小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)與計(jì)算思維培養(yǎng)

姚曉云

數(shù)字技術(shù)無(wú)處不在，云計(jì)算、人工智能的發(fā)展，使得計(jì)算思維在很多行業(yè)都顯示出重要價(jià)值。目前，“00后”的中小學(xué)生，是人們常說(shuō)的數(shù)字土著或者數(shù)字公民。運(yùn)用計(jì)算機(jī)，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和處理問(wèn)題的能力，為信息時(shí)代數(shù)字公民未來(lái)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。小學(xué)信息技術(shù)教師需要認(rèn)識(shí)到培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的重要性，立足教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合當(dāng)代學(xué)生的心智特征，探索適合發(fā)展學(xué)生計(jì)算思維的有效策略，培養(yǎng)出合格的現(xiàn)代公民。

掌握方法，培養(yǎng)運(yùn)算思想

在信息時(shí)代，計(jì)算思維已經(jīng)融入了人們生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。為了幫助小學(xué)生更好地適應(yīng)數(shù)字環(huán)境，小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)就不能停留在表層的信息技術(shù)操作訓(xùn)練上，需要幫助學(xué)生掌握計(jì)算思維所包含的諸多計(jì)算方法，比如抽象、整合和形式化等，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中隱藏的計(jì)算問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的算法思想，鍛煉學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，促使學(xué)生自然而然地提升計(jì)算思維，為學(xué)生的全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

例如，在畫(huà)樓梯教學(xué)中，教師除了讓學(xué)生掌握l(shuí)ogo轉(zhuǎn)角操作以外，更需要引導(dǎo)學(xué)生掌握其中包含的計(jì)算思維。教學(xué)過(guò)程中，教師可以運(yùn)用小海龜畫(huà)樓梯這個(gè)場(chǎng)景，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)學(xué)生認(rèn)識(shí)了角度命令之后，教師需要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)角度命令隱藏的計(jì)算思維。教師可以為學(xué)生展示不同角度的樓梯，并在黑板上寫(xiě)下一組角度命令，如FD45、RT120、FD45、RT120、FD45等，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合不同角度的樓梯，掌握角度命令與樓梯角度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和起始角中包含的計(jì)算思維。最后，為學(xué)生布置探究性作業(yè)，讓學(xué)生嘗試?yán)L制等邊三角形。這個(gè)過(guò)程中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展自主探究，讓學(xué)生分析會(huì)遇到什么命令，命令展示了什么計(jì)算思維，使學(xué)生在討論中消化轉(zhuǎn)角知識(shí)，培養(yǎng)計(jì)算能力。

在實(shí)際教學(xué)中，教師需要注重教學(xué)內(nèi)容中隱藏的計(jì)算思維，引導(dǎo)學(xué)生掌握在復(fù)雜的形象中，勾勒出學(xué)習(xí)對(duì)象的主要特征，抓取這些主要特征背后的計(jì)算思維，讓學(xué)生在抽象中更好地掌握信息技術(shù)的精髓。

工具應(yīng)用，增強(qiáng)計(jì)算思維

計(jì)算機(jī)工具，在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中占據(jù)了重要位置。目前，信息技術(shù)變革十分迅速，各種工具層出不窮。如果讓學(xué)生逐一操作工具，那么會(huì)導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生厭倦情緒，甚至導(dǎo)致學(xué)生被技術(shù)所操控。為了提升學(xué)生的工具理解和應(yīng)用能力，需要引導(dǎo)學(xué)生掌握工具背后相對(duì)一致的算法原理，促使學(xué)生正確看待技術(shù)，理性運(yùn)用技術(shù)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中潛移默化地增強(qiáng)計(jì)算思維。

