小学信息技术课堂计算思维培养探索

陈钦莹

摘要：信息技术课程标准中提出了“计算思维”这一概念，这一新的概念的加入引起了一定的关注，计算思维重点在培养一种行计算机科学家一样的思维能力，计算思维也是学生发展信息技术核心素养的关键。本文以scratch《画真多变形》一课为例子，论述了笔者在小学信息技术课堂教学中使用的一些能够培养学生计算思维的方法。

关键词：信息技术 计算思维 scratch

在信息化高速发展的今天，中国学生发展核心素养的提出对一线教师提出了新的要求，体现在信息技术课程标准中，提出了将计算思维确定为一项重要的信息技术学科核心素养。“计算思维”最早是美国卡内基梅隆大学（CMU）计算机科学系主任2006年在美国计算机权威刊物《Communications of the ACM》上提出的，周教授指的是一种思维的能力，就是像“计算机科学家那样思考问题”，形成这种思维技能后，可以更简单、高效地去解决遇到的问题

不仅仅是计算机学科中遇到的问题，可以是各种学科的，也可以是生活中的问题。作为一名小学信息技术教师，如何将计算思维的培养贯穿在日常教学中，使学生的核心素养得到提高，这就需要将思维的培养融人每一节课，融人课堂的每一个环节。本文结合2018苏科版小学信息技术六年级scratch《画正多边形》一课的教学实践为例，对小学信息技术课堂的计算思维培养做了探索。

一、趣味引入，问题分解

计算思维本质上是人们理解自然系统与社会系统的思维方法和思维活动，是使用科学工具进行抽象模拟以寻求问题解决最优化方案的系统过程。而分解问题是解决复杂问题的好方法，有助于将复杂的没有头绪的问题分割为较小的容易解决的几个步骤完成。在本课引入环节，笔者用书本拓展复杂的正多边形绘制引入，用华丽的效果和色彩吸引了学生的注意，然后引导学生共同分析这个图案的绘制方法。初面对新鲜的复杂图案学生都是一筹莫展的，所以教师必须在这个过程中引导提示解决问题的办法。

第一思考图案是角色如何出现的？

师：思考下这三个漂亮的图形是如何绘制出来的？之前制作的scratch中我们只控制了角色进行运动变化，而今天的三个图形是怎么出现的呢？生：旋转

旋转的过程中好朋友做了什么？生：画线

第二观察复杂图案拆解后是由什么简单图案组成的？通过观看慢速播放得出三角形、正方形等。

第三进一步思考一个三角形就可以了嘛？有几个三角形呢？

也就把我们的问题分解成了简单的学习任务，抽象为“画线画图形 重复画图形”的过程。

问题分解是解决问题的一个重要方法，也是抽象思维的一种。周以真教授将计算思维描述为“关于对抽象的自动化处理”，那么在信息技术学习的过程中通过分析问题培养学生‘抽象的意识能力，就是为发展计算思维，培养数字创新能力打下了基础。

二、直观引领，启发思维

编程内容在信息技术学科中越来越受到重视，而2018版本的教科版却取消了1090语言的部分，将重点全部放在了scratch的模块化编程上。在往年的教学过程中也发现logo语言虽然初上手简单，但是越到后面学生们却普遍反应越来越难，究其原因还是这个年龄段的学生空间立体思维不强，容易无法理解平面物体的运动轨迹，所以学生在没有前期小海龟运动学习的基础上要说出画一个正三角形的过程存在一定的困难，所以在此笔者引入了，J、猫笔的实物，请学生用真正的画笔模拟scratch中的角色，上黑板动手画一画，说一说画一个正三角形的过程。在实物的帮助与教师引导下，学生都能顺利总结出画正三角形的过程：前进 旋转 前进 旋转前进旋转。然后将自然语言用scratch中的模块化编程语言替换，自然而然完成了脚本的搭建。

