中小学信息技术课堂教学中学生的计算思维培养

李德权

（甘肃省通渭县平襄镇安川学校，甘肃通渭 743300）

随着信息时代的到来，中小学信息技术教改工作被提升到前所未有的高度。计算思维是一项最重要的信息技术核心素养，也是教师需要投入更多精力悉心培育的思维品质。中小学生计算思维发展的成果和学生实践运用信息资源、信息技能的素质完善紧密相关。为此，教师应当明晰培育中小学生计算思维的意义和策略，根据学生计算思维发展需要，对信息技术课堂教学方式加以改良和调整，提高学生计算思维养成和健全的实效性，从而引领学生将计算思维应用到更广泛的自主创新活动中，下面我们就对计算思维的具体培养措施展开粗浅的探析。

一、中小学信息技术课堂教学中学生计算思维的培养意义

信息技术教学领域中的计算思维主要是指学生面对一项信息技术研究问题时，在应用计算机思想方法和技能策划研究问题解决方案的过程中所产生的一系列思维活动的总称。中小学生对信息技术课程还是较为陌生的，计算思维和研究解决问题的能力也偏弱，教师应当以课堂教学为载体，加强激发和栽培学生的计算思维，促使学生将对信息技术理论层面的理解顺利升级为计算机科学思想方法的实践运用。经过广泛的理论和实践调研，笔者将中小学信息技术课堂教学中学生的计算思维培养意义总结为下列三点：

第一，培养学生计算思维有助于提高学生抽象问题特征的能力。中小学生在探索信息技术研究课题时，对课题内容的理解和分析都是毫无头绪的。这个思维能力弱势如果得不到切实的弥补，学生投入课题探索的速率就提不上来，也很难精准捕获信息技术课程研究的重难点。要发展学生的计算思维，其中一个最关键的步骤就是采用计算机科学领域思想方法去界定和明确问题，这样学生在信息技术课题研究中就能直击要害，从而强化学生的信息素养弱势环节，大幅度提高学生抽象问题特征的能力。

第二，培养学生计算思维能够强化学生分析、整合信息资源的能力。在中小学生计算思维的成长和发散过程中，包含的思维活动有很多，最重要的是计算机思想方法的运用，以及针对信息技术问题解决方案，对信息资源开展的一系列判断、分析与整合活动。加强培育中小学生计算思维最突出的优势，就是能显著强化学生分析、整合信息资源的能力，引导学生根据对信息技术研究课题的问题特征、模型的建立以及数据的组织，去判断和辨析哪些信息资源和工具是可以利用的，哪些计算机思想方法能够辅助问题解决方案的完善，这样学生就会高效吸纳信息技术经验和解决实际问题。

第三，培养学生计算思维可以发展学生将计算机技能迁移到其他领域的能力。目前信息技术的应用范畴是非常广的，中小学生在日常学习和生活中，已经离不开计算机和信息工具。积累充裕的信息技能运用经验可以促进学生多学科学习能力协同并进。着力培育中小学生计算思维，是扩充学生计算机思想方法和信息技能应用经验的主要途径。学生形成良好的计算思维，也会逐步掌握更多利用计算机解决问题的方式和手段，并自主将计算机技能和思想方法迁移到其他领域，从而使信息技术教学真正惠及学生的成长和生活。

二、中小学信息技术课堂教学中学生计算思维培养的策略

（一）结合生活实际讲授信息技术知识

中小学信息技术课堂教学中，学生计算思维的培育不能和生活实际脱节。信息潜藏在我们的日常生活中。学生在课堂上领悟的计算机思想方法和技能，也要运用到实际生活问题的解决中。教师在布设信息技术课堂教学内容时，必须考量和尊重中小学生的认知经验，结合生活实际讲授信息技术知识，从而引导学生立足计算机思想和视角去探查生活中的信息现象，初步启发学生的计算思维。基于中小学生计算思维培养的信息技术生活化教学策略如下：