例如，在畫(huà)圖教學(xué)中，教師可以借助圖形化編程，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。圖形化編程相對(duì)容易，可以讓學(xué)生專(zhuān)注于設(shè)計(jì)和創(chuàng)作，避免陷入編程語(yǔ)法難題。在實(shí)際教學(xué)中，教師可以將學(xué)生分為小組，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)不同動(dòng)作，運(yùn)用所代表的代碼塊，在屏幕上操作動(dòng)作，構(gòu)建程序方式。這個(gè)過(guò)程中，可以運(yùn)用Scratch、Alice、Game Maker、Green foot等圖形化編程，營(yíng)造良好的編程環(huán)境，使編程變得更為簡(jiǎn)單易懂，讓學(xué)生掌握編程背后的算法原理。比如，在Scratch中，展示重復(fù)動(dòng)作，可以運(yùn)用冒泡排序算法，一次性比較兩個(gè)動(dòng)作，讓兩個(gè)動(dòng)作進(jìn)行重復(fù)交換，直到?jīng)]有交換為止。通過(guò)這種方式引導(dǎo)學(xué)生掌握工具背后的算法，不斷培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

在實(shí)際教學(xué)中，教師需要樹(shù)立正確的教學(xué)意識(shí)，除了讓學(xué)生掌握工具的操作方式之外，還需要引導(dǎo)學(xué)生掌握工具背后的算法，理解計(jì)算機(jī)工具與算法知識(shí)之間的相互關(guān)系，更好地培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

思維遷移，培養(yǎng)實(shí)踐能力

在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的最終目的，就是引導(dǎo)學(xué)生將計(jì)算思維應(yīng)用到日常生活中，解決一些生活問(wèn)題，形成一種思維習(xí)慣。計(jì)算思維反映了信息技術(shù)領(lǐng)域解決問(wèn)題的思維過(guò)程，遷移到實(shí)際問(wèn)題情境中，就是引導(dǎo)學(xué)生在問(wèn)題分析、工具選擇、自動(dòng)化解決方案中，解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，讓學(xué)生體驗(yàn)計(jì)算思維解決問(wèn)題的一般過(guò)程和常用方法，最終實(shí)現(xiàn)在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，靈活應(yīng)用計(jì)算思維的目標(biāo)。

比如，在畫(huà)星星教學(xué)中，教師可以首先展示一幅星空?qǐng)D片，讓學(xué)生運(yùn)用紙筆展示自己畫(huà)星星的方法，以生活化的場(chǎng)景，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望。然后，為學(xué)生設(shè)置問(wèn)題：如何畫(huà)星星？可用什么工具畫(huà)星星？緊接著，為學(xué)生展示使用畫(huà)圖工具畫(huà)星星的流程：打開(kāi)畫(huà)圖工具，在“形狀”擇框中，單擊選擇五角星形狀;根據(jù)自己的喜好;設(shè)置線條的粗細(xì)和顏色;按住Shift鍵，拖動(dòng)鼠標(biāo)左鍵，畫(huà)出五角星;點(diǎn)擊油漆桶工具，選擇顏色;單擊鼠標(biāo)左鍵，填充顏色。緊接著，為學(xué)生展示其他工具操作方式。比如，用PS中的柔角畫(huà)筆畫(huà)出絢麗的星星效果、用矢量畫(huà)圖軟件畫(huà)多角星等，讓學(xué)生比較這些工具的優(yōu)劣，并在遷移中更加合理地選擇畫(huà)圖工具，自動(dòng)畫(huà)出星星，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算思維的能力。

在實(shí)際教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維的最終目的，就是讓學(xué)生應(yīng)用計(jì)算思維解決問(wèn)題。教師要讓學(xué)生接觸大量的計(jì)算工具，促使學(xué)生形成一個(gè)適合自己的自動(dòng)化解決方案，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

結(jié)束語(yǔ)

在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。教師需要從方法習(xí)得、工具應(yīng)用和思維遷移等角度出發(fā)，落實(shí)培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的教學(xué)目標(biāo)，提升學(xué)生的信息素養(yǎng)和解決問(wèn)題的能力，為學(xué)生未來(lái)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。