中小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中學(xué)生的計算思維培養(yǎng)

李德權(quán)

（甘肅省通渭縣平襄鎮(zhèn)安川學(xué)校，甘肅通渭 743300）

隨著信息時代的到來，中小學(xué)信息技術(shù)教改工作被提升到前所未有的高度。計算思維是一項最重要的信息技術(shù)核心素養(yǎng)，也是教師需要投入更多精力悉心培育的思維品質(zhì)。中小學(xué)生計算思維發(fā)展的成果和學(xué)生實踐運用信息資源、信息技能的素質(zhì)完善緊密相關(guān)。為此，教師應(yīng)當(dāng)明晰培育中小學(xué)生計算思維的意義和策略，根據(jù)學(xué)生計算思維發(fā)展需要，對信息技術(shù)課堂教學(xué)方式加以改良和調(diào)整，提高學(xué)生計算思維養(yǎng)成和健全的實效性，從而引領(lǐng)學(xué)生將計算思維應(yīng)用到更廣泛的自主創(chuàng)新活動中，下面我們就對計算思維的具體培養(yǎng)措施展開粗淺的探析。

一、中小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中學(xué)生計算思維的培養(yǎng)意義

信息技術(shù)教學(xué)領(lǐng)域中的計算思維主要是指學(xué)生面對一項信息技術(shù)研究問題時，在應(yīng)用計算機思想方法和技能策劃研究問題解決方案的過程中所產(chǎn)生的一系列思維活動的總稱。中小學(xué)生對信息技術(shù)課程還是較為陌生的，計算思維和研究解決問題的能力也偏弱，教師應(yīng)當(dāng)以課堂教學(xué)為載體，加強激發(fā)和栽培學(xué)生的計算思維，促使學(xué)生將對信息技術(shù)理論層面的理解順利升級為計算機科學(xué)思想方法的實踐運用。經(jīng)過廣泛的理論和實踐調(diào)研，筆者將中小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中學(xué)生的計算思維培養(yǎng)意義總結(jié)為下列三點：

第一，培養(yǎng)學(xué)生計算思維有助于提高學(xué)生抽象問題特征的能力。中小學(xué)生在探索信息技術(shù)研究課題時，對課題內(nèi)容的理解和分析都是毫無頭緒的。這個思維能力弱勢如果得不到切實的彌補，學(xué)生投入課題探索的速率就提不上來，也很難精準(zhǔn)捕獲信息技術(shù)課程研究的重難點。要發(fā)展學(xué)生的計算思維，其中一個最關(guān)鍵的步驟就是采用計算機科學(xué)領(lǐng)域思想方法去界定和明確問題，這樣學(xué)生在信息技術(shù)課題研究中就能直擊要害，從而強化學(xué)生的信息素養(yǎng)弱勢環(huán)節(jié)，大幅度提高學(xué)生抽象問題特征的能力。

第二，培養(yǎng)學(xué)生計算思維能夠強化學(xué)生分析、整合信息資源的能力。在中小學(xué)生計算思維的成長和發(fā)散過程中，包含的思維活動有很多，最重要的是計算機思想方法的運用，以及針對信息技術(shù)問題解決方案，對信息資源開展的一系列判斷、分析與整合活動。加強培育中小學(xué)生計算思維最突出的優(yōu)勢，就是能顯著強化學(xué)生分析、整合信息資源的能力，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)對信息技術(shù)研究課題的問題特征、模型的建立以及數(shù)據(jù)的組織，去判斷和辨析哪些信息資源和工具是可以利用的，哪些計算機思想方法能夠輔助問題解決方案的完善，這樣學(xué)生就會高效吸納信息技術(shù)經(jīng)驗和解決實際問題。

第三，培養(yǎng)學(xué)生計算思維可以發(fā)展學(xué)生將計算機技能遷移到其他領(lǐng)域的能力。目前信息技術(shù)的應(yīng)用范疇是非常廣的，中小學(xué)生在日常學(xué)習(xí)和生活中，已經(jīng)離不開計算機和信息工具。積累充裕的信息技能運用經(jīng)驗可以促進學(xué)生多學(xué)科學(xué)習(xí)能力協(xié)同并進。著力培育中小學(xué)生計算思維，是擴充學(xué)生計算機思想方法和信息技能應(yīng)用經(jīng)驗的主要途徑。學(xué)生形成良好的計算思維，也會逐步掌握更多利用計算機解決問題的方式和手段，并自主將計算機技能和思想方法遷移到其他領(lǐng)域，從而使信息技術(shù)教學(xué)真正惠及學(xué)生的成長和生活。

