培養(yǎng)計算思維能力提升學生信息素養(yǎng)

◇徐華榮

【作者單位：常州市武進區(qū)劉海粟小學 江蘇】

計算思維是以計算機科學為基礎(chǔ)的一種概念思維，是反映計算機科學的核心概念與思維。其作為一種重要的分析解決問題方法，可以廣泛應(yīng)用于工作、學習與生活。計算思維與形象思維、邏輯思維等思維方法不同，其能夠更好地促進學生在信息技術(shù)方面的學習效率。因此，小學信息技術(shù)教師應(yīng)在教學實踐中積極培養(yǎng)學生計算思維，使之能夠為迎接信息技術(shù)新時代、滿足社會發(fā)展需求做充分的準備。

培養(yǎng)和提升學生的信息素養(yǎng)，是我國當前中小學信息技術(shù)課程開設(shè)的主要目的。由于信息技術(shù)課程的內(nèi)容設(shè)置是隨著技術(shù)的改變而變化的，再加上信息技術(shù)課程屬于考查課程，教師和學生的重視程度不夠，導致學生的信息素養(yǎng)無法得到有效的培養(yǎng)。計算思維的提出，使中小學信息技術(shù)教師清楚地認識到信息技術(shù)課程的核心內(nèi)容與價值。因此，計算思維的培養(yǎng)有助于中小學生信息素養(yǎng)的提升。

一、計算思維能力的含義

計算思維能力的培養(yǎng)既是信息技術(shù)教育的新趨勢，也是提高信息技術(shù)教育教學質(zhì)量的重要指標。在小學信息技術(shù)教學中，培養(yǎng)學生計算思維，絕不能只停留在信息技術(shù)工具層面，而要注重引導學生去理解計算機技術(shù)、信息技術(shù)背后的知識與原理；使學生能夠在接觸和了解計算機科學概念的基礎(chǔ)上，逐步將計算思維的培養(yǎng)由形象化、具體化轉(zhuǎn)向概念化、抽象化，進而幫助學生更好地認清數(shù)字世界的內(nèi)涵與本質(zhì)特征。如在“電子郵件”教學過程中，教師可以“@”為切入點展開計算思維的培養(yǎng)，使學生了解“@”的文化及實用意義。同時，教師可以通過讓學生體驗對“@”的使用過程中來了解電子郵件表達的一般格式，并逐步完成、掌握相關(guān)電子郵件的查看、發(fā)送、接收等活動。最終，可以促使學生逐步養(yǎng)成主動了解自己所使用技術(shù)背后的基本常識、工作原理的良好習慣。

二、運用多種方法培養(yǎng)計算思維能力

在信息時代，計算思維已經(jīng)融入了人們生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。為了幫助小學生更好地適應(yīng)數(shù)字環(huán)境，小學信息技術(shù)教學就不能停留在表層的信息技術(shù)操作訓練上，而要幫助學生掌握計算思維所包含的諸多計算方法，比如抽象、整合和形式化等；要引導學生發(fā)現(xiàn)生活中隱藏的計算問題，培養(yǎng)學生的算法思想，鍛煉學生解決實際問題的能力，促使學生自然而然地提升計算思維，為學生的全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)。例如，在畫樓梯教學中，教師除了讓學生掌握logo轉(zhuǎn)角操作以外，更需要引導學生掌握其中包含的計算思維。在教學過程中，教師可以運用小海龜畫樓梯這個場景，創(chuàng)設(shè)教學情境，激發(fā)學生的學習興趣。當學生認識了角度命令之后，教師需要引導學生發(fā)現(xiàn)角度命令隱藏的計算思維。教師可以為學生展示不同角度的樓梯，并在黑板上寫下一組角度命令，如FD45、RT120、FD45、RT120、FD45等，引導學生結(jié)合不同角度的樓梯，掌握角度命令與樓梯角度之間的對應(yīng)關(guān)系，認識轉(zhuǎn)動的方向和起始角中包含的計算思維。最后，為學生布置探究性作業(yè)，讓學生嘗試繪制等邊三角形。在這個過程中，教師需要引導學生開展自主探究，讓學生分析會遇到什么命令，命令展示了什么計算思維，使學生在討論中消化轉(zhuǎn)角知識，培養(yǎng)計算能力。在實際教學中，教師需要注重教學內(nèi)容中隱藏的計算思維，引導學生掌握在復雜的形象中，勾勒出學習對象的主要特征，抓取這些主要特征背后的計算思維，讓學生在抽象中更好地掌握信息技術(shù)的精髓。

