用“数据”说话，聚焦学生计算思维能力培养

乐婷婷

摘 要：计算思维能力是信息科技课程的核心素养之一，它对发展学生信息科技核心素养和提高学生解决问题能力有重要意义.大数据环境下的技术应用为培养学生计算思维提供了有利条件，在小学信息科技课程教学中，要重视利用大数据技术培养学生计算思维能力，积极转变课程教学理念，开展因材施教，创新计算思维能力培养方法，注重开展实验教学，鼓励学生创新学习，才能全面提高学生计算思维能力，促进学生信息科技核心素养全面发展.

关键词：大数据；小学信息科技；计算思维能力

随着信息社会的发展，大数据时代的到来，对学生的信息科技素养要求越来越高，而计算思维作为信息科技课程的核心素养之一，对发展学生信息科技核心素养具有关键作用，是每个学生必备的基本素养之一.借助大数据环境，在信息科技课程教学中能为培养学生计算思维能力提供丰富的教学资源，做到因材施教和个性化教学，有利于提高学生计算思维能力培养成效，因此在小学信息科技课程教学中，教师要高度重视利用大数据环境下培养学生计算思维能力.

1 大数据环境在小学信息科技课程教学中应用的意义

把大数据环境应用于小学信息科技课程教学中，无论对提高信息科技课程教学成效，还是对培养学生计算思维能力都具有重要意义.

一是有利于提高课程教学成效.大数据应用于信息科技课程教学，能够改变教师的课程教学理念和学生的学习方式，能为课程教学提供丰富的教学资源共享平台，能够创新课程教学模式方法，有利于全面提高小学信息科技课程教学成效.

二是有利于实施个性化教学.大数据应用于信息科技课堂教学，能够开展智慧课堂教学，根据不同学生的能力和学习中的薄弱环节开展“私人定制”教学，有效实现因材施教和分层教学，使学生根据自己的爱好和方式开展个性化学习，有利于提高学生学习成效.

三是有利于提升学生计算思维能力.借助大数据环境下的技术或方式，能够为学生创设思维价值高、趣味性强的问题情境，能够更好地辅助学生开展课程实验或实践活动，能够为学生解决问题提供多种手段，从而有利于提高学生的计算能力［1］.

2 计算思维能力的内涵与特点

2.1 计算思维的内涵

计算思维是指学生借助于计算机学科中的思想与方法，在解决问题中所进行的抽象、分解、建模、算法设计、评估、概括等思维活动或思维方式.培养学生的计算思维能力，有助于提升学生思维品质和解决问题的能力.

2.2 计算思维的特点

计算思维具有以下特点：一是计算思维是一种综合能力.计算思维包括算法思维、批判性思维、创新思维、解决问题的方法与合作能力等方面的内容，它既是一种思维方式，也是一种综合能力；二是能够解决复杂的问题.提高计算思維能力，能够把复杂的问题分解成一系列简单的问题，并按照一定的顺序进行高效、精准处理，能形成解决问题的最佳方案；三是计算思维是数学思维与工程思维的结合.信息科技课程中的计算思维具有数学思维的特点，它能利用数学观点、数学逻辑思维解决问题，也能利用工程思维解决问题，它是数学思维与工程思维的有机结合；四是计算思维是人人需要，用处广泛的一种思维.计算思维不仅应用于计算机科学中，它还能够帮助人们解决生活中的许多难题，是每个人都需要，并且时时、处处都能用得上的一种思维方式［2］.

3 大数据环境下小学信息科技课程计算思维能力培养策略

3.1 转变课程教学理念，重视因材施教，培养计算思维能力

计算思维能力是培养学生信息科技素养的核心内容，许多教师在小学信息科技课程教学中只注重信息科技知识与技能教学，忽视对学生计算思维能力的训练与培养.同时计算思维能力的培养又有一定难度，需要根据学生能力采取有针对性的教学策略.

一是转变课程教学理念.要在小学信息科技课程教学中培养学生的计算思维能力，首先需要教师转变传统的只重视信息科技知识与技能的教学，树立学生核心素养全面发展的理念，提高对计算思维能力培养重要性的认识，重视在课程教学中利用多种手段和途径培养学生计算思维能力，特别是发挥大数据技术的作用来培养学生计算思维能力.

