郭雷
乌鲁木齐市第93小学 乌鲁木齐 830022
[摘 要]
针对部分小学生只会一味地模仿、复制，而不愿进一步或者懒于进一步对解决问题的过程进行算法思维分析、逻辑思维探索等且没有创造性地进行具体的学习和实践这一现状， 在小学信息技术教学实践中开展了培养小学生信息技术计算思维能力策略的研究，研究了信息技术计算思维能力的培养对小学生学习信息技术课程的重要性。结果表明：计算思维是21世界学生的核心能力，是学生发展核心素养的重要组成部分，培养小学生信息技术计算思维能力可以通过激发学生兴趣、分解任务、 绘制流程图、优化设计脚本、分享与评价等五个策略来实现。
[关键词] 计算思维 信息技术课堂 核心素养 策略
随着国家信息化战略发展的需要和党的教育方针对学生的要求，在大数据、“云计算”背景下， 计算思维成为了21世纪学生的核心能力，同时也是学生发展核心素养的重要组成部分。“学生发展核心 素养”是新课改后我者国基础教育的总目标，《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》中， 将信息技术教育的核心素养概括为四个方面：即信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。可 见，计算思维对于提升信息技术课程的“思维性”及“基础性”具有重要价值。
那么究竟什么是计算思维呢？2006 年3月，美国卡内基-梅隆大学计算机系主任的周以真教授在美国计算机权威刊物 Communications of the ACM 刊文：计算思维是运用计算机科学的基础概念进行求解问题、设计系统和人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。国际教育技术协会、美国计算机科学教师协会与来自高等教育、产业界和中小学教育的专家认 为计算思维是一种问题解决的过程，包括（但不限于）以下几点：制定问题、组织分析数据、再现数据、支持自动化解决方案、找到最优先的方案、运用于更广泛问题等。而计算思维又包括 抽象维度、归纳维度、分解维度、算法维度、评价维度等几个方面。因此，我认为应该从培养学 生抽象化的意识和能力、逻辑思维能力、算法思维能力、归纳总结能力和批判思维的意识和能力 等五个方面来培养小学生的信息技术计算思维能力。在小学阶段，计算思维、问题解决的能力 是我们在教学中需要重点培养的。经过对三—六年级学生的摸底调研及少年宫课程的上课分析， 我从以下五个方面谈谈在小学信息技术课堂中培养小学生信息技术“计算思维”能力的策略。
一、通过激发学习兴趣，培养学生抽象化的意识和能力
从教育心理学角度上讲，如果教师抓住了学生的某些心理特征，那么将对教学有很大的推动作用。兴趣能激发大脑组织加工，有利于小学生发现事物的新线索，并通过已有的线索进行探索创造；兴趣是学习的最佳营养剂和催化剂，学生一旦对学习信息技术有了兴趣，思维活动就越积极越有效，那么，学生的学习也能取得事倍功半的效果。所以在小学信息技术教学中，我尝试通过激发学生的学习兴趣，培养学生抽象化的意识和能力。
在学习Scratch 软件第一课时，教学大纲中要求学生掌握编程结构及学习编程软件 Scratch 的方法。为了让学生达到学习 Scratch 软件后就会运用其它类似编程软件的目的，我做了这样的尝试：先让学生在课前体验教师已经制作好的游戏“猫捉老鼠”，因为教师知道学生最喜欢的就是玩游戏，一提到游戏，他们脸上会绽放出笑容，眼里会闪烁光芒，学习兴趣也会随之被调动起来，学生的学习兴趣来了， 那么掌握编程软件 Scratch 的学习方法就很容易了。为了让学生了解程序的三种基本结构即“顺序结构”、“循环结构”、“分支结构”，我特意在游戏中用到“重复执行”、“如果…那么”等命令，
接着让学生再次体验游戏，在玩游戏的过程中，逐步引导学生学会编程类软件的五字学法： 观、试、编、析、创。
通过激发学生学习 Scratch 编程软件的兴趣，逐步培养学生学习这一类编程软件（如编程猫、Mblock）的抽象化的意识和能力，从而将复杂的问题简单化、形象化，便于小学生的理解。
二、通过分解任务，培养学生逻辑思维能力
逻辑是进行正确思维和准确表达思想的重要工具。善于运用逻辑，可以帮助学生获得理智的成果；不善于运用逻辑，往往使思想陷于混乱的境地。所以，提高学生的逻辑思维能力，对学生学习有很大的帮助。因此，我认为提高小学生逻辑思维能力应从分解任务开始。
例如：在讲授清华大学出版社小学五年级上册《蝴蝶飞舞——制作有剪辑元件的动画》一课时， 学生通过对比、观察，需要分析出：在这个动画中哪些对象或对象的部位在发生变化？通过观察需要明确制作“有剪辑元件的动画”的制作思路，经过我的步步引导，学生分析出：这个动画有 3 个图层，分别是“背景图层”、“蝴蝶图层” 和一个引导层，可是学生发现直接运用老师所提供的图片，蝴蝶的翅膀没有扇动的效果， 这时候教师就给学生引入“影片剪辑”元件这个概念，并通过提出几个问题引导五年级的学生去体会“影片剪辑”元件的作用以及与图形元件、按钮元件的区别，教师通过将制作有“影片剪辑”元件的动画分解成制作影片剪辑元
件、在场景中分别建立背景图层、建立蝴蝶图层、建立引导线图层等多个小任务，先引导学生完成小任务最终完成终极任务：有“影片剪辑元件”的蝴蝶在花丛中飞舞的动画。
教师每节课制作动画前，先引导学生分析主任务再引导学生将主任务分解成一个个子任务，通过完成子任务，最终达到完成主任务的目的。引导学生分解任务的过程， 就是培养学生逻辑思维能力的过程。
