因而，我们需要引导学生学会从不同角度进行问题的观察和解决，从而学会选择最优解法。这些我们没有留意到的计算方法，其实在日常生活中经常用到。如，学生们和家人一起去买菜时，通常会碰到有不同方法购买优惠的情况，这就需要学生通过计算思维进行计算和对比，以达到最优惠性价比的目的。

回到信息技术课堂，在编程课中，有一章节的内容是演奏音乐。起初只有一段演奏音节时，可以通过一个个代码积木直接累加起来了。当给学生一整首歌的时候，很多音节是一样的。此时，如果从头到尾还采取一行行累加的话，既费时又费力。这时，教师应引导学生结合课本内容进行思考，找寻快捷办法。学生很快就会找到书本上提示的方法。但是，仅限于此案例。如果遇到其它的乐曲，当乐器不再单一，篇目变长，该如何去做？教师需要引导学生从单一书本案例迁移到实例当中，并且学会主动思考，形成“凡是学过的课例，都要会有个疑问：有没有其它方法呢？”这样的思维。

（三）注重计算思维过程培养

算法思维、评估、分解、抽象和概括等五个方面共同构成了计算思维，每一个方面都缺一不可，也可以说这五个方面构成了计算思维的全过程。算法思维，适用于小学生。因此，教师应注重培养小学生的理工科思维，包括计算能力、辩证思维能力等，注重系统性的理工科培养;分解则是指将大问题化为小问题，将整问题化成分问题，这就要求教师带领学生，将问题进行主线和次线的梳理，使整个复杂又庞大的问题呈现出清晰的脉络，进而实现问题的清晰有序解决。如，在实际的数学解题过程或辩论比赛中，拥有清晰的逻辑思维的学生，总是能在理解问题大致框架的基础上，以最快的速度将问题进行拆解并提出论点。同样，在实际的编程学习中，要求学生在学习后，遇到问题时能够将其清晰梳理出来，列出解决的办法和每一步的操作步骤。在这样一个过程中实现逻辑思维的锻炼。抽象，则是一种空间想象能力，计算性思维其实也是想象力的主体，在训练计算性思维的过程中免不了要锻炼想象力，面对实际问题，如何将它想象成贴合实际的问题，从而寻得更易解决的办法。如，在实际的Scratch编程学习中，学习随机数后，将它迁移应用在弹球游戏当中。学生需要根据实际生活打乒乓球的场景，抽象地将它应用在这个游戏当中。通过抽象思维，学生可模拟在弹球游戏当中，球遇到接球板跟墙面是如何反弹的。

概括是計算性思维培养的最后一面。总而言之，经过前四个过程，概括对学生的整体性思维和严密的逻辑思维提出了很高要求，要求学生对已知问题的现有解决办法进行概括，找出最优解决方法，为以后碰到相似问题概括出最优解决方法。注重计算思维全过程培养，是通过信息技术课堂培养学生计算思维的潜在要求。

（四）注重计算思维与实践创新相互促进

实践出真知。我们对学生计算思维的培养，最终是希望其能够知行合一，落实到现实生活中。计算思维的培养不仅仅是要学生面对问题时会积极寻找解决办法和制订合理的解决方案，还要求培养学生的观察能力，在观察中善于发现问题，做生活的有心人。培养学生的计算思维，从信息技术课堂转向生活实际，可促使学生保持对未知的好奇以及问题解决的成就感，教会学生将计算思维运用到生活实践当中去。例如，有的学生在平时生活中发现，将衣服晾晒在外面的时候，有时会遇到刮风和下雨，因来不及回家及时收衣服，导致衣服被淋湿或者吹掉。这时，学生就会思考有没有什么办法能避免这种令人头疼的事情发生。经过计算思维过程，抽象模拟，学生利用感应器制作了智能衣架晾晒杆，完美解决了这个问题。实践中的问题可以通过计算思维进行解决。同样，在实践创新中也能锻炼计算思维。

三、小学信息技术课堂上学生计算思维培养的展望

学生对基础信息技术处理工具和常用办公软件的初步掌握是开设小学信息技术课堂的基本要求。除此之外，计算思维也是学生素养中的重要一点。目前，在培养中小学生计算思维的过程中，信息技术课堂仍以课堂教学为主，课外实践延伸为辅，最终以实践应用进行检验。当前，对通过多元或跨学科方式培养学生计算思维的探究是我国小学信息技术教育的发展方向。在小学教学阶段，树立不同的培养目标，再辅之以不同的教学方法，对学生进行计算思维的培养，能够为信息化社会培养一批人才。

参考文献：

[1]毛心悦.核心素养背景下小学信息技术课堂计算思维培养[J].文理导航，2021（412）：94-96.

[2]章红.点燃小学信息技术课堂计算思维的火花[J].中小学电教，2019（9）：72-73.

责任编辑  陈红兵