小学信息技术教学中学生计算思维的生成

■南京市晓庄小学 李婷婷

信息技术学科作为发展学生信息素养的重要途径，其重要性日益凸显。在实际教学中，教师要将学生的信息素养培养重视起来，并进行教学的相关设计。计算思维作为培养学生信息素养的关键，其是一种重要的思考方法，通过计算思维的掌握，学生就可以在面对问题解决时模仿计算机的求解方式，从多个角度进行有效的思考，实现问题的简化解决。为了实现学生计算思维的有效培养，教师在教学实际中要围绕学生的发展，从信息技术学科的特点出发，设计相对应的教学。

一、计算思维的概念简析

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。计算思维的思维本质是抽象与自动化。在信息技术课程标准中对计算思维的描述是：计算思维是采用计算机方式界定问题，运用合理算法形成解决方案，并迁移到与之相关的其他问题的解决中。由此看出，计算思维从本质上来说，属于一种解决实际问题的思维方法。

二、实现学生计算思维生成过程可见化的教学策略

（一）结合教学研究，明确计算思维

教学设计的过程应有理有据，在过去，部分教师在进行教学研究时存在纸上谈兵的情况，其设计的教学缺乏实际验证，这使教学优化的进行走了很多弯路。在当前，为了实现学生计算思维的有效培养，教师自身也需要对计算思维的构成和内涵达成一个深度的认知，在此基础上教师才能围绕着计算思维的培养设置教学。若教师本身缺乏对计算思维的有效认知，那么教师所设置的教学也就不会有很强的培养效果。基于此，教师要利用课下时间对计算思维的相关材料进行搜集，尝试着明确计算思维的实际构成。

为了有效获取计算思维的相关讯息，教师可以通过新课标读物研读的方式对新课标所做出的计算思维界定进行认识，分析新课标要求下学生计算思维所要达到的发展高度，确定自己教学的思维培养目标。由于新课标所做出的界定是简单的语言层面界定，也缺乏范例的佐证，教师可能难以实现透彻理解，也不能找到有效的教学培养方法。基于此，教师也可以通过互联网检索的方式访问一些教学资源网站，从中获取一些其他教师的教学心得。除此之外，教育专家的讲座也是提升教师教学技能，帮助教师认知计算思维培养关键的重要途径，教师要结合实际情况，尽可能多地去参与一些讲座，从中获取相关的信息。像这样，通过教学研究的进行，教师自身就可以实现对计算思维的透彻理解，此时教师再着手进行计算思维培养策略的设计，就会更具实施价值与效果。

（二）调整教学方式，凸显学生作用

计算思维的培养需要教师调动学生进行独立的思考学习，这就要求教师构建的教学应以学生的自主学习为运行方式。在传统教学中，信息技术教师设计的教学多为讲授式教学，开展的学生实机练习也较少，这样的教学设置虽然可以帮助学生掌握理论知识，但由于学生缺乏独立操作，其能力思维和信息素养的发展就受到了限制。在当前，计算思维的培养已被证明具有较高的价值，作为小学信息教师，应以计算思维为核心做出研究，想办法对教学方式进行调整，将学生的探究转变为教学的主要构成。反映到现实教学过程中，教师就要创建以学生小组探究为途径的学生合作学习模式，推动学生进行合作学习。

例如，在进行“初识Scratch”这一课的教学时，为了帮助学生发展其计算思维，培养其信息素养，教师要改变传统教学中的教学设置，将学生实机练习作为教学开展的形式。在教学实际中，教师首先要将教学的场所放在学校的计算机机房，而后在机房中为学生展示Scratch，并就其构成和作用进行基本解析。在完成基本解析后，教师要给学生布置一些熟悉工具的任务，让学生通过观察分析的方式尝试着寻找软件的各个功能按键。在教学实际中，教师可以让学生就软件中的各个控制符进行观察和尝试，以便掌握相关的功能。通过这一教学过程的设计，学生的主体作用就可以得到凸显，教师的教学也能较为顺利地推进。

（三）构建学生小组，发动合作研究

小学生年龄较小，独自完成探究学习的能力较弱，在此背景下，教师可以采用小组合作教学的方式来设计教学，推动学生组成小组来开展探究。为了确保教学可以有效开展，教师在教学准备环节要做好学生发展的研究，从学生的能力展现入手为学生分组。在学生分组完成后，教师在课上进行教学时，就可以引领学生以小组为单位进行思考。

