计算思维视角下小学Python课堂教学

钱小艳

【摘  要】信息技术课程聚焦学生的计算思维，能够真正地彰显信息技术课程的教育价值，让学生自然地用信息技术知识解决问题。Python本身带有较强的程序性和实践性，对此，教师在指导学生学习Python时，也要抓住机会，做好教学目标和教育活动的安排，从而精准发展学生的计算思维。

【关键词】计算思维；Python课堂；小学

Python是一种解释型的脚本语言，在目前的人工智能领域、数字挖掘领域都有着不俗的表现。但是，许多人精通Python程序，却难以将Python程序应用于实际的问题中，降低了解决问题的效率，归根结底是这些人缺乏计算思维。然而小学阶段是学生形成计算思维能力的绝佳时期，在新课改教育理念中也针对这方面提出了明确要求，期望学生能自觉将掌握的信息技术知识应用于实际问题中，促进现实问题的解决。对此，无论是从现实需求出发，还是从教育理论出发，信息技术教师都应当抓住Python程序的教育机会，对学生进行计算思维的训练。

一、明确目标内容，确定行进方向

对学生进行计算思维的培养，不应当是教师的“一时兴起”，而是一项有计划、有目的的教育活动。然而实际教学中，教师往往基于教学目标进行教育活动的安排，促使每个教学活动都能够推动教育的进度，精准提升教育的品质。对此，在指导学生学习Python时，为了落实对学生计算思维的培养，教师也应当认可教学目标的作用，主动在教学目标中标明“培养学生计算思维”的要求。

例如，学生第一次接触Python时，教师可以设计如下教学目标。①知识与技能：了解Python的运行情况；掌握Python中的简单操作方法；知道Python的发展历程；了解Python的应用领域。②过程与方法：通过Python进行简单操作，懂得数据处理的基本过程；基于对实际问题的解决，感知应用Python的基本流程，发展计算思维。③情感态度与价值观：通过对现实元素的处理，认识Python与生活间的关系，形成用Python解决问题的行为习惯，养成良好的问题解决思维；能够基于我国人工智能等科技领域的发展实况，树立远大理想。显然，上述目标明确提出了培养学生计算思维的要求，在教师基于此做好教学活动的设计后，能够提升整个课堂的针对性，促使学生在达到目标要求中真正地强化计算思维。

教学目标的明确设计能够让迷雾中的船只顺利地找到行进的方向。在Python的教学中，教师主动根据Python的主要知识点设计指向“培养学生计算思维”的目标，能够指明学生学习后需要达到的效果，以便在践行目标要求中确切地提升学生的计算思维。

二、做好理论渗透，夯实基础知识

拥有丰富的Python理论知识是学生发展计算思维的前提。试想，如果学生没有坚实的理论知识作为储备，那么在遇到实际问题时，学生也难以做出迅速反应，以最快的速度解决问题。为了让学生的计算思维发展更加顺畅，教师有必要重视基础知识的渗透，加深学生对Python的印象。但是，教师也应当意识到，小学生拥有较广阔的成长空间，如果教师沿用传统灌输式的教育形式，势必影响学生建构Python知识的质量。对此，教师应当做好教育方法的优化，活化学生学习Python的形式。

例如，在带领学生学习用函数控制海龟运动的内容时，教师便可做好理论知识的渗透，帮助学生夯实基础。在课堂上，教师先为学生呈现最终的成品，激发学生窥探背后操作步骤的欲望。之后，教师采取边示范、边讲解的方式，为学生进行演示，促使学生初步建立对函数及其参数的印象。然后，教师再为学生搭建小组，请学生依靠集体的力量，共同探究操作Python的方法。在学生展开集中讨论时，教师也要发挥自身的作用，观察学生的讨论情况，以便在学生遇到不解时，主动地走到学生的身边，为学生带来启发，促使学生更加顺畅地完成学习活动，真正地认识顺序结构编程的方法。

不断变化的教育形式，能够始终维持学生的注意力，加深学生对知识的印象。在Python的教学中，为了让学生的计算思维得到稳步的发展，教师不妨使用多媒体技术、合作活动等，丰富学生的学习形式，以便学生基于多种方式完成对知识的建构，为后续正确应用本节课的知识奠定良好的基础。

三、激发学习的兴趣，提高学习动力

任何教育活动都应当合乎学生的学习兴趣，只有这样，学生才能集中精力进行知识的探索，全身心地建构知识。教师在Python课堂教学中培养学生的计算思维时，如果学生缺乏学习的兴趣，那么往往会出现教师尽心尽力，而学生“神游太空”的尴尬情况，最终导致结果差强人意。对此，教师应当以点燃学生的学习热情、激发学生的学习兴趣为基础，让学生发现Python的魅力，从而自觉参与学习活动，主动探索Python在生活中的应用价值，深究在生活中应用Python的方法。

例如，为了激发学生对Python的兴趣，使学生自觉将Python与现实生活进行整合，促进计算思维的成长，教师有必要从学生感兴趣的点出发优化导入环节。首先，教师呈现生活中常见的“答题卡”，并向学生提出“这是什么呀？”的問题，请学生根据自己的生活经验做出快速反应。当学生纷纷说出答案后，教师再对学生进行引导，“在以往，教师都是直接对同学们的试卷进行评判，需要耗费大量的时间、精力，而随着时代的进步，答题卡的出现缓解了教师的部分压力，可以快速地识别选择题，那么你们知道答题卡的工作原理吗？”引发学生对背后原理的好奇心。紧接着，教师顺势为学生介绍“这就与我们今天要学习的Python有着密切的关系，……”学生主动地将目光放在课堂上，并对即将要学习的Python产生极大的兴趣。

