小学信息技术课程培养计算思维的教学策略初探

冯伟文

【摘要】  信息社会时代对计算思维的培养显得十分迫切，在中小学阶段开展计算思维教育应得到足够的重视。作为掌控课堂教学的一线教师应该与时俱进，紧跟时代的要求，率先思考如何将计算思维融入具体教学中，在教学实践中落实计算思维教育。

【关键词】  小学 信息技术课程 教学策略

【中图分类号】  G623.58               【文獻标识码】  A     【文章编号】  1992-7711（2019）04-260-02

一、计算思维概念与本质

1.计算思维概念

计算思维内涵丰富，国内外许多研究者从不同的角度对其作了理解或定义，国外接受较广泛的有周以真定义、ISTE（国际教育技术协会）和CSTA（计算机科学教师协会）提出的操作性定义等。

2017年新课程标准将计算思维具体描述为“采用计算机方式界定问题，运用合理的算法形成解决问题的方案，并迁移到与之相关的其他问题解决中”。在新课程标准指导下，小学信息技术课程将重整教学模块与内容，系统地将四大核心素养要求体现在教学内容与教学活动中，用以落实核心素养的培养。

2.计算思维本质

计算思维与实证思维、逻辑思维并称三大科学思维，计算思维的目的就是问题求解，本质是抽象和自动化。计算思维鼓励人们“像计算机科学家那样去思维”，善于通过约简、嵌入、转化和仿真等方式，把一个看起来复杂的问题转化为一个个容易解决的小问题，借助计算机来自动解决。计算思维包括抽象、分解、约简、建模、转化、递归、仿真、并行、启发式推理等等一系列方法，核心是问题求解的方法与思路，涵盖了分解思维、逻辑思维、抽象思维、算法思维、概括思维、模块化思维、评估思维等特点与方法，内涵丰富。

二、小学生计算思维教育的重要性

信息时代里新科技日新月异，社会各领域对人才的要求逐渐增多增高。在这种时代背景下，“计算思维与创新实践能力”显得非常重要，应该成为人才培养的核心目标。教育迫切需要更新教育理念，重构教育内容，改革教学方法，培养创新型人才，提高学生用高效的思维思考与解决问题的能力，以适应未来社会的要求。

计算思维是创新思维的基石，是创新型人才的基本素质之一，具备计算思维的人，能灵活运用逻辑推理与系统分析等方法分析问题，懂得分解复杂问题，善于利用计算机自动完成繁琐的任务，高效解决问题，也更具有创新意识。因此，培养计算思维能力，是提升创新能力的有效途径，是现代教育的重要任务。

三、当前中小学计算思维教育状况及存在问题

1.缺少专门培养计算思维的相关课程

计算思维的培养虽然可以浸透到数学、科学等多个学科教学中，但核心阵地主要在信息技术课程教学。在我国高等教育阶段，目前都还鲜少专门开设计算思维学科，主流做法主要是在大学的计算机课程中或通过信息技术课程培养学生计算思维。

2.信息技术课程培养计算思维效果欠佳

在中小学阶段，目前我国中小学信息技术课程已全面普及，课程的实施也日渐完善，但在我国目前的教育体系下，要在学生的日常课程中培养计算思维并非易事。一来学生课业重，学习压力大，学习评测过于偏重知识，导致了对能力培养的忽略;二是信息技术课程在中小学不够重视，教学教法上容易偏向知识与操作技能的学习，使得计算思维的培养效果并不理想;其三，目前我国计算思维研究主要集中在高校阶段，在中小学阶段如何根据学生的认知水平开展计算思维培养，还没有较为系统的教学体系和教学模式。

3.中小学计算思维能力要求定位不明确

目前中小学教育中计算思维教育还未引起足够重视，也没有完整的体系结构指导教学如何培养学生计算思维。

计算思维能力比信息素养能力的能力层次要求更高。信息素养测重于使用工具处理信息的能力，而计算思维是问题解决的能力，核心在问题求解的方法与思路。王荣良认为，在基础教育中，掌握计算思维比学会操作计算机更为重要，信息技术以信息自动处理为主要功能，其核心思想正是计算思维。而我国信息技术课程的目标只强调了信息素养的培养，对计算思维能力培养的目标定位还不够高。因此，信息技术也有必要根据时代的新特点与新要求，及时进行相应的课程改革，清晰定位学科课程目标，提升到以培养学生的“计算思维”能力为核心，而不能只停留在知识与技能和信息素养的培养。

