基于“计算思维+学单”的小学信息技术支架式教学

徐钢强

计算思维是信息技术学科核心素养的重要组成部分，其实质是个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中所产生的一系列思维活动，这就表明计算思维的培养必须以具体教学为载体，渗透到学生的学习活动中。

小学信息技术教学中计算思维培养的现实矛盾

在重视计算思维培养的同时，但也存在计算思维“人人都喊，人人都做，人人低效”的困境。究其根本原因，是小学生认知水平的局限和计算思维高要求的脱节，使得计算思维培养缺乏深度，浮于形式。那应如何补齐小学生低认知水平和计算思维高要求之间的断层呢？笔者认为，问题的实质就是如何做到计算思维培养的“深入”和教学策略的“浅出”的统一。

现实矛盾呼唤支架式教学

1.支架式教学

支架式教学法是基于建构主义学习理论的一种以学习者为中心、以培养学生的问题解决能力和自主学习能力为目标的教学法。在教学中，一步步地为学生的学习提供适当的线索或提示，也就是支架，让学生通过这些支架一步步进行探究提升，逐渐解决学习中的问题，掌握所要学习的知识，提高问题解决能力。

2.基于学单的支架式教学的优势

学单指的是教师根据教学重难点和学生学情，针对某个环节或知识点设计的、用于引导学生逐步理解掌握该重难点的类似“脚手架”的表单。基于学单的支架式教学具有以下优势：形式灵活，可以针对某个知识点或思维点展开，让支架式教学更有针对性;促进学生自主学习建构，激发学习动力，引导学生思维的主动生发;形成思维梯度，化繁为简，对问题进行梯度分解，以“脚手架”方式为学生提供思维支撑。

基于“计算思维+学单”的小学信息技术支架式教学的探索

1.助力思维提升，实现计算思维的深度发生

小学生对课堂上的思维活动，往往参与的积极性很高，但是却缺乏必要的深度，只停留于浅层次的思维。这时，教师可针对某个思维点，设计由浅而深、具有梯度的学单作为支架，为学生的思维升发提供必要的支撑。

例如，在《机器人分辨颜色》一课中，让学生理解机器人分辨颜色的原理是难点。机器人为什么能够分辨不同的颜色是一个值得探究的问题，也是可以挖掘的一个思维点。为了引导学生实现计算思维的深度发生，笔者设计了如下页表1所示的学单。

学生以该学单为支架，通过实践得出各种颜色的灰度值，同时通过对这些数据的比较和分析，完成后续关于规律表单的填写，并最终得出对机器人分辨颜色的结论。

2.助力全局规划，实现计算思维链的完整重塑

对项目的分解规划，是计算思维的一个重要体现。但对全局的把握和规划意识是小学生的一个薄弱点，尤其是在面对一些需要全局把握的项目化任务时，这个矛盾尤为突出。

例如，《给古诗配画》是浙教版信息技术四年级上册画图与文字输入的综合任务。这节课的难度在于学生不仅要理解古诗的表层意思，而且要对整体的画面进行合理构思，更重要的是要理解古诗的深层意境，确定古诗配画的色彩基调。为了突破这个难点，笔者设计了如表2所示的学单，为学生思维提供支架。

在该学单中，笔者将学生的思维分解成一个思维链，一步步引导学生完成对全局的把控和规划，在这个过程中实现计算思维链的完整重塑。这在培养学生规划意识和全局意识的同时也培養了计算思维。

3.助力信息要素提炼，实现计算思维的结构化重组

计算思维从实质上讲是对原始问题进行分析、解构，最终建模实现自动化，但现实中的原始问题往往都是以非结构化表述呈现的劣构信息，这就要求要有更强的信息意识去提炼归纳其中的关键点，因此，从某种程度上讲，信息要素的提炼是计算思维的基础。但信息要素的提炼是小学生的弱项，所以基于信息提炼的学单就成为学生的学习支架。例如，在《表格的制作》一课中，笔者创设了为玉树贫困孩子挑选爱心书包的情境，呈现网上获取的劣构信息：a书包——红色面料图案超级飞侠、长30cm宽25cm高50cm、255元一个、外料PU皮里料尼龙、最大容量37.5L、双肩背带（带拉杆）、时尚可爱，省力;b书包——蓝色鲸鱼图案、192元一个、单肩背包45×20×45cm，容量40.5L、化纤材质、大方美观;c书包——98元一个、军绿色满天星图案、40×50×50cm，可装60L、尼龙材质、朴素耐用。同时提供如下页表3所示的学单。

在学单的支撑下，学生利用已有的材料，对其中的信息要素进行归纳，进而形成制作表格的各个要素，完成了数据的整理，为后续利用数据分析比较进而解决实际问题打下基础。

4.助力模式抽象，实现计算思维+算法的统一

算法是计算思维的重要体现。在实际教学中，尤其是编程教学中，困难的往往不是最终实现，而是对问题的分析建构和模式抽象。在图形化编程教学中，当涉及多角色多线程的程序设计时，学生往往无从下手，顾此失彼。

例如，浙教版信息技术六下《海底探险》一课，需要涉及潜水员、鲨鱼、贝壳、岩石等多个角色的互动，是完整运用算法思维解决实际问题的综合应用。难点是对各个角色的规则的结构化分解与抽象。为此，笔者设计了如表4所示的学单进行学习支撑。

结合学单，学生对游戏的各个角色进行规则提炼，进而形成形式表达，基本形成了整个游戏的算法设计，最终的程序实现也就水到渠成了。

5.助力课堂拓展，实现思维的广度发散

深度和广度是计算思维培养的两个维度。教学的目的，不仅仅是让学生学会知识和技能，更是要让学生学会学习，学会反思，学会举一反三，进而实现“不教而教”的目的。因此，学习的反思重构和发散拓展尤为重要。而思维的发散拓展是计算思维培养的创新维度，但却往往容易被忽视。

例如，在教学《我们身边的机器人》一课时，学生已经认识了许多机器人的功能、形态以及简单的原理，达成了本课的教学目标。但从培养思维广度方面看还不够，为此，笔者设计了如表5所示的学单。

在学单的支撑引导下，学生不仅对本课内容进行了重构，而且在不同思维层面上进行了发散拓展，以“在原来的基础上还能增加什么功能”为第一层面，以“请你根据实际需求设计一个机器人，并简单描述它的功能和工作原理”为第二层面，加深了对机器人原理的认识，激发了思维的创新。

学单是小学生认知水平短板和计算思维培养之间的纽带，它一方面是学生学习的支架，另一方面也是教师吃透教材，尊重学情、落实计算思维的手段。让学生在学单的支撑下，主动进行建构，收获成长的快乐，是支架式教学的精髓所在。