第一，依托真实的生活场景向学生讲解信息技术知识。想要启发学生的计算思维，离不开真实生活场景的支持，学生只有先了解计算机技术在生活中的实际运用场景，才能从计算机思想方法出发策划解决相关问题的方案。教师在具体讲授时，应当先向学生呈现计算机技术是如何在生活中运用的。如在认识键盘和打字相关教学中，教师可以直接使用多媒体教室的键盘打字，在白板投屏上输入课程标题，同时展示文员、报社记者、作家等在电脑前通过打字录入文本资料的图片，并提问：“同学们，在老师刚才的打字演示和展示的图片中，你发现了什么？”学生思考后作答：“老师和图片里的人都用到键盘，生活中很多工作都需要键盘打字录入文本资料。”教师在认同学生回答后，正式向学生传授键盘的理论概念和使用技能，这样学生就能充分了解参与本课学习的意义以及课程知识技能的生活用途，从而有效启发学生的计算思维。

第二，引导学生自主在生活中提炼和概括信息实例。中小学生计算思维的有效发展要依靠一双辨识、提炼信息的眼睛。教师结合生活实际启发学生计算思维时，应当引导学生自主提炼和概括信息实例。如在初步认识信息时，教师可以鼓励学生举例：“同学们，你知道在我们的日常生活中有哪些信息现象？它们分别向我们传达怎样的信息？”学生互动讨论后反馈：“家里的电话响了，接起电话可以知道来电人及其要说的事；使用互联网搜索引擎可以查阅各种信息，如新闻、资料、天气预报等等。”学生举出的实例很多、也非常恰当，教师可以把学生反馈的实例汇总，让学生对照教材划出特征概念，这样学生就对信息基本特征有所了解，并产生参与信息活动的积极性，这些都标志着学生计算思维得到启发。

（二）增加信息技术上机操作教学的比重

中小学生计算思维的养成，需要在不间断的上机操作中加以历练。在以往的中小学信息技术课堂教学中，部分教师过度倚重信息技术理论灌输，没有及时跟进上机训练，这种培养方式是有失偏颇的。学生的计算机实操能力如若不强，即便是通过计算思维活动构成了问题解决方案，也难以真正有效执行，计算思维的培育势必流于纸上谈兵。为此，教师应当增加信息技术上机操作教学比重，立足于计算机思想方法和操作技能相结合的导向，使学生生成问题解决方案的每个步骤都是可行的，从而进一步强化学生的计算思维，具体的教学培养措施如下：

第一，实施计算机技能理论讲解后，立即跟进上机操作训练。对于培育中小学生计算思维来讲，理论和实操教学缺一不可。教师在具体实施时，应当先向学生精细讲解技能理论，然后再指导学生参与动手操作。如在邮件收发教学中，教师可以先使用微课件引导学生掌握邮件收发的目的和基本方法，在课件中细致展示收发邮件的每个步骤，添加图片和小视频等直观演示材料，这样学生的计算思维就能实现可视化发展。接下来，教师就可以指导学生亲身上机训练，按照技能理论微课件的指示，在邮件中输入一句有趣的话，尝试给其他同学发一封邮件，收到邮件的同学要念出发件人和邮件内容，这样学生就体验到利用计算机传递信息的快乐，并能够运用相关操作技能提高信息传递速率，从而强化学生计算思维。

第二，提出问题，引导学生抽象问题特征、生成具体的操作解决办法。对中小学生计算思维的培育不应该流于概念学习和既定的程序操作。教师在上机操作教学中，可以通过提问的方式引导学生运用计算思维抽象问题特征，再付诸操作解决问题。例如在教学下载和保存网络图片时，在实操训练中教师可以这样问学生：“同学们，老师想要搜集一些风景图，你能帮老师找到吗？电脑桌面上的文件夹太多了，老师怎么才能快速找到存有风景图的文件夹？”问题提出后，学生计算思维高速运转，有的学生说风景图在互联网搜索引擎中就可以查找、下载和保存；有的学生说想要在多个文件夹中快速找到风景图，可以在保存图片时对文件夹重命名……这样学生就对操作问题的基本特征和具体解决方法有了一定的了解，教师随即鼓励学生动手上机实施，一次高质量的计算思维训练就完成了。

（三）发展任务型信息技术探究活动

培育中小学生的计算思维，是围绕着实际、具体的信息技术研究课题展开的，实施任务型教学是把信息技术课本理论具体化、实际化的主要途径，同时也有利于提升学生的过程思维、可视化思维以及合作探究能力。为此，教师在课堂教学上应该加强发展任务型信息技术探究活动，这样学生不仅可以自主将计算机思想方法、知识技能运用于任务解决中，也能根据自己的偏好策划设计任务解决方案，从而强效锻炼学生的计算思维与团队协作能力。基于中小学生计算思维培养的任务型探究活动开展措施如下：