兴趣是学生建构知识的精神支柱。在引导学生学习Python时，教师主动地从生活的角度出发，对导入环节的内容进行精心安排，能有效激发学生内心的欲望，迅速地点燃学生的学习热情，让学生自觉将目光聚焦在Python上，从而为计算思维的发展助力。

四、引导自主思考，培养思维习惯

小学生具有较强的探索欲，在教师基于信息技术知识为学生拟定问题情境时，学生也会为了解锁问题的答案而主动地参与探究，加快对问题的解决速度。在Python的教学中，教师为学生设定问题后，也能够引发学生自主思考，辅助学生发展计算思维。因此，教师有必要以学生的现状为基础，以学生的成长为目的，围绕Python为学生设计多样化的问题，并按照“由易到难”的顺序为学生提出问题，促使学生在逐一解决问题之余强化计算思维，培养良好的思维习惯。

比如，在引导学生应用Python绘制正方形时，教师便可以让问题成为连接各环节的关键点，推动课堂教学的顺利实施，培养学生的计算思维能力。在实际的教学中，教师先设计“如何让海龟行走呢？”的问题，让学生回忆以往的学习经历，轻松地回答这一问题。伴随学生的回答，教师提出“只让海龟移动还不够，我们还想让海龟沿着正方形移动，你知道该怎么做吗？”引发学生的好奇心。当学生纷纷基于自己对Python的认识，提出解决思路后，教师再顺势引入本节课的内容，带领学生学习left（）命令。紧接着，教师再提出“如何控制left（）的角度呢？”促使学生在解答问题中触及真知，发展计算思维。

问题是信息技术教师开展教育活动的重要帮手，也是激活学生思维的导火索。在Python的教学中，教师主动以教育需求为目的，为学生提出多个问题，能够激活学生的思维，以便学生在不断用算法解决问题中，促进计算思维的进一步发展。

五、建立开放课堂，强化计算思维

在传统形式下，知识的传递方向较为单一，往往都是教师直接以“照本宣科”的方式，带领学生学习信息技术理论知识。在这一形式下，学生犹如观众，毫无参与感，致学生的思维逐步趋于僵化状态，学生计算思维的发展也会受限。然而小组合作交流的活动，无疑是这一问题的特效药，能有效缓解教育方向单一的现象，在发展学生合作意识的同时活化学生的思维，引导学生从多个角度出发探索知识。因此，在带领学生学习Python时，教师应当对学生的编程能力等综合素养进行分析，以便在科学搭建小组中创建开放的交流空间，助推学生计算思维的成长。

例如，在引导学生给变量赋值时，教师便可以组建小组，让学生基于开放的学习空间深入课堂，提高计算思维能力。在课堂上，教师先为学生介绍“常量”“变量”“赋值”的概念，并观察学生的反应。随后，教师根据学生的表现，对学生的编程能力、信息素养等进行分析，以便采取互补的原则，恰当地安排各小组的成员。在搭建小组后，教师再提出“如何基于所学，控制‘海龟的移动呢？”鼓励学生在组内尽情地表达自己的意见，促使学生在不断交换彼此的想法中，进一步开放自身的思维，持续发展计算思维。

显而易见，合作小组的创建，让学生拥有了互动交流的机会。案例中，教师主动基于学生的实际表现，采取科学的原则为学生搭建合作小组，再设定具体的合作任务，能够让学生在不断交谈中促进任务的解决，在解放思维中锻炼计算思维能力。

六、增添实践活动，组织自主操作

从教育实践中能够看出，学生更希望通过动手实践的过程，对未知的内容进行探索。在“教学做合一”的教育思想中，陶行知先生也指出了“做”在学生认识知识中发挥的重要作用。因此，在以Python为教学内容进行教学时，为了让学生的计算思维达到理想中的发展水平，教师要积极地引入实践活动，让学生真正地通过自己的双手促进问题的解决，感知在实际问题中应用Python的具体过程。在学生获得实践成果后，教师也要主动赞赏学生的成果，并结合实践成果改良评价模式，精准指出学生的不足，便于学生实现持续成长。

例如，在“Python序列——字符串”的教学中，教师在带领学生学习了序列类型常用操作、索引等知识后，教师为学生拟定生活情境，并顺势提出“字符串转换”的操作任务，鼓励学生应用新学习的Python知识解决问题。随后，学生展开动手实践的活动，逐步完成字符串的转换。当完成任务后，教师请学生使用流程图罗列自己的操作步骤，并搭建展示的平台，请学生呈现自己的最终成品。之后，教师再请每名学生结合自己制作的流程图讲述自己的思路，以及实际操作过程，进一步提升计算思维。

行是知之始，只有完成实践操作的活动，学生才能够真正地完成对信息技术知识的内化，明确地厘清应用Python解决问题的思路，以便在现实生活中遇到相关问题时，可以快速地找到对应的知识，并进行准确应用，有效提升问题的解决实效，让现实问题得到良好解决，从而真正地彰显发展计算思维的优势。

总而言之，对学生进行计算思维的培养，能够提高学生的應用能力，使学生实现对知识的内化。但是，现阶段的教育方式仍旧有许多不足，影响教师培养学生计算思维的效率。在未来组织学生学习Python时，教师应当继续根据Python的教育特色，做好教育方法的优化设计，从而在创新教法中，循序渐进地发展学生的计算思维，让学生更自觉地利用Python解决现实问题。

【参考文献】

[1]季军.PBL教学模式在小学信息技术课程中的应用[J].知识文库，2021（23）：55-57.

（基金项目：本文系江苏省教育科学“十三五”规划2020年度重点课题“计算思维培养视角下初中Python课程教学模式研究 ”（课题编号：C-a/2020/02/08）的研究成果之一）