例如，在进行“初识传感器”这一课的教学时，教师就可以引领学生以小组为单位展开研究与思考。其中，为了确保学生的思考具备拓展性，教师还可以为学生演示几种简单的传感器，让学生就其应用进行畅想。

（四）做好教材分析，整合教学资源

教材分析的有效进行对教师的教学有着重要的意义，通过教材分析的开展，教师可以对教材中所展示的内容有一个清晰的认知，进而教师构建的教学就可以与教材贴合得更加紧密。为了实现学生发展的有效推动，教师在教学实际中要利用好课前环节做出整理，就教学所需的资源进行深入分析，选取合适的资源进行教学。在过去，教师开展的教学总会被限制在教材中，这使教师的教学内容并不丰富，学生发展的途径和时机也较少。在当前，为了做出教学的优化，教师在教学中要以本课的教学内容为关键词做出资源检索，搜集课上教学所需的基本材料。在完成资源检索后，教师就可以将其融入本课的教学实际中，构建教学。

例如，在进行“设计笔筒”这一课的教学时，为了实现本课教学的有效进行，教师就可以利用教学前的时间进行检索，搜集与本课教学内容相关联的资源。在本课的实际中，教师搜集的资源应包括“笔筒的设计方法”“笔筒的价值应用”“笔筒的基本设计规范”等。在完成资源检索后，当进行课堂教学时，教师就可以做出示范，引导学生围绕着笔筒的基本设计原则进行方案设计。像这样，通过教材分析的有效进行，教师就可以从本课的教学知识出发在教学中融入更多有效的资源，当教学资源量获得了提升，教师所设计的教学设计就会获得更强的有效性。

（五）联系现实生活，激发学生兴趣

信息技术体现在现实生活中的方方面面，若教师可以帮助学生对信息技术的价值与应用达成深度了解，学生的发展就可以得到更好的推动。在教学中，教师可以就信息技术的现实应用进行展示，以此激发学生进行信息技术学习的兴趣。在具体做法方面，教师可以利用课前时间就本课教学的内容进行分析，找出课程中涉及的技术在现实中的应用。在定位应用的途径和方式后，教师就可以联系教学实际情况为学生设计以理解为主题的展示内容，帮助学生来了解信息技术的实际应用途径。

例如，在进行“扫地机器人”这一课的教学时，教师就可以围绕这一课的内容进行拓展，为学生展示一些在现今生活中的机器人应用，并让学生尝试着对机器人的未来应用做出畅想。在实际教学过程中，教师可以先就机器人进行分析展示，让学生说出他们对机器人的理解。其中，作为学生思考的辅助，教师可以为学生展示影片《我，机器人》《机器人总动员》《终结者》的片段，引导学生就片中的机器人形象做出分析，让其说一下其更喜欢哪一部作品中的机器人设计。在学生完成思考分析后，教师就可以引导学生明确，机器人的行为与动作是受程序控制的，而编程的目的就是制作出制定的程序。换而言之，编程是制作机器人的核心内容。像这样，通过这一展示过程，学生的学习兴趣就可以得到提升，其学习主动性也能得到较强的调动，教师也可以更好地设计教学来推动学生计算思维的发展。

（六）给出思维程式，引导学生分析

计算思维是一种重视转化的思维，周以真教授将其定义为通过约简、嵌入、转化和仿真将困难问题进行重新转化并阐述的过程。这一解释内容在成年人看来并不难理解，但对小学阶段的学生来说其可能存在较大的疑惑，也不明白计算思维如何对问题进行简化与转化。相应地，为了帮助学生理解计算思维的生效过程，教师在教学过程中可以围绕着思维程式的展现，引导学生观察并分析一个具体题目转化的过程。

在进行“克隆飞机大战”这一课的教学时，教师在进行本课知识内容教学的同时，也可以利用本课的内容进行思维程式的展示，引导学生分析计算思维在本课知识学习中的应用和展现。其中教师可以先针对本课的内容为学生诠释其中设计的“克隆”“删除”“游戏规则”“基本编程方法”等概念词汇。而后教师可以引导学生将这一游戏的制作作为问题，再将制作问题的方法作为问题的解答。在确定这一内容后，教师就可以再将游戏中“飞越边缘即删除克隆体”“飞机碰到红色即爆炸”等作为要求，从其实现方法的进一步展现入手解析该游戏的编程方法。在完成基本的编程分析后，教师还要鼓励学生大胆地进行尝试，让其从实践入手做出思考分析，达成相关内容的透彻理解。通过这一过程，学生就可以对本课的知识内容实现透彻的理解，学生的计算思维也能在潜移默化中得到发展。