第一，设计发布具有趣味的信息技术探究任务。在这一步，教师应当根据信息技术课程内容以及中小学生的兴趣点，为学生设计内容和形式具有吸引力的探究任务。如在Word文档编辑类教学中，教师可以选择中小学生感兴趣的话题，设计发布一个“Word 文档电子小报”制作任务。再或者，在幻灯片制作类教学中，教师可以将节日、校园、风景作为主题，为学生设计发布“主题幻灯片”编辑任务等等。教师发布上述信息技术探究任务时，应尽量在任务课件中添加相关主题图片和小视频，同时在旁边辅以文字补充说明，一边播放任务课件，一边引导学生采用计算机处理方式和思想方法去界定、明确探究任务的主要内容。这样也能起到培养学生计算思维和逻辑思维的作用。

第二，关注学生运用计算思维策划任务解决方案的过程。中小学生计算思维的成长刚刚起步，所以在学生对信息技术任务开展探究时，不建议教师完全放手，而是要参与其中对学生实施必要的点拨和启发。如公布一项信息技术探究任务后，教师可以向学生提问：“同学们，解决这项任务需要用到哪些工具，我们学过的哪些信息技能用得上？”提问后，教师让学生分组讨论，并把能想到的技能和工具全都记录到演算纸上。教师巡视一圈后继续提问：“同学们总结的工具和技能比较齐全，但是看着有些杂乱呢，大家是否能再整理一下，最好标出每项工具和技能怎么用、用在哪一步，用序号条分缕析地呈现出来？”学生继续合作，对先前罗列的内容开展分析和判断，根据任务探究目标，将解决任务的过程和方法梳理出来。最后，教师可以让各组学生按照策划好的任务解决方案，利用相关硬软件工具和方法，分工协作完成信息技术探究任务，从而锻炼学生算法运用和信息资源整合能力，提高学生计算思维。

（四）提供广阔的信息技能交流空间

中小学生计算思维的构建和发展，需要在不断交流和共享中才能实现，鉴于学生个体差异性，每个学生在信息技术学习中，运用计算机思想方法和基本技能的路线都有所区别。有的学生思维活性强，可以从多个角度探析和策划问题解决方案；有的学生对计算机科学领域的知识技能领悟力偏弱，运用算法设计问题解决方案的效率也不佳。为此，教师应当为学生提供广阔的信息技能交流空间，通过科学的教学组织，引导学生阐述和分享计算思维发散经验，从而加速学生计算思维的有效养成，具体的课堂教学措施如下：

第一，引导学生阐述和总结利用计算机解决问题的过程和方法。每完成一项信息技术探究活动，教师都应该引导学生对过程和方法进行总结和表述，如某个小组对探究任务的完成质量很高，教师就可以鼓励该小组成员把经验和方法分享出来，如设计意图是什么、搜集查阅了哪些资料、特效是如何编辑和渲染的等等，让学生充当“小老师”角色，上台调出相关信息资源和技术软件，一边表述过程和方法、一边跟进演示。这样科学的计算机思想方法得到有效传播，其他学生的计算思维也能切实发展。

第二，引导学生交流探讨相同信息技能的多种实践运用途径。计算思维还包含算法和技能运用的迁移，所以在学生交流信息技能和问题解决经验时，教师还可以引导学生思考信息技能的其他用途。如在完成某主题电子板报制作任务后，教师可以提出启发问题：“如果我们将板报主题变换一下，解决方案会发生哪些变化？”学生交流后作答：“基本的解决流程不变，但是搜集和应用的文本、图片材料要根据主题进行调整。”这样学生的计算思维就能更上一层楼。

三、结语

总而言之，在中小学信息技术课堂教学中着力培养学生的计算思维，可以提高学生抽象问题特征、分析整合信息资源的能力，同时也能发展学生将计算机技能迁移到其他领域的素质。为此，教师应当结合生活实例讲授信息技术知识、增加信息技术上机操作比重、发展任务型信息技术探究活动，提供广阔的技能交流空间，从而完善课堂教学结构，促进中小学生计算思维的高效养成。