这个过程实质上是利用可视化的教学策略，对学生进行思维的训练和培养。在训练的过程中用自然语言描述程序算法的，为下一步抽象模型、设计程序脚本做好了铺垫。在学生抽象思维水平不够的时候，思维活动还需要具体、直观的经验来支持。一些直观形象的事物既易于学生理解，又能引起学生浓厚的兴趣，还能启发其想象和创新。可视化教学在学生思维培养过程中有不俗的效果，其有利于学生主动地进行知识建构，更有利于表达个体的思维过程，促进其思维能力的发展，帮助学生锻炼类推的能力，提高解决问题的效率。

三、探究为主，培养思维

本课是小学信息技术改版，取消1090语言内容后，保留的与之内容最为接近的一课，但原本1090语言中的画正多边形一课老师们多将重点放在讲解画正多边形的公式推理一课，多了许多数学课的逻辑思维味道，但是在scratch中，画正多边形的规律却是由对比多组脚本观察探究发现的，笔者想这一转变一是由于scratch的模块化编程特点决定的，二也是由于计算思维是在探究问题解决过程中所进行的思维活动，而在小学的课堂上相比于直接的讲授方法，给予学生自主探究的空间更为有效，能够充分发挥其思维的活跃性和能动性。

在本课中分解出的两个任务“画线“和”画正多边形“都由学生先进行探索后教师引导总结完成。在自主探究过程中往往学生会遇到各种各样的问题，为了提高学生探究的目的性和效率，一份有效的学案引导就成为了学生自主探究的关键，学案中要有明确的任务要求，操作提示，但又不能将答案全数给出，需要留下学生足够的思考空间。在平时的课堂上老师可以酌情考虑在探究过程中使用最易得的帮手——教材，当学生学会使用学案或教材来帮助自己探究的时候，也就相当于又培养了一种解决问题的方式。

四、注重总结，提升思维

计算思维不仅是解决问题的过程，更是要经过抽象模拟寻求解决问题的最佳方案。在所有的课堂教学中，无论是小知识点的总结，某一任务完成的小结，还是整节课的总结都是课堂中必不可少的重要环节，及时的总结有助于技巧的记忆，同时在总结的过程中还应该注重计算思维的提升。

在本课中笔者课堂中的总结大部分请学生先尝试完成，后由教师加工，引导学生不仅仅是使用技能，更要思考总结解决问题的思维方法。

在第一个“画线”任务学习过程中以提问的形式由学生尝试后叙述总结。

①看看他的直线是什么颜色的，能不能请他改变一个颜色呢？

②线条的粗细又由哪个控件决定呢？一起读出来，是否线越粗最后的数字就约大？

③请同学能读一读，控制线条长短又是由哪个控件决定的？

④在使用过程中还发现用到了两个控件，清空和落笔。不用行不行？为什么？

最后请学生总结“画笔”模块使用的基本步骤，由教师总结为简练的三步：落笔命令让角色变成笔 设置颜色粗细等画笔属性——移动画线。

往往在总结提问的过程中，学生会遇到思维受阻的时候，这时候对教师的提问方式就有一定的考验，比如在探究正多边形规律时，笔者是这样提问的：请你观察画出的形状和两组数字的变化，说说你有什么发现？并没有开口就让学生找规律，提示到关键的数字和形状后即点到为止，课堂中学生也都顺利发现了该关注的变化点。最终共同总结出画正多边形的脚本规律：重复次数一边数 旋转角度X重复次数=360在教師一步步的引导下，让学生将程序化的语言用自己的语言方式进行表达，最终提炼成简单直观的自然语言表达，既是加深了对程序的理解，同时形成计算机能够处理的模型，从而形成人与计算机都能理解的解决方案。

总之，信息技术课程标准中“计算思维”的加入是对我们一线教师提出的新的考验，作为一名一线小学信息技术教师，该如何在日常教学中让“计算思维”的培养落到实处，还需要我们不断学习，深入理解“计算思维”的本质，钻研教材，思考计算思维在解决问题中的应用，才能更好的将思维的培养贯穿到每一节课的教学活动中去这是一个艰难的探索过程，值得我们每一位教师不懈的探索努力。