二、中小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中學(xué)生計算思維培養(yǎng)的策略

（一）結(jié)合生活實際講授信息技術(shù)知識

中小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中，學(xué)生計算思維的培育不能和生活實際脫節(jié)。信息潛藏在我們的日常生活中。學(xué)生在課堂上領(lǐng)悟的計算機思想方法和技能，也要運用到實際生活問題的解決中。教師在布設(shè)信息技術(shù)課堂教學(xué)內(nèi)容時，必須考量和尊重中小學(xué)生的認知經(jīng)驗，結(jié)合生活實際講授信息技術(shù)知識，從而引導(dǎo)學(xué)生立足計算機思想和視角去探查生活中的信息現(xiàn)象，初步啟發(fā)學(xué)生的計算思維。基于中小學(xué)生計算思維培養(yǎng)的信息技術(shù)生活化教學(xué)策略如下：

第一，依托真實的生活場景向?qū)W生講解信息技術(shù)知識。想要啟發(fā)學(xué)生的計算思維，離不開真實生活場景的支持，學(xué)生只有先了解計算機技術(shù)在生活中的實際運用場景，才能從計算機思想方法出發(fā)策劃解決相關(guān)問題的方案。教師在具體講授時，應(yīng)當(dāng)先向?qū)W生呈現(xiàn)計算機技術(shù)是如何在生活中運用的。如在認識鍵盤和打字相關(guān)教學(xué)中，教師可以直接使用多媒體教室的鍵盤打字，在白板投屏上輸入課程標(biāo)題，同時展示文員、報社記者、作家等在電腦前通過打字錄入文本資料的圖片，并提問：“同學(xué)們，在老師剛才的打字演示和展示的圖片中，你發(fā)現(xiàn)了什么？”學(xué)生思考后作答：“老師和圖片里的人都用到鍵盤，生活中很多工作都需要鍵盤打字錄入文本資料?！苯處熢谡J同學(xué)生回答后，正式向?qū)W生傳授鍵盤的理論概念和使用技能，這樣學(xué)生就能充分了解參與本課學(xué)習(xí)的意義以及課程知識技能的生活用途，從而有效啟發(fā)學(xué)生的計算思維。

第二，引導(dǎo)學(xué)生自主在生活中提煉和概括信息實例。中小學(xué)生計算思維的有效發(fā)展要依靠一雙辨識、提煉信息的眼睛。教師結(jié)合生活實際啟發(fā)學(xué)生計算思維時，應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生自主提煉和概括信息實例。如在初步認識信息時，教師可以鼓勵學(xué)生舉例：“同學(xué)們，你知道在我們的日常生活中有哪些信息現(xiàn)象？它們分別向我們傳達怎樣的信息？”學(xué)生互動討論后反饋：“家里的電話響了，接起電話可以知道來電人及其要說的事；使用互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎可以查閱各種信息，如新聞、資料、天氣預(yù)報等等?！睂W(xué)生舉出的實例很多、也非常恰當(dāng)，教師可以把學(xué)生反饋的實例匯總，讓學(xué)生對照教材劃出特征概念，這樣學(xué)生就對信息基本特征有所了解，并產(chǎn)生參與信息活動的積極性，這些都標(biāo)志著學(xué)生計算思維得到啟發(fā)。

（二）增加信息技術(shù)上機操作教學(xué)的比重

中小學(xué)生計算思維的養(yǎng)成，需要在不間斷的上機操作中加以歷練。在以往的中小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中，部分教師過度倚重信息技術(shù)理論灌輸，沒有及時跟進上機訓(xùn)練，這種培養(yǎng)方式是有失偏頗的。學(xué)生的計算機實操能力如若不強，即便是通過計算思維活動構(gòu)成了問題解決方案，也難以真正有效執(zhí)行，計算思維的培育勢必流于紙上談兵。為此，教師應(yīng)當(dāng)增加信息技術(shù)上機操作教學(xué)比重，立足于計算機思想方法和操作技能相結(jié)合的導(dǎo)向，使學(xué)生生成問題解決方案的每個步驟都是可行的，從而進一步強化學(xué)生的計算思維，具體的教學(xué)培養(yǎng)措施如下：

