聚焦信息技术课堂学生计算思维的养成——以“生活中的算法”为例

江苏省南京市金陵中学实验小学 张滕南

新一轮课改指出，基础教育总体目标应落实“发展学生核心素养”。信息技术学科的核心素养包含了“信息意识”“计算思维”“数字化学习和创新”“信息社会和责任”四个方面，其中“计算思维”一词近年来越来越多地出现在信息技术学科的课堂教学实践中。“计算思维”一词的概念在学术界并未完全统一，笔者所理解的“计算思维”是人们应用计算学科的原理、思想和方法，通过一系列有序的步骤去解决实际问题时产生的思维活动。

江苏省小学信息技术教材中将程序设计内容安排在五年级。五年级学生思维方式正由具体形象思维向抽象逻辑思维过渡，逻辑思维能力不足。而程序设计课程，为快速有效地培养学生计算思维能力提供了可能，因为程序设计的过程本身就是解决实际问题的过程。本文以“生活中的算法”一课教学为例，阐述了如何在信息技术的程序设计教学中，更有效地促进学生计算思维养成的策略。

一、指向生活，关注思维生成

发展计算思维是为了更好地解决问题。课堂教学是引导学生发现问题、分析问题、提出解决方案，并在交流的基础上对方案进行优化、迭代、升级，最终解决问题。什么样的问题能够引起学生学习的兴趣，从而提高课堂教学效率呢？笔者认为，贴切生活的真实问题更能吸引学生，让他们迸发思维火花。尤其是中高年级学生，他们有着一定的社会生活经验，初步掌握了一定的认识社会和现象的方法，有主动积极参与社会活动的意识和能力。而创设的虚拟场景教学情境可能会脱离学生实际生活，不能反映出学生的真实需要，不能达到知与行相统一，实现学生的社会性发展。

在教学“生活中的算法”一课时，教师在导入环节出示两张打车软件的实际计费截图让学生观察。学生发现问题：用同一款打车软件，相同的出发地与目的地，打车费却不一样。该问题引导学生继续观察图片，从而发现打车时间、天气情况、实际路况等因素对最终计费结果都会产生一定的影响。学生的学习热情高涨，课堂教学效果显著。

这样的设计不同于以往教师设定的可能会脱离现实生活的情境，而是选取生活中真实生动的事例，这样就迅速吸引了学生的注意力。打车和学生的生活息息相关，他们在体验和感悟中发现和解决生活中的实际问题。

二、巧用工具，助力思维可见

如今，小学信息技术学科教师关注最多的是软件操作的教学，这样的教学很难让学生将知识融入生活并灵活应用，学生学到的是孤立的知识和零散的技能，收获的只是几个控件的用法，解决问题的能力没有得到培养。这远远没有达到我们的教学目标，与发展学生信息技术核心素养相去甚远。所以，要让思维可见，关注教与学的过程，而不是单纯地要求学生掌握操作技能。思维可见可以借助思维工具，用图形、文字等表现形式，把学生的思考方法、思考步骤、思考路径清晰地呈现出来。这样的教学方式就是注重学生解决问题的思维过程，培养学生的计算思维。思维工具有很多，如思维导图、莲花图、气泡图、树状图、流程图等，其中的思维导图和流程图在信息技术课堂教学中应用较多。笔者认为，在程序设计课程中，流程图的应用更为有效。因为程序设计最重要的是算法，而流程图的优势就是结构清晰、逻辑性强、容易理解，便于描述算法从开始到结束的过程。

