培养计算思维能力提升学生信息素养

◇徐华荣

【作者单位：常州市武进区刘海粟小学 江苏】

计算思维是以计算机科学为基础的一种概念思维，是反映计算机科学的核心概念与思维。其作为一种重要的分析解决问题方法，可以广泛应用于工作、学习与生活。计算思维与形象思维、逻辑思维等思维方法不同，其能够更好地促进学生在信息技术方面的学习效率。因此，小学信息技术教师应在教学实践中积极培养学生计算思维，使之能够为迎接信息技术新时代、满足社会发展需求做充分的准备。

培养和提升学生的信息素养，是我国当前中小学信息技术课程开设的主要目的。由于信息技术课程的内容设置是随着技术的改变而变化的，再加上信息技术课程属于考查课程，教师和学生的重视程度不够，导致学生的信息素养无法得到有效的培养。计算思维的提出，使中小学信息技术教师清楚地认识到信息技术课程的核心内容与价值。因此，计算思维的培养有助于中小学生信息素养的提升。

一、计算思维能力的含义

计算思维能力的培养既是信息技术教育的新趋势，也是提高信息技术教育教学质量的重要指标。在小学信息技术教学中，培养学生计算思维，绝不能只停留在信息技术工具层面，而要注重引导学生去理解计算机技术、信息技术背后的知识与原理；使学生能够在接触和了解计算机科学概念的基础上，逐步将计算思维的培养由形象化、具体化转向概念化、抽象化，进而帮助学生更好地认清数字世界的内涵与本质特征。如在“电子邮件”教学过程中，教师可以“@”为切入点展开计算思维的培养，使学生了解“@”的文化及实用意义。同时，教师可以通过让学生体验对“@”的使用过程中来了解电子邮件表达的一般格式，并逐步完成、掌握相关电子邮件的查看、发送、接收等活动。最终，可以促使学生逐步养成主动了解自己所使用技术背后的基本常识、工作原理的良好习惯。

二、运用多种方法培养计算思维能力

在信息时代，计算思维已经融入了人们生产生活的各个领域。为了帮助小学生更好地适应数字环境，小学信息技术教学就不能停留在表层的信息技术操作训练上，而要帮助学生掌握计算思维所包含的诸多计算方法，比如抽象、整合和形式化等；要引导学生发现生活中隐藏的计算问题，培养学生的算法思想，锻炼学生解决实际问题的能力，促使学生自然而然地提升计算思维，为学生的全面发展奠定基础。例如，在画楼梯教学中，教师除了让学生掌握logo转角操作以外，更需要引导学生掌握其中包含的计算思维。在教学过程中，教师可以运用小海龟画楼梯这个场景，创设教学情境，激发学生的学习兴趣。当学生认识了角度命令之后，教师需要引导学生发现角度命令隐藏的计算思维。教师可以为学生展示不同角度的楼梯，并在黑板上写下一组角度命令，如FD45、RT120、FD45、RT120、FD45等，引导学生结合不同角度的楼梯，掌握角度命令与楼梯角度之间的对应关系，认识转动的方向和起始角中包含的计算思维。最后，为学生布置探究性作业，让学生尝试绘制等边三角形。在这个过程中，教师需要引导学生开展自主探究，让学生分析会遇到什么命令，命令展示了什么计算思维，使学生在讨论中消化转角知识，培养计算能力。在实际教学中，教师需要注重教学内容中隐藏的计算思维，引导学生掌握在复杂的形象中，勾勒出学习对象的主要特征，抓取这些主要特征背后的计算思维，让学生在抽象中更好地掌握信息技术的精髓。

三、应用工具增强计算思维能力

计算机工具，在小学信息技术教学中占据了重要位置。目前，信息技术变革十分迅速，各种工具层出不穷。如果让学生逐一操作工具，那么会导致学生产生厌倦情绪，甚至导致学生被技术所操控。为了提升学生的工具理解和应用能力，要引导学生掌握工具背后相对一致的算法原理，促使学生正确看待技术、理性运用技术，让学生在学习中潜移默化地增强计算思维能力。例如，在画图教学中，教师可以借助图形化编程，培养学生的计算思维能力。图形化编程相对容易，可以让学生专注于设计和创作，避免陷入编程语法难题。在实际教学中，教师可以将学生分为小组，引导学生根据不同动作，运用所代表的代码块，在屏幕上操作动作，构建程序方式。在这个过程中，可以运用Scratch、Alice、Game-Maker、Greenfoot等图形化编程，营造良好的编程环境，使编程变得更为简单易懂，让学生掌握编程背后的算法原理。比如，在Scratch中，展示重复动作，可以运用冒泡排序算法，一次性比较两个动作，让两个动作进行重复交换，直到没有交换为止。通过这种方式引导学生掌握工具背后的算法，不断培养学生的计算思维能力。

四、培养计算思维能力的目的

在小学信息技术教学中，培养学生计算思维的最终目的，就是引导学生将计算思维应用到日常生活中，解决一些生活问题，形成一种思维习惯。计算思维反映了信息技术领域解决问题的思维过程，迁移到实际问题情境中，就是引导学生在问题分析、工具选择、自动化解决方案中，解决现实问题；让学生体验计算思维解决问题的一般过程和常用方法，最终实现在解决实际问题的过程中，灵活应用计算思维的目标。比如，在画星星教学中，教师可以首先展示一幅星空图片，让学生运用纸笔展示自己画星星的方法，以生活化的场景，激发学生学习欲望。然后，为学生设置问题：如何画星星？可用什么工具画星星？紧接着，为学生展示使用画图工具画星星的流程：打开画图工具，在“形状”选择框中，单击选择五角星形状；根据自己的喜好，设置线条的粗细和颜色；按住Shift 键，拖动鼠标左键，画出五角星；点击油漆桶工具，选择颜色；单击鼠标左键，填充颜色。紧接着，为学生展示其他工具操作方式。比如，用PS中的柔角画笔画出绚丽的星星效果、用矢量画图软件画多角星等。让学生比较这些工具的优劣，并在迁移中更加合理地选择画图工具，自动画出星星，培养学生应用计算思维的能力。

总之，计算思维是一种人人必备的最普遍、最基础的思维方式。小学信息技术教师要优化培养方法，引导学生主动参与教学过程；要明确培养条件，提高自身综合素养；要注重学习的多元化表现评价，从而实现学生计算思维能力的有效培养和提升。