三、應(yīng)用工具增強計算思維能力

計算機工具，在小學信息技術(shù)教學中占據(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。如果讓學生逐一操作工具，那么會導致學生產(chǎn)生厭倦情緒，甚至導致學生被技術(shù)所操控。為了提升學生的工具理解和應(yīng)用能力，要引導學生掌握工具背后相對一致的算法原理，促使學生正確看待技術(shù)、理性運用技術(shù)，讓學生在學習中潛移默化地增強計算思維能力。例如，在畫圖教學中，教師可以借助圖形化編程，培養(yǎng)學生的計算思維能力。圖形化編程相對容易，可以讓學生專注于設(shè)計和創(chuàng)作，避免陷入編程語法難題。在實際教學中，教師可以將學生分為小組，引導學生根據(jù)不同動作，運用所代表的代碼塊，在屏幕上操作動作，構(gòu)建程序方式。在這個過程中，可以運用Scratch、Alice、Game-Maker、Greenfoot等圖形化編程，營造良好的編程環(huán)境，使編程變得更為簡單易懂，讓學生掌握編程背后的算法原理。比如，在Scratch中，展示重復動作，可以運用冒泡排序算法，一次性比較兩個動作，讓兩個動作進行重復交換，直到?jīng)]有交換為止。通過這種方式引導學生掌握工具背后的算法，不斷培養(yǎng)學生的計算思維能力。

四、培養(yǎng)計算思維能力的目的

在小學信息技術(shù)教學中，培養(yǎng)學生計算思維的最終目的，就是引導學生將計算思維應(yīng)用到日常生活中，解決一些生活問題，形成一種思維習慣。計算思維反映了信息技術(shù)領(lǐng)域解決問題的思維過程，遷移到實際問題情境中，就是引導學生在問題分析、工具選擇、自動化解決方案中，解決現(xiàn)實問題；讓學生體驗計算思維解決問題的一般過程和常用方法，最終實現(xiàn)在解決實際問題的過程中，靈活應(yīng)用計算思維的目標。比如，在畫星星教學中，教師可以首先展示一幅星空圖片，讓學生運用紙筆展示自己畫星星的方法，以生活化的場景，激發(fā)學生學習欲望。然后，為學生設(shè)置問題：如何畫星星？可用什么工具畫星星？緊接著，為學生展示使用畫圖工具畫星星的流程：打開畫圖工具，在“形狀”選擇框中，單擊選擇五角星形狀；根據(jù)自己的喜好，設(shè)置線條的粗細和顏色；按住Shift 鍵，拖動鼠標左鍵，畫出五角星；點擊油漆桶工具，選擇顏色；單擊鼠標左鍵，填充顏色。緊接著，為學生展示其他工具操作方式。比如，用PS中的柔角畫筆畫出絢麗的星星效果、用矢量畫圖軟件畫多角星等。讓學生比較這些工具的優(yōu)劣，并在遷移中更加合理地選擇畫圖工具，自動畫出星星，培養(yǎng)學生應(yīng)用計算思維的能力。

總之，計算思維是一種人人必備的最普遍、最基礎(chǔ)的思維方式。小學信息技術(shù)教師要優(yōu)化培養(yǎng)方法，引導學生主動參與教學過程；要明確培養(yǎng)條件，提高自身綜合素養(yǎng)；要注重學習的多元化表現(xiàn)評價，從而實現(xiàn)學生計算思維能力的有效培養(yǎng)和提升。