在“生活中的算法”一课的导入环节，学生说出了很多可能性，那到底打车软件的计费与哪些因素有关呢？有关的因素很多，计费的算法其实非常复杂，并不需要学生完全了解清楚，所以，教师简化了打车软件的计费规则。车费主要由起步费、里程费、时长费三部分组成——起步费：9元（包含3公里里程、9分钟时长）；里程费：高峰时段超过3公里后的路程每公里收费2元，普通时段超过3公里后的路程每公里收1.85元；时长费：高峰时段超过9分钟后的时间每分钟收0.47元，普通时段超过9分钟后的时间每分钟收0.38元。这样的语言描述，学生并不能完全理解，对于后续的程序设计会有不小的难度。为此，在这一环节教师出示了流程图帮助学生理解打车软件计费规则。接下来，学生又进行了讨论，教师还进行了解读，最后，基本上每个学生都能在学习任务单上正确写出计费计算公式。

这样一种教与学的过程便于学生理解算法的逻辑结构，学生的思维经历了抽象到具体,在达成课堂教学目标的同时，还有效培养了学生计算思维的能力。

三、创意挑战，促进思维迸发

生活中的问题往往是多要素叠加的问题，解决问题要考虑多种因素，且解决问题的方法不是唯一。在信息技术课堂教学中，不同的算法解决问题的效率也不同，所以，教师应该有意识地培养学生能应用多种方法解决问题的能力。

1.提出问题，启发思考

在教学“生活中的算法”一课的拓展环节，教师设置了这样一个问题：“如果你是一家打车公司的创始人，你会怎样制定计费规则，让更多的客户用你的打车软件呢？”这是一个开放式问题，为学生提供了一个广阔的思维迸发空间。这个问题没有标准答案，学生可以从各个方面去思考，答案只要相对合理即可。学生分小组讨论计费规则，并在学习任务单上写下需要改动部分的程序。

2.充分表达，强化思维

人的思维与语言密不可分，语言的准确性体现着思维的缜密性、语言的连贯性体现着思维的流畅性、语言的多样性体现着思维的丰富性。语言是思维的一种表达方式，表达的过程就是思维强化的过程。

在信息技术课堂教学中，教师通常主要关注学生的操作，而较少给予学生充分表达的机会。其实，应该将学生的表达作为课堂上重要的生成性资源，从而有效促进学生计算思维的养成。因此，在学生制定完成新的计费规则后，教师安排各小组代表上台汇报各自的计费规则，并且要求学生说出这样设计的理由及程序修改方案。各小组基本上都是以给客户优惠券的方式制定计费规则，只是满足发放优惠券的条件与发放的金额有所不同。这也基本符合教师的预设，因为现在打车公司基本上也是用各种优惠手段来吸引顾客。有的小组设计的是给新用户发放优惠券；有的小组设计的是给老用户发放优惠券，他们认为这样可以提高用户黏性。

3.积极评价，迭代思维

在倾听别人发言的过程中，学生一般都会不断调整自己的知识结构，把别人的思维内化为自己的思维，还会将不同的思维进行整合重构形成新的思维。在信息技术课堂教学中，评价环节非常重要，应多用鼓励赞扬的评价，适当提出修改意见，这样既能提高学生学习积极性，又能帮助学生找到并分析不足之处。课堂中要多种评价方式相结合，如学生自评、小组互评、教师评，这样可以让学生从多维度、多角度去思考问题，从而有效解决问题。评价环节结束后，应留出一定的时间，让学生进行方案的修改和程序的优化迭代。程序的优化迭代是程序教学中必不可少的环节，因为编写程序不是一蹴而就的。对程序进行优化迭代，实际上就是指向解决问题过程中的步骤优化与完善，有利于促进学生计算思维的提升。

四、总结

在上述“生活中的算法”编程教学案例中，教师以生活中的实际问题进行导入，通过流程图让学生理解算法，以学生为教学主体，教师一步一步引导学生完成程序设计，并及时交流、反馈和评价，帮助学生完善设计，在解决问题的过程中培养了学生的计算思维能力。古人云：授人以鱼不如授人以渔。在信息技术课堂中，学生学会软件操作，掌握若干个程序控件，并不一定能在今后生活学习中起多大作用，但以学生终身发展为目标，以解决实际问题的过程为抓手，这样就能培养学生计算思维能力，这样的信息计算课堂教学也才会更为有效和更有意义。