第一，實施計算機技能理論講解后，立即跟進上機操作訓(xùn)練。對于培育中小學(xué)生計算思維來講，理論和實操教學(xué)缺一不可。教師在具體實施時，應(yīng)當(dāng)先向?qū)W生精細講解技能理論，然后再指導(dǎo)學(xué)生參與動手操作。如在郵件收發(fā)教學(xué)中，教師可以先使用微課件引導(dǎo)學(xué)生掌握郵件收發(fā)的目的和基本方法，在課件中細致展示收發(fā)郵件的每個步驟，添加圖片和小視頻等直觀演示材料，這樣學(xué)生的計算思維就能實現(xiàn)可視化發(fā)展。接下來，教師就可以指導(dǎo)學(xué)生親身上機訓(xùn)練，按照技能理論微課件的指示，在郵件中輸入一句有趣的話，嘗試給其他同學(xué)發(fā)一封郵件，收到郵件的同學(xué)要念出發(fā)件人和郵件內(nèi)容，這樣學(xué)生就體驗到利用計算機傳遞信息的快樂，并能夠運用相關(guān)操作技能提高信息傳遞速率，從而強化學(xué)生計算思維。

第二，提出問題，引導(dǎo)學(xué)生抽象問題特征、生成具體的操作解決辦法。對中小學(xué)生計算思維的培育不應(yīng)該流于概念學(xué)習(xí)和既定的程序操作。教師在上機操作教學(xué)中，可以通過提問的方式引導(dǎo)學(xué)生運用計算思維抽象問題特征，再付諸操作解決問題。例如在教學(xué)下載和保存網(wǎng)絡(luò)圖片時，在實操訓(xùn)練中教師可以這樣問學(xué)生：“同學(xué)們，老師想要搜集一些風(fēng)景圖，你能幫老師找到嗎？電腦桌面上的文件夾太多了，老師怎么才能快速找到存有風(fēng)景圖的文件夾？”問題提出后，學(xué)生計算思維高速運轉(zhuǎn)，有的學(xué)生說風(fēng)景圖在互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎中就可以查找、下載和保存；有的學(xué)生說想要在多個文件夾中快速找到風(fēng)景圖，可以在保存圖片時對文件夾重命名……這樣學(xué)生就對操作問題的基本特征和具體解決方法有了一定的了解，教師隨即鼓勵學(xué)生動手上機實施，一次高質(zhì)量的計算思維訓(xùn)練就完成了。

（三）發(fā)展任務(wù)型信息技術(shù)探究活動

培育中小學(xué)生的計算思維，是圍繞著實際、具體的信息技術(shù)研究課題展開的，實施任務(wù)型教學(xué)是把信息技術(shù)課本理論具體化、實際化的主要途徑，同時也有利于提升學(xué)生的過程思維、可視化思維以及合作探究能力。為此，教師在課堂教學(xué)上應(yīng)該加強發(fā)展任務(wù)型信息技術(shù)探究活動，這樣學(xué)生不僅可以自主將計算機思想方法、知識技能運用于任務(wù)解決中，也能根據(jù)自己的偏好策劃設(shè)計任務(wù)解決方案，從而強效鍛煉學(xué)生的計算思維與團隊協(xié)作能力。基于中小學(xué)生計算思維培養(yǎng)的任務(wù)型探究活動開展措施如下：

第一，設(shè)計發(fā)布具有趣味的信息技術(shù)探究任務(wù)。在這一步，教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)信息技術(shù)課程內(nèi)容以及中小學(xué)生的興趣點，為學(xué)生設(shè)計內(nèi)容和形式具有吸引力的探究任務(wù)。如在Word文檔編輯類教學(xué)中，教師可以選擇中小學(xué)生感興趣的話題，設(shè)計發(fā)布一個“Word 文檔電子小報”制作任務(wù)。再或者，在幻燈片制作類教學(xué)中，教師可以將節(jié)日、校園、風(fēng)景作為主題，為學(xué)生設(shè)計發(fā)布“主題幻燈片”編輯任務(wù)等等。教師發(fā)布上述信息技術(shù)探究任務(wù)時，應(yīng)盡量在任務(wù)課件中添加相關(guān)主題圖片和小視頻，同時在旁邊輔以文字補充說明，一邊播放任務(wù)課件，一邊引導(dǎo)學(xué)生采用計算機處理方式和思想方法去界定、明確探究任務(wù)的主要內(nèi)容。這樣也能起到培養(yǎng)學(xué)生計算思維和邏輯思維的作用。

