小學(xué)信息技術(shù)編程教學(xué)中計算思維的培養(yǎng)

丁玲

摘要：計算思維是程序設(shè)計的靈魂，小學(xué)信息技術(shù)編程教學(xué)中計算思維的培養(yǎng)是信息技術(shù)課的重要任務(wù)，如何在小學(xué)信息技術(shù)編程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，從而促進(jìn)學(xué)生的個人發(fā)展？本文結(jié)合當(dāng)前小學(xué)信息技術(shù)課程的開展，從編程軟件的選擇、編程課堂的開展、編程社團(tuán)的帶動幾個方面展開了分析。

關(guān)鍵詞：計算思維;小學(xué)信息技術(shù);編程教學(xué) 中圖分類號：A ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?文章編號：（2021）-23-454

當(dāng)今世界，計算幾乎無處不在，計算已經(jīng)融入我們的整個文化之中。培養(yǎng)學(xué)生的計算思維是提升學(xué)生的計算機(jī)水平和邏輯思維能力的重要一步。中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所所長孫凝暉院士認(rèn)為，計算思維是每個人的基本技能，今后每個人都需要具備和掌握“編程”能力。[1]

周以真教授提出計算思維是運(yùn)用計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計、以及人類行為理解等涵蓋計算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動。在小學(xué)信息技術(shù)編程教學(xué)中，老師們?nèi)绻軌蛑匾暸囵B(yǎng)學(xué)生的計算思維，會極大地提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)[2]。

本文筆者從選用合適的編程軟件、創(chuàng)新編程教學(xué)策略、開設(shè)編程社團(tuán)幾方面淺談如何在小學(xué)信息技術(shù)編程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。

一、選用合適的編程軟件

植物大戰(zhàn)僵尸、踢足球比賽、接蘋果、小貓捉老鼠……在順德五年級的課堂上，大部分學(xué)生已經(jīng)可以使用編程貓這種圖形化編程語言設(shè)計出一定的情境故事或游戲并流暢運(yùn)行。在學(xué)生編程學(xué)習(xí)中，我們選擇了可視化、模塊化的軟件編程貓，孩子們只需簡單拖拽積木就可以進(jìn)行編程，學(xué)生可以根據(jù)自己的想法進(jìn)行故事創(chuàng)作或游戲編程，孩子們的學(xué)習(xí)興趣濃厚。

在六年級的課堂上，學(xué)生開始學(xué)習(xí)Python編程語言。在五年級時，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了編程貓軟件，有一定的編程思路和技巧，為了適應(yīng)大數(shù)據(jù)和人工智能時代，提高孩子們的編程能力和計算思維能力，小學(xué)六年級學(xué)生開設(shè)Python編程學(xué)習(xí)課程。

計算科學(xué)家Dijkstra說，“我們所使用的工具影響著我們的思維方式和思維習(xí)慣，從而也將深刻地影響著我們的思維能力”，可見根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況選擇一款合適的編程軟件的重要性。

二、創(chuàng)新編程教學(xué)策略

（一）激趣促學(xué)

教師在編程教學(xué)設(shè)計時，要根據(jù)教材內(nèi)容來制定教學(xué)目標(biāo)，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣，讓孩子們更積極主動地去探究，讓他們盡快進(jìn)入到學(xué)習(xí)的最佳狀態(tài)中，更好地開發(fā)學(xué)生計算思維的潛能。

在六年級Python學(xué)習(xí)到《畫平面幾何圖形》這一課的時候，教師創(chuàng)設(shè)去游樂場游玩的情境：樂樂、真真、奇奇三個好伙伴相約到圖形王國旅游，他們一路高歌，高興極了。當(dāng)來到圖形王國門口時，卻被國王的守衛(wèi)攔住了，守衛(wèi)說：“你們要進(jìn)來可以，但是要考考你們的眼力：在下面物體中，你找到什么圖形？”同學(xué)們，我們一起來幫幫他們吧！接著教師課件出示圖形，學(xué)生們積極回答，教師便告訴孩子們：其實(shí)，我們平常見到的很多標(biāo)志都是由幾何圖形組合而成的。現(xiàn)在就讓我們一起來學(xué)習(xí)第4課《畫平面幾何圖形》。

教師也可以通過游戲?qū)氲姆椒▉砑ぐl(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情。比如在flappy bird這個游戲中，教師可以讓學(xué)生先玩一下小鳥躲避障礙物這個游戲，讓學(xué)生觀察游戲中的對象，以及他們的運(yùn)行特點(diǎn)，讓學(xué)生產(chǎn)生初步印象，并梳理思路，完成小鳥躲避障礙物的程序。

（二）自主探究

在小學(xué)信息技術(shù)編程教學(xué)中，教師們可以采用任務(wù)驅(qū)動法進(jìn)行教學(xué)，可以設(shè)定多個層次的任務(wù)，在目標(biāo)的引領(lǐng)下，讓孩子們根據(jù)任務(wù)，通過探究問題、發(fā)現(xiàn)問題、提出問題與解決實(shí)際問題的過程中，嘗試著自行解決實(shí)際問題，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生計算思維。