二是重视开展分层教学.计算思维能力的培养受到许多主观与客观因素的影响，每个学生的认知能力、对信息科技学习的兴趣爱好不同，要在信息科技课程教学中培养学生计算思维能力，需要教师树立因材施教的理念，重视分层教学.由于大数据技术具有分析、跟踪、评估和开展智能训练等功能，可充分利用大数据技术的优势对每个学生的计算思维能力发展情况进行分析、评估.如“中庆多维成长平台”可以动态采集学生的课堂行为表现，生成数据图表，主要包含“听讲行为”“举手行为”“读写行为”“互动行为”等，能清晰地反映每个学生在回答问题、小组合作等环节的思维表现，在此基础上对不同能力层次的学生设计不同难度的教学内容和不同的计算思维训练习题或项目，促进全班学生计算思维能力共同提高.

三是激发学生计算思维兴趣.要培养小学生计算思维能力，需要激发学生对信息科技课程和计算思维训练的兴趣，有了浓厚兴趣才能增强学生课程学习和计算思维训练动力.为此教师可利用大数据环境下丰富的学习资源、趣味性强的教学方式、多种交流与合作途径来训练学生计算思维能力.例如，Python编程软件语言简单，非常适合小学生游戏编程使用.教师可结合课程教学内容或开展单独的游戏化编程教学.选用Python编程软件，指导学生进行各种游戏编程，能有效激发学生课程学习兴趣.或者利用大数据技术将不同学科学习资源与分析解决问题的思想方法整合并用于游戏化编程训练中，能有效激发学生信息科技课程学习兴趣，使学生的计算思维能力在游戏编程活动中得到提高.

3.2 改革课程教学方法，利用任务驱动培养计算思维能力

要在小学信息科技课程教学中培养学生计算思维能力，需要改革课程教学方法，注重把大数据技术与任务驱动、可视化思维工具等方法相结合来培养学生的计算思维能力.

一是改革课程教学方法.要提高小学信息科技课程教学中计算思维能力培养效果，需要教师改革传统的信息科技课程教学方法，注重把大数据技术与任务驱动教学法、体验探究法、小组合作学习等多种方法相结合来开展教学，能让学生以完成任务或解决问题为中心开展学习，有利于全面训练学生的计算思维能力.例如，在利用WPS、PowerPoint等软件进行文稿演示的“插入超链接”内容教学时，教师可利用大数据技术为学生设计学习任务.首先可通过网络平台为学生推送介绍“超链接”内容的微课课件，在学生观看微课课件后解决如下问题：“超链接的形式有几种？”“在文稿中插入超链接需要分几步操作？”让学生以这个任务或问题开展学习.为了解决学习中的难题，可让学生借助大数据和网络环境进行相互交流、资源与解决问题的方案共享，能使学生将复杂、综合性的问题分解成几个简单的小问题，从而使学生既能掌握插入超链接的操作方法，又能培养学生将复杂问题分解的计算思维能力.

二是利用可视化思维工具教学.为了在信息科技课程教学中培养学生计算思维能力，使学生更清晰地掌握计算思维过程或流程，教师应注重将大数据技术与可视化思维工具相结合来开展教学，这样既能提高信息科技课程教学成效，又能让学生养成按科学流程解决问题的良好习惯，有利于提高学生在更多学科学习、更大范围内利用计算思维解决问题的能力［3］.例如，在学习利用Scratch编程教学时，在设计程序之前，可利用思维导图或流程图等可视化思维工具进行编程思路设计或构思，建立程序设计的思维导图之后，利用大数据的智能分析功能对思维导图进行优化.同时教师利用大数据技术跟踪与分析学生程序设计中的计算思维过程，或者分析评价学生程序设计作品，这样有利于提高学生计算思维的全面性和系统性，也能让学生的计算思维过程“清晰可见”.

3.3 加强课程实验教学，通过实践活动培养计算思维能力

信息科技课程的最大特点就是具有很强的实践性，要提高课程教学成效和学生计算思维能力，就需要教师加强课程实验教学和利用各种实验与实践活动来训练学生的计算思维，这样才能提高计算思维能力，也能促进学生信息科技实践技能的提高.

