计算思维的培养策略：生活逻辑走向学科逻辑

鞠敏 江苏省南通市北城小学

《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》强调以真实问题或项目驱动教学，引导学生经历原理运用过程、计算思维过程和数字化工具应用过程，建构知识，提升学生解决问题的能力。因此，教师要从学生的日常生活经验切入，引导学生对生活中熟悉的事件进行分析、抽象、建模，从而建立起认知关联，培养学生的计算思维。

笔者提出，通过“透视前概念，挖掘教学生长点——关注情境体验，把握生活逻辑——聚焦关键特征，走向学科逻辑——关联关键特征，明晰学科逻辑”这一系列过程，能够培养学生的计算思维。

● 透视前概念，挖掘教学生长点

熊璋教授在解读信息科技课程标准时强调，课堂的教学情境要与学生的生活经验接轨，然而在教学实践中，教师常常忽略了学生带入课堂的这种经验，或者将对它的理解片面化。

例如，在讲解五年级《穿越迷宫》一课时，当教师展示游戏界面时，班级大部分学生都脱口而出——迷宫。毫无疑问，学生对这个游戏是有一定的理解的。在以往的教学实践中，当学生说出迷宫后，很多教师会顺势指明本节课的学习内容——穿越迷宫。然而，这种处理方式，浪费了潜在的资源，即学生带入课堂中的前概念，也就是学生在日常生活中按照自己的习惯、经验、思维方式获得的一些经验。因此，在课堂中，教师要挖掘学生的已有经验，如仅仅在“迷宫”这一词语中，就隐含了学生对迷宫的认识和理解，何谓迷宫，学生必然存在着一定的理解。课堂的出发点在哪里，需要教师去深思。例如，教师可以尝试以下的教学片段。

师：你觉得什么是迷宫呢？

生：道路很复杂，会有一些障碍；可能会走错了，走到死胡同里；要走正确的路，才能顺利通关，走到终点。

师：那在我们这个作品里，什么叫走错了？

生：碰到黑墙。

在上面的案例中，教师可以从学生的回答中提取出关键词：起点、路障、终点。而在路障中，又可以根据学生对“走错了”三个字的理解，聚焦到“碰到黑墙”。那么，碰到黑墙后的处理方式，则需要学生在具体的试玩游戏中感受体验。

● 关注情境体验，把握生活逻辑

计算思维包括了抽象、分解、建模、算法设计等思维活动。从物理世界跨入到计算机世界的第一步是抽象，即通过抽象建立合理的抽象模型。但在实际操作中，抽象的工作已经由教师完成，学生在课堂上直接看到了学科逻辑。而学生在生活中是如何思维的？他们在情境中体验到了什么？对这些问题教师常常会忽略，从而导致学生的生活逻辑在课堂中缺失。因此，教师有必要在课堂中让学生在情境中经历、体验，避免整个都是抽象分析。例如，下面的片段是在学生试玩穿越迷宫游戏后进行的。

师：在玩游戏的时候，你们发现了什么？

生：角色碰到障碍就会回到起点。

师：这里的障碍就是？

生：那个黑色的墙。

师：（相机板书：碰到黑色的墙回到起点）除此之外，你们还观察到了什么？

生：角色在到达终点后，会欢呼“我成功了”。

师：这里的终点是哪里？

生：箭头。

师：所以这句话我们还可以怎样说？

生：角色碰到箭头，就说“我成功了”。

师：（相机板书：碰到箭头说我成功了）角色如果在起点不动，能碰到障碍吗？或者是能到达终点吗？

生：角色碰到了鼠标，就会跟随鼠标移动。

（教师相机板书：碰到鼠标跟随鼠标移动）

在以上教学片段中，学生在游戏体验中逐步总结出游戏规则，同时也是对迷宫前概念理解（起点—路障—终点）的进一步展开。从教学片段中可以看出，箭头的意义需要在具体的背景中才能凸显出来，在本节课中箭头就是指代的终点。

● 聚焦关键特征，走向学科逻辑

在日常生活中，围绕一个事物，往往可以从事物不同的方面切入分析，或围绕事物的不同属性展开交流讨论。因此，引导学生从生活世界过渡到计算机世界的关键步骤在于，将学生的目光引到待抽象的关键特征上去，忽略其他无关要素。例如，教师可以尝试如下的教学片段。

师：我们班上有不少小朋友学习过舞蹈，如民族舞、街舞等，哪位同学愿意来为大家现场表演一段舞蹈呢？

学生表演街舞。

师：感谢xx同学为我们带来的精彩的街舞表演。其他同学想跟着他一起来学一学吗？这段舞蹈的起手式是怎样的？

学生身体摆出第一个动作，教师顺势在黑板中画出第一个动作的简笔画，其他舞蹈动作的简笔画由学生完成。

在这个教学片段中，由学生的个人舞蹈表演切入，然后引导学生对此段舞蹈进行分析。通过对街舞起手式的分析，自然地将学生的目光转向分析街舞的动作，并让学生用简笔画的形式将其绘制出来。

● 关联关键特征，明晰学科逻辑

计算思维需要经历抽象、分解、建模、算法设计等思维活动，需要构造研究对象各要素间的组合关系与框架，最终指向的是计算机能够自动化解决。因此，在教学中，教师要关联从意义世界中所抽象出来的关键特征，并围绕这些关键特征进行建模、算法设计。

例如，在一节线路规划课上，教师引导学生在若干个节点之间寻找最优路径，即从A节点出发到达E节点，其中可能经过B、C、D节点，从中找出一条最短路径。笔者认为，通过节点之间距离或权重的数值计算，找出最短路径是哪一条并不重要，而是要尝试引导学生能够用语言描述出寻找的过程，如每一次从当前节点出发，下一个目标节点是和当前节点距离最短的（贪心算法）。仅仅通过比较各路径的长度值来确定最优路径，这属于数学课，而非信息科技课；而描述出确定最优路径的过程、步骤，才是学生进行算法设计的过程，才是学生计算思维培养的过程。