（三）注重實(shí)踐

小學(xué)生學(xué)習(xí)編程的目的不是為了完成一個小小的程序，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。小學(xué)信息技術(shù)課堂上通過組織學(xué)生動手實(shí)踐，嘗試并體驗(yàn)編程的驗(yàn)證過程，讓學(xué)生體驗(yàn)到編程的樂趣。

（四）巧用流程圖

在小學(xué)編程教學(xué)中，老師們要引導(dǎo)學(xué)生圍繞所要解決的問題，從發(fā)現(xiàn)問題到分析問題，進(jìn)而解決問題的思路來思考。流程圖能夠直觀地描述編程的基本過程，流程圖將自然語言轉(zhuǎn)為計算機(jī)程序語言，由簡入繁，讓學(xué)生能從整體上把握腳本編寫思路。在編程教學(xué)中，流程圖就能很好地培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。

我們以自制siri為例，首先理清思路，先繪制流程圖：

接著將對應(yīng)的積木拖拽到腳本區(qū)進(jìn)行編程，在這里我們想讓siri根據(jù)人的輸入進(jìn)行智能回復(fù)，我們可以站在“巨人的肩膀上”，借助“圖靈機(jī)器人”里面的程序，在海龜編輯器中輸入相關(guān)代碼，再使用Kitten Server把兩個編輯器連起來，則完成我們的自制siri程序。

像這樣，我們使用流程圖，利用有關(guān)產(chǎn)品技術(shù)來簡化作品，讓學(xué)生在體驗(yàn)中與AI應(yīng)用中，明白原理。

（五）遷移應(yīng)用

計算思維它是一種思維方式，也是一種遞歸思維。學(xué)生在掌握了編程貓程序設(shè)計基本知識之后，要學(xué)會靈活地運(yùn)用，并能結(jié)合前面學(xué)過的知識解決實(shí)際問題，進(jìn)一步鞏固新知。在遷移應(yīng)用環(huán)節(jié)中，老師們要注重設(shè)置拓展任務(wù)，讓學(xué)生聯(lián)系前面所掌握的知識，對前面的基礎(chǔ)知識進(jìn)行鞏固。拓展的任務(wù)應(yīng)是孩子們所熟悉的生活情境，在注重程序設(shè)計教學(xué)的同時，也應(yīng)該從多個方面去考查學(xué)生的思維能力。比如在學(xué)習(xí)完“紅綠燈”以及“循線小車”這兩個內(nèi)容之后，孩子們能不能結(jié)合這兩個內(nèi)容，完成“智能交通”的課程內(nèi)容，是我們要思考的內(nèi)容。因此，在進(jìn)行“智能交通”課程內(nèi)容之前，需要讓孩子們自主探索，如何將“紅綠燈”以及“循線小車”這兩個內(nèi)容結(jié)合？教師要在學(xué)生思考之后再給出指引。

（六）注重評價

計算思維歸根到底是人的思維，每個人都有與眾不同的思維特點(diǎn)。在小學(xué)編程教學(xué)中，教師要注重孩子們思維的分享，注重評價環(huán)節(jié)，在評價過程中提高同學(xué)們的思維能力。當(dāng)學(xué)生在完成作品之后，可以讓同學(xué)們對其他同學(xué)的作品進(jìn)行評價，讓孩子們在分享過程中了解其他同學(xué)的思維方式，從而使自身的計算思維得以豐富、創(chuàng)新和提升。

三、開設(shè)編程社團(tuán)

在教學(xué)過程中，我們會發(fā)現(xiàn)，有的學(xué)生計算思維能力很好，如果只是局限于課上的內(nèi)容，孩子們的潛能就不能得到充分發(fā)展。學(xué)?？砷_設(shè)編程社團(tuán)，讓對編程感興趣或者計算思維能力很好的同學(xué)加入，在社團(tuán)課上，就可以講解課外的一些編程案例。經(jīng)過一段時間的編程訓(xùn)練，社團(tuán)里的孩子們，他們的計算思維會得到明顯的進(jìn)步。他們在信息技術(shù)課上也能起到較好的帶動作用。能幫助小組同學(xué)更好地理解程序、更好地訓(xùn)練計算思維。

計算思維是計算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維對培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力、思考問題的方式有重要影響。培養(yǎng)孩子們的計算思維能力已經(jīng)成為了當(dāng)前小學(xué)信息技術(shù)編程教學(xué)的重中之重。在具體的編程教學(xué)實(shí)踐中，我們要突出學(xué)生計算思維能力培養(yǎng)的重要性，更重要的是，我們要引導(dǎo)學(xué)生在編程學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題，通過自主探究去解決問題，逐步培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，從而為學(xué)生的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]學(xué)編程 培養(yǎng)計算思維和創(chuàng)新能力的重要途徑[J].科普時報，2019-12-06.

[2] 李自清.高中信息技術(shù)教學(xué)存在的問題及其策略[J].西部素質(zhì)教育，2017，3（01）：247.