一是加强课程实验教学.在小学信息科技课程教学中，单纯进行理论知识教学，既难以吸引学生的学习兴趣，也不利于提高学生信息科技实际操作技能.借助于大数据环境下的各种实验资源开展信息科技课程教学和计算思维能力培养.让学生把所学理论知识用于实际操作中，有利于巩固所学知识和提高学生实际动手能力，使学生在实际操作中深入体会计算思维的应用价值与解决问题的思维方法.例如，为了让学生熟练掌握Scratch编程的运用方法技巧和提高学生利用该软件编程的计算思维能力，可借助于大数据环境下的各种资源开展Scratch编程实验教学.首先为学生提出编程要求和作品创作内容，然后让学生利用大数据技术搜索同类作品的编程设计思路或作品功能演示，启发学生的编程计算思维.在此基础上让学生画出思维导图将编程任务分解和设计程序编写流程，通过自主或小组合作的方式编写程序代码来创作作品，这样通过开展编程实验教学，有利于学生掌握Scratch编程要求，也能提高学生计算思維能力.

二是开展各种实践活动.在大数据环境下开展各种信息科技实践活动，既能激发学生学习兴趣，又能让学生的计算思维能力在实践活动中得到锻炼和发展.例如，可以让学生开展在电子表格中插入图表的实践探究活动，引导学生从数据中挖掘重要信息，并发现数据背后的意义，用数据描述现实，预测未来.通过利用大数据技术对这些实践活动进行分析、跟踪与评估，既能提高学生解决问题的针对性，又能训练学生的算法思维、创新思维、批判思维等，使学生的计算思维得到快速提升［4］.

3.4 鼓励学生创新学习，全面综合发展学生计算思维能力

大数据环境的应用能够为学生开展信息科技知识与技能自主学习提供丰富的资源和方法手段等支持，因此教师应积极鼓励学生创新信息科技课程学习方式与内容，并注重全面训练学生的计算思维能力.

一是在课内教学中开展创新学习.在信息科技课程教学中，教师应重视鼓励学生创新学习和创新实践，利用所学信息科技知识与技能，并充分借助大数据环境下的各种学习资源与智能交互系统等，开展创意设计或作品创意开发.例如，在学习Scratch编程知识后，教师可鼓励学生进行Scratch创意编程，这样可提高学生计算思维应用的创新能力，也能使学生创造性地应用所学知识解决问题，有利于提高学生的计算思维创新能力.可为学生规定编程主题或要求，让学生借助大数据环境利用Scratch编程软件自主或合作开发“迷宫小游戏”，让学生发挥想象力进行创意编程，使学生“各显神通”开发自己的创新作品.在学生的创新作品设计之后，利用大数据系统的分析评价功能，对学生的创意作品进行评价和作品展示评比，能促进学生计算思维创新能力发展.

二是在课外学习中开展创新学习.在大数据环境下，可为学生提供各种学习资源，或者让学生利用大数据平台开展各种课外创新学习.例如，可以让学生利用大数据平台，把信息科技知识学习与STEAM实践活动相结合.可以利用各种信息科技学习网站、在线课堂等，让学生搜集信息科技知识与STEAM实践活动相结合应用的典型案例，对这些典型应用案例进行学习和相互交流学习体会与经验，在此基础上使学生掌握在STEAM实践活动中如何确定探究问题、进行任务规划、开展实践尝试、成果创新设计与完善、相互交流等步骤，而这些步骤中需要任务分解、概括或抽象、计算、工程设计、评估等计算思维的支持，因此在课外借助于大数据技术开展STEAM活动有利于全面提高学生计算思维能力.

4 结语

总之，信息科技的发展需要提高学生的信息科技素养，计算思维能力是信息科技课程的核心素养之一，它对发展学生信息科技素养和提高学生解决问题的能力具有重要的作用，因此在小学信息科技课程教学中，教师要高度重视在课程教学中利用大数据技术来培养学生的计算思维能力，通过转变课程教学理念，开展因材施教，改革教学方法，重视实验实践教学，鼓励学生创新学习，全面促进学生计算思维能力的提高.

参考文献：

［1］ 蔡一宁.小学信息科技学生计算思维培养策略与方法［J］.课程教育研究， 2016（5）：74-75.

［2］ 钟玲.新课标背景下信息科技教学中计算思维培养［J］.电脑知识与技术，2021（1）：46-47.

［3］ 蒋姝婷.基于计算思维的中小学信息科技教学探究［J］.教育教学论坛， 2022（31）：153-156.

［4］ 宗家富.小学信息科技培养学生计算思维能力探索［J］.中小学电教，2022（4）：31-32.