第二，關(guān)注學(xué)生運用計算思維策劃任務(wù)解決方案的過程。中小學(xué)生計算思維的成長剛剛起步，所以在學(xué)生對信息技術(shù)任務(wù)開展探究時，不建議教師完全放手，而是要參與其中對學(xué)生實施必要的點撥和啟發(fā)。如公布一項信息技術(shù)探究任務(wù)后，教師可以向?qū)W生提問：“同學(xué)們，解決這項任務(wù)需要用到哪些工具，我們學(xué)過的哪些信息技能用得上？”提問后，教師讓學(xué)生分組討論，并把能想到的技能和工具全都記錄到演算紙上。教師巡視一圈后繼續(xù)提問：“同學(xué)們總結(jié)的工具和技能比較齊全，但是看著有些雜亂呢，大家是否能再整理一下，最好標(biāo)出每項工具和技能怎么用、用在哪一步，用序號條分縷析地呈現(xiàn)出來？”學(xué)生繼續(xù)合作，對先前羅列的內(nèi)容開展分析和判斷，根據(jù)任務(wù)探究目標(biāo)，將解決任務(wù)的過程和方法梳理出來。最后，教師可以讓各組學(xué)生按照策劃好的任務(wù)解決方案，利用相關(guān)硬軟件工具和方法，分工協(xié)作完成信息技術(shù)探究任務(wù)，從而鍛煉學(xué)生算法運用和信息資源整合能力，提高學(xué)生計算思維。

（四）提供廣闊的信息技能交流空間

中小學(xué)生計算思維的構(gòu)建和發(fā)展，需要在不斷交流和共享中才能實現(xiàn)，鑒于學(xué)生個體差異性，每個學(xué)生在信息技術(shù)學(xué)習(xí)中，運用計算機思想方法和基本技能的路線都有所區(qū)別。有的學(xué)生思維活性強，可以從多個角度探析和策劃問題解決方案；有的學(xué)生對計算機科學(xué)領(lǐng)域的知識技能領(lǐng)悟力偏弱，運用算法設(shè)計問題解決方案的效率也不佳。為此，教師應(yīng)當(dāng)為學(xué)生提供廣闊的信息技能交流空間，通過科學(xué)的教學(xué)組織，引導(dǎo)學(xué)生闡述和分享計算思維發(fā)散經(jīng)驗，從而加速學(xué)生計算思維的有效養(yǎng)成，具體的課堂教學(xué)措施如下：

第一，引導(dǎo)學(xué)生闡述和總結(jié)利用計算機解決問題的過程和方法。每完成一項信息技術(shù)探究活動，教師都應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生對過程和方法進行總結(jié)和表述，如某個小組對探究任務(wù)的完成質(zhì)量很高，教師就可以鼓勵該小組成員把經(jīng)驗和方法分享出來，如設(shè)計意圖是什么、搜集查閱了哪些資料、特效是如何編輯和渲染的等等，讓學(xué)生充當(dāng)“小老師”角色，上臺調(diào)出相關(guān)信息資源和技術(shù)軟件，一邊表述過程和方法、一邊跟進演示。這樣科學(xué)的計算機思想方法得到有效傳播，其他學(xué)生的計算思維也能切實發(fā)展。

第二，引導(dǎo)學(xué)生交流探討相同信息技能的多種實踐運用途徑。計算思維還包含算法和技能運用的遷移，所以在學(xué)生交流信息技能和問題解決經(jīng)驗時，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生思考信息技能的其他用途。如在完成某主題電子板報制作任務(wù)后，教師可以提出啟發(fā)問題：“如果我們將板報主題變換一下，解決方案會發(fā)生哪些變化？”學(xué)生交流后作答：“基本的解決流程不變，但是搜集和應(yīng)用的文本、圖片材料要根據(jù)主題進行調(diào)整?！边@樣學(xué)生的計算思維就能更上一層樓。

三、結(jié)語

總而言之，在中小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中著力培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，可以提高學(xué)生抽象問題特征、分析整合信息資源的能力，同時也能發(fā)展學(xué)生將計算機技能遷移到其他領(lǐng)域的素質(zhì)。為此，教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合生活實例講授信息技術(shù)知識、增加信息技術(shù)上機操作比重、發(fā)展任務(wù)型信息技術(shù)探究活動，提供廣闊的技能交流空間，從而完善課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，促進中小學(xué)生計算思維的高效養(yǎng)成。