（七）展现操作任务，发动学生练习

思维的形成需要一个练习生成的过程，基于此，教师在教学实际中就可以联系计算思维与信息技术学科给学生设计一些操作练习任务，让学生在任务的参与中获得思维的发展。在实际任务构成的选择上，教师可以发挥信息技术的包容性特点，从互联网上搜集一些相关联的题目，这些题目应包含多层级的对象，让学生在题目思考的过程中可以对其进行多方面的剖析分析。其中，为了确保学生可以积极有效地解决相关的题目，教师在选择问题设置的背景时要充分考虑生活化元素的融入，尽可能构建与实际生活相关联的主题。

在进行“机器人行走”这一课的教学时，为了发展学生的计算思维能力，教师就可以设计以下的问题：问题1：请画出机器人行走过程中，其处理器中的运算过程（如何实现行走命令）；问题2：如果机器人行走失败，请列出机器人行走失败的三种原因（可能出现的三种错误流程）。在完成问题的设计后，教师在课上就可以借助多媒体对这两个问题进行展示，并引领学生对相关的问题进行思考研究。通过这两个问题的提出，学生就可以结合本课的机器人内容进行思考，达成计算思维的发展与培养。

（八）组织竞赛活动，展现思维发展

小学阶段的学生虽然年龄较小，但其也会具有自我表现的期望，为了获取他人的认可或教师的表扬，学生会自觉地付出更多的努力。相应地，为了推动学生计算思维的发展，教师可以围绕着计算思维的发展展现构建一次竞赛活动，让学生在活动的参与中展露自己的技能。在活动中，学生不但可以进行比拼，进一步发展计算思维，教师也可以通过学生的实际参与表现，对其计算思维的发展进行界定，实现学生计算思维发展的可视化。

例如，在学生初步掌握了编程相关的技能后，为了有效地发展学生的计算思维，调动学生的积极性，教师就可以围绕着编程设计一次竞赛活动。教师作为组织者可以给学生提出编程作品的基本要求。如教师可以围绕着“小猫出题”这一课的内容设计要求。在确立了基本的要求后，教师就可以鼓励学生积极参与，并设计一定的奖项。像这样，通过竞赛活动的有效组织，教师在教学实际中就可以推动学生进行参与，促进学生的计算思维发展。

（九）进行有效评价，引导学生进步

教学评价是教学的重要构成部分，合理的教学评价可以帮助学生分析其能力发展情况，使其认识到自己存在的不足，并找到作出调整的方法。对计算思维的培养来说也是如此，教师在教学中要根据学生的计算思维发展情况，设计合理有效的教学评价。为了确保自己的教学评价设计可以做到合理有效，教师要选择有效评价的载体，如几个实际的问题，教师可以通过几个问题的评测对学生的发展情况进行简要分析。在具体评价的实施过程中，教师要为学生明确其计算思维发展的不足之处，并给出合理的教学意见，引导学生调整。

例如，在教学实际中，当教师完成了“绘制图画”这一课的教学后，就可以组织学生使用本课所学的知识通过绘画结合文本框修饰的方法设计一份贺卡。通过学生贺卡的制作，教师就可以分析学生学以致用的能力和计算思维的发展。对那些发展较好的学生，教师要提出鼓励和表扬，让其再接再厉，对那些发展并不理想的学生，教师则要鼓励其不要灰心，并就其存在的问题给出进一步调整的方法。

综上所述，计算思维的培养对学生问题解决能力的发展有着重要价值，为了实现学生计算思维的培养，教师在教学实际中要对自己的教学设计进行分析，做出教学方法架构上的有效调整。在教学实际中，教师要想办法凸显学生的主体作用，激发学生的学习兴趣，为计算思维培养奠定基础，还要在教学过程中设计任务驱动教学，通过展示和竞赛活动的组织，来推动学生的发展。当完成基本教学后，教师还要借助教学评价来评判学生的计算思维发展，为学生明确后续努力的方向和途径。