浅谈如何在小学信息技术教学中培养计算思维

仇盼盼

随着信息科技2022版课程标准在2022年4月的颁布，从2017年高中信息技术课标到2022义务教育信息科技课程标准实现了信息从0到1的突破，但信息的核心素养却没变，依然是信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。所谓计算思维，指借助计算机技术准确地找出问题、分析问题、解决问题，它既是信息技术核心素养中的关键点，也是现今小学信息技术学科的主要教育任务。考虑到小学生年龄特点，学习精力不够集中，要完成培养学生计算思维核心素养的目标，教师必须突出教学的实践性与真实性，充分激发小学生学习的主观能动性，让学生能在实践探索的过程中促进计算思维的生成。

对于计算思维的培养途径，研究者认可度比较高的是程序设计教学法，因为在编程求解问题时，往往会采用分解→模式识别→抽象→算法→问题解决等步骤，而这正体现了计算思维的思考模式。此外，计算思维的培养不应仅局限于编程教学，新课标中也指出要从信息技术课程的各个模块渗透计算思维能力的培养，但其直接且高效的培养途径一定是通过编程教学。

一、基于问题的计算思维教学方法

信息技术的教学方法很多，其中以问题为导向、以解决问题为目标的教学方法，可以让学生的思维经历解决问题的过程，获得真实的体验。基于问题的教学是以问题为驱动、以学生为中心的教学。由此，基于问题的教学方法是一种适用于计算思维教育的教学方法。

（一）将内容转变为问题

基于问题的教学，创设问题情境是关键。在选择问题时，教师要以课程标准为依据，以教材内容、知识点为中心，将教材内容转化为问题提供给学生学习。也可以结合当地人文思想，选择学生关心的问题，指导学生发现问题、提出问题，围绕问题展开学习。教师通过钻研教材，剖析教材内容，采用循序渐进的方法，由浅入深，由易到难地分解任务、生成问题。同时，将问题与当地的人文相结合，构成问题情境，拉近信息学科与学生的距离，使学习目标更加明确。

（二）引导学生提出问题

由学生提出问题，有助于提高学生应用信息技术的能力。引导学生提出问题，是在情境“引”的作用下， “导”出问题。所以，要发挥教师和情境的作用，让学生勤于观察、善于观察，从观察中发现问题、提出问题。培养学生发现问题、提出问题的能力，引导和促进学生的思维活动。

（三）分析和解决问题

分析问题和解决问题是一种重要的能力。在教学中，教师向学生提供分析问题、解决问题的有关线索，提供获取信息资源的线索，引导学生积极探索，讨论交流，补充和完善解决问题的方案。以生为本，让学生积极参与到教学中，主动研究与探索，寻找解决问题的方法，并获得相应的知识和技能，培养计算思维能力。

二、基于程序设计的计算思维教学

通过学习程序设计，可以掌握编程技能，认识计算机的工作原理，经历算法的构造过程，体验计算机的自动化特征，这些都是计算思维教育的基础。开展程序设计教学可以培养学生的计算思维和形成对计算机世界的看法，程序设计是培养学生计算思维的重要载体。

（一）分解任务

当人们解决一个计算问题时会发现或提出问题，再分析并确定问题的目标和范围，尝试把复杂的问题简单化或具体化，评估潜在解决方案的可行性。因此，分解任务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。

（二）选择策略

根据实际情况或经验，构建解决方案的整体架构或系统模型，包括元素间的联系、逻辑和步骤，这个过程可以利用思维导图将思维可视化。思维导图有利于表达个体的思维过程，促进思维能力的发展。在学生抽象思维水平不够的时候，思维活动还是需要具体、直观的经验来支持。

（三）解决问题

利用建模思想进行抽象化表达是解决问题的方法之一。在这一过程中，教师应该首先与学生共同梳理抽象与建模的一般方法。然后引导学生通过模型去发现这个事物和其他事物之间的不同点和共同点，通过在模型上更新元素，使之可以抽象化地描述其他事物。最后，能按计划有步骤地解决问题，从而发生思维迁移。

（四）程序优化

程序优化是指对解决同一问题的几个不同程序，进行比较、修改、调整或重新编写，变换为语句最少、占用内存量最少的最优程序。程序优化是对解题方法进行选择的过程，教师需要指导学生分析结果并验证解决方案能否有效解决问题或满足需求，并对多种有效解决方案进行比较。教师要启发引导学生对解决方法进行分类、统筹，梳理思维的方向，评估解决问题的方法和效率，并提出优化办法。

通过以上四个方面的分析，发现：抽象——形式化表达——构造——自动化，既是编程学习流程，也是计算思维形成过程。学生在情境中学会抽象规则，学会用形式化的方式表达规则，学会构造一系列可执行的计算机程序语句，最后形成数字化作品，并在运行作品的过程中体验自动化和人对计算机执行动作的操作。

综上所述，培养学生的计算思维，不仅能发展他们的思维能力，引导学生进行深度学习，而且能够培养学生运用计算机科学的基本概念去求解问题，学会选择合适的方式去分析问题，并尝试用有效的办法实现问题求解，从而提高他们解决问题的能力。教师应在观念上，重视计算思维的培养；在教学中，融入计算思维的训练；在评价上，注重计算思维的反馈。