四、信息技术课程培养计算思维的教学策略

1.挖掘课程中的计算思维要素是培养计算思维的核心

计算思维内涵丰富，通过特定的课程教学也不大可能全面提高学生所有的计算思维能力，应将课程的主要内容与计算思维相关联，挖掘其中的计算思维要素，包括支持计算思维培养的知识与技能，体现计算思维应用的过程与方法以及反映出计算思维的价值观等。

例如在具体的信息技术教学中，让学生探究信息技术处理信息的过程可以帮助学生体验到计算思维的核心思想;让学生通过简单的项目设计与编程学生，可以锻炼学生的抽象、分解能力和算法思维，为学生提供很好的分析问题和解决问题的全方位体验，体现计算思维的灵活应用;让学生设计并制作特定的作品来体验和领悟计算思维的实践应用，达用学以致用等。

2.设计有效的教学策略是提升计算思维能力的关键

计算思维能力培养需要一个反复训练不断向上积累的过程。有效的教学策略应该支持学生自主地建构知识，多角度地分析问题，寻找最佳的解决问题的方法。教学策略的选择不仅要符合计算思维训练的规律，还要结合课程教学的特点，才可能在课程教学中有效地开展计算思维培养。

目前培养计算思维的主要教学模式有以下几种：问题引导式教学模式、任务驱动式教学模式、探究式教学模式、网络自主学习模式以及混合式学习模式等。

笔者在教学实践中基于研学后教理念设计了任务驱动教学策略，实践效果良好，证明了此教学策略较能契合信息技术课程的教学，有利于计算思维的培养。任务驱动教学策略强调以培养计算思维为目的设计任务，教师为学生提供开展学习与合作探究的活动流程与任务指引，帮助学生在计算思维指导下进行任务探究和完成任务，体现计算思维反复锻炼与修正的过程，符合循环向上循序渐进进行计算思维培养的规律。任务驱动教学策略有效支持了教师的教与学生的学，保障了教学效果，对培养学生计算思维起到了关键的作用。

3.科学安排课程内容是培养计算思维的有力保障

计算思维培养是一个循序渐进的过程，难以一蹴而就。因此信息技术教学内容安排也要从总体框架上合理设计，课程内容设计要完整，遵循计算思维发展的特点，从简单到复杂，从理论到实践，螺旋向上。从内容细节上，课程内容呈现要融入计算思维，渗透相关的计算思维概念、观念或计算思维方法。

例如，教学《程序设计初步》，在内容安排上可以以知识要点来划分课时，在教学三种程序的基本结构时，结合学生生活实际设计一些编程入门的探究任务，从易到难编排探究活动，才较符合学生认知水平，有利于学生计算思维的培养。又如在教学《虚拟机器人》，可以将智能校车课程内容分层次地通过多种形式呈现，图文并茂，配备相应的参考程序与微课资源，在资源上结合平台3D效果、详细的研学指引与简短的微课视频，增强和保持了学生的学习积极性，帮助学生沉浸其中，体验设计、编程与仿真的全过程，享受任务成功的喜悦，从真实实践中体验了运用计算思维解决问题的过程，有效的培养了计算思维能力。

4.设计与课程内容相匹配的教学评价标准是衡量计算思维培养有效性的杠杆

目前关于计算思維教育的有效性还没有统一的评价标准，如何衡量课程与教学对计算思维培养有效，需要制定相应的评价标准。计算思维的评价难以用具体的数值来衡量，这就需要结合课程中的计算思维要素来考察教学前后的变化情况，以此为依据来判断计算思维培养的效果。因此，有必要根据学科教学知识来设计与之匹配的计算思维评价工具。

[ 参  考  文  献 ]

[1]王荣良.计算思维对中小学信息技术课程的影响初探[J].中国教育技术装备，2012，（27）：56-57.

[2]刘君亮.基于计算思维的混合式学习模型研究[D].北京：北京交通大学，2014.