思维可视化工具在小学信息技术学科计算思维培养中的应用分析

芦斌

◆摘要：在小学信息技术学科教学的过程中，教师要关注学生的思维基础，以培养学生的计算思维能力作为教学的主要目标。思维可视化工具是一种有效的手段， 能够将抽象的思维进行转化，便于学生理解、记忆和思考。

◆关键词：思维可视化工具;小学生;信息技术学科;计算思维培养

一、思維可视化和计算思维概述

（一）思维可视化定义

思维是一种抽象化的内容，思维的可视化主要是指将抽象的画的思维变成可以看见的具体形式。简单的说，主要是利用图片或者是示意图等方式将抽象化的思维通过创建思考路径等方式表现出来。思维的可视化有利于人们更好地理解和记忆，在此基础上实现思维信息的加工。

（二）计算思维定义

计算思维是一种解决问题的思维过程，培养小学生的计算思维能力也是在锻炼学生思维的基础之上提升学生解决问题的能力。一般来说，在信息技术学科教学的过程中，教师要想培养学生的计算思维，必须要从如下四个步骤展开：第一，理解复杂问题，并将复杂问题进行有效的分解，转化为简单的问题。第二，充分的理解和挖掘简单问题。在此基础上抓住简单问题的实质，寻找简单问题之间的关系和规律。第三，在把握简单问题实质的基础上，进行高度概括，并形成一般原理，为高效解决简单问题提供正确的方向。第四，确定切实可行的方法，并通过方法设计等方式解决小问题以达到复杂问题的解决。

（三）思维可视化在计算思维培养中应用

思维可视化在计算思维培养中应用主要包括如下几个方面：第一，分析问题， 第二，算法逻辑设计，第三，数字作品设计思路，第四，梳理概念总结，第五，多线索并行思路分析。

二、几种思维可视化工具及在小学生计算思维培养中的运用

（一）圆圈图思维可视化工具及应用

圆圈图主要是由大圆和小圆组成，小圆位于大圆的中间。作为一种思维可视化工具，圆圈图主要是围绕一个主题进行联想和发散思维，最终实现思维的可视化。小圆代表是思维的主题，大圆代表关键信息，以苏教版小学信息技术三年级上册教材为例，学习了认识键盘以及利用键盘打字。教师在教学的过程中可以利用圆圈图可视化，根据加强学生对键盘的认识和理解，在主题设置的过程中，以键盘作为圆圈图的主题，将键盘上的各种键以及功能作为关键信息，比如空格键、shift键、回车键、数字键盘、拼音键盘等。键盘设计的是一个综合性的大问题，而关键信息主要是将这个键盘这个大问题进行拆解，分成不同的小问题。学生通过了解小问题的功能，从而实现对大问题的认识和理解，在这个过程中体现了良好计算思维的培养。

（二）气泡图思维可视化工具及应用

气泡图主要是由不同的源以及线段所组成的基本图形，气泡图的中间是一个大圆表示描述的主题，大圆的四周用线段连接几个小圆。气泡图思维可视化工具，可以增强学生对事物的认识，提高对事物描述的准确性以及全面性，培养学生计算思维思考的深度和广度。比如，以苏教版小学信息技术教材为例，在学习填充颜色这个环节时，在教学的过程中，教师可以利用气泡图思维可视化，根据加强学生对不同颜色的认识和填充。具体来说，教师首先确定大圆中的主题为“颜色”，小圆中表示的内容分别为不同的颜色，如红、重、绿、黄、青、紫等，在此基础上引导学生进行色彩的填充。

近年来，随着思维可视化工具的不断发展，由单主题气泡思维可视化工具逐渐向双气泡图思维可视化工具进行发展。所谓双气泡思维图，主要是指将两个简单的气泡思维图进行联系，找到不同的确定两个主题，并将并在两个主题间进行联系，寻找两个主题的共同点。双气泡图思维可视化工具能够在一定程度上确定两个主题，两个大问题。在此基础上，将两个问题进行拆解，形成不同的小问题，最后寻找不同小问题之间的联系，在此基础上把握规律，这也是培养学生计算思维的必备手段之一。

（三）韦恩图思维可视化工具及应用

韦恩图是由英国哲学家、数学家韦恩发明的图形之一。它主要是利用几个交叠的圆展示不同事物群之间的数学或者是逻辑联系的图形。在信息技术学科教学的过程中，教师可以利用两个圆或者是三个圆代表不同的物品，通过不同圆的交叠，展现不同类别或者是物品之间的相同点以及不同点以及不同物品之间的关系。这种方式有利于培养学生的概括总结能力，这也是计算思维能力培养的重点内容之一。

（四）树形图思维可视化工具及应用

树形图思维可视化工具，其基本的组成为顶端为主题，然后向下分支为主题的子类别，每个子类别可以继续写出次级类别。在信息技术学科教学的过程中，教师可以利用树形图思维可视化工具，培养学生对事物的归纳和分类能力，实现计算思维能力的培养。

（五）括号图思维可视化工具及应用

括号图思维可视化工具主要是由主题、大括号和关键词组成，括号图思维可视化工具主要适用于分析，理解事物整体与部分之间的关系。教师在信息技术学科教学的过程中，可以利用括号图帮助学生理解事物的整体，在此基础之上关注到整体与事物内部各个组成部分之间的关系，最终形成对事物全面而深刻的客观认识，这也是计算思维培养过程中重要的内容之一。

三、结束语

本文简单介绍了思维可视化以及计算思维的基本定义，在此基础上，站在信息技术教师的角度，讲述信息技术学科教学过程中利用集中思维可视化工具，培养学生计算思维能力的具体措施。

参考文献

[1] 张锦东. 思维可视化工具在小学信息技术学科计算思维培养中的应用研究[J]. 教育观察，2017，6（16）：3.

[2] 杨健. 我国中小学信息技术教学中计算思维培养的现状研究——基于中国知网的文献分析[J]. 中国教育信息化，2017（23）：4.