（如右图所示）
三、通过绘制流程图，提高学生算法思维能力
在编写程序时，如何将过程清楚地呈现出来，我认为绘制流程图是一个很不错的选择。流程图是计算机算法的直观表示，而算法是一个程序的灵魂；流程图可以将自然语言转化为程序语言，同时将复杂的问题、过程直观化，从整体上可以把握整个脚本编写思路, 帮助学生理解对程序设计的意图，提高小学生课堂学习的效率。流程图除了能培养学生的算法思维能力，还可以帮助学生养成信息技术核心素养，这也正是小学信息技术课程所要达到的目标。
《变量和数据可视化》是清华大学出版社五年级下册第 8 课的内容，本节课的重难点在于学生掌握变量的建立与引用的方法，能够理解分支结构，并熟练综合应用已学的功能模块；在学习图形化编程课上，我让学生先体验、观察程序，接着用语言描述程序运行的过程， 然后尝试让学生将所描述的语言通过绘制流程图的方式展现出来。这时，学生们可能会绘制出不同效果的流程图，而不同设计的流程图，所表达的效果也是不一样的。
例如：在设计《变量和数据可视化》这一课时，我先抽取一组学生上台利用已经编好的“投票” 程序来给已提名的 2 位班干部投票，然后请 1-3 名体验过的学生说说他们是如何为班干部进行投票的？学生回答：如果按下 A 键，小明上方的票数就会增加1，并且小明的位置会向上移动一些； 如果按下 B 键，小红上方的票数就会增加 1，并且小红的位置会向上移动一些。接着， 提出：如何实现按 A 键，投票给小明，使小明的票数增加 1，如何实现按 B 键投票给小红，并使小红的票数增加1，通过发问，引导学生们在纸上画出该程序的流程图（教师让学生在模仿的过程中观察程序、理解程序的逻辑性，掌握基本的操作方法和算法设计思维）以下是大多数学生最初绘制出的流程图和分析修改后绘制的流程图（见流程图1和流程图2）
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可见，在学习编程类软件的过程中，我是通过让学生绘制流程图来提高学生们的算法思维能力。
四、通过优化设计脚本，提高学生归纳总结能力
学生有了具体的解决思路后，就会有针对性地去设计每个角色具体的脚本，学生会根据角色效果找到有用的指令模块，修改指令的各种参数和先后顺序，不断地调试并最终设计出每个角色的脚本程序，实现角色效果，从而找到最佳解决方案。
例如：在我讲解《变量和数据可视化》这一课时，学生们开始对小明搭建的脚本是（图一），可是这样的脚本语句不是最简化的，这时我提出问题：我们还可以用什么模块脚本来简化程序呢？学生们赶紧尝试调整脚本，最终得出如（图二）的脚本，这时，我引导学生对比这2 个脚本，并让学生们说说这2 个脚本各有什么特点？你们从中得出什么结论？学生们通过动手尝试并比较得出结论：图二中的“如果…那么…否则”语句和图一中两个“如果… 那么” 语句实现的效果一样，并且图二中的程序语句更简单化了，只需要按b键即可实现。
图一 图二
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在学生们学习编程时，我通过引导学生不断优化设计脚本，不断改进设计方案来提高学生们的归纳总结能力。学生在这些不断试错、不断改进的过程中得到教训、总结经验， 开始对元认知反思，开始学着用批判的思维去看待问题，以此促进自己自学自研。
五、通过分享与评价作品，培养学生批判思维的意识和能力
作品的分享与评价是基于创客教育的小学信息技术课堂教学模式中的最后一个环节，创客精神之一就是“分享”。它的设计意图就在于巩固已学的技能和知识，提高学生的自信心和积极性，增强学生们的学习动机和团队意识。
例如：《灵动之美——添加动画效果》是清华大学出版社小学四年级下册信息技术第 7课的内容， 本课要求学生掌握在幻灯片中添加动画的方法，并且学会合理设置动画的方向、持续时间和出场顺序。我通过制作“两只小羊”的故事动画来引导学生学习本课， 学生通过学习，制作出了各式各样的带有动画效果的故事作品。此时，我组织学生进行分享，让每个小组的同学对其创作作品进行展示，说明作品的故事内容、实现的动画效果、在创作过程中遇到的困难，以及困难时如何解决的， 引导其他小组成员对正在展示分享的动画故事提出疑问和建议，最后再由我对学生的作品进行点评和总结，对于有创意的、与众不同的作品，我会有意识地去放大它的优点，并对创作的学生给予鼓励。学生们通过作品的分享与评价，反思自己在设计过程中的不足，倾听别人对自己的故事动画的意见和建议，能够进行二次思考，并能学会辩证地去思考问题，评价作品，这就是学生的批判思维逐步形成的一个体现，即计算思维形成的过程。
正如专家所说计算思维它包括了涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动，如抽象思维、逻 辑思维、算法思维、批判思维等。我从自己的教学案例中发现，学生们在学习小学信息技术过程中， 如果他们的抽象化的意识和能力、逻辑思维能力、算法思维能力、归纳总结能力以及批判思维的 意识和能力有所提升，那么他们的计算思维能力也就逐步形成了。
计算思维是对人类长期以来从分析问题到解决问题过程的方法的凝练，其历史悠久，但是对于小学生信息素养的形成而言却是尤为重要。培养小学生信息技术计算思维，要循序渐进， 在小学信息技术课堂中慢慢渗透，逐步引导。激发学习兴趣、分解主任务、绘制流程图、优化设计脚本、分享与评价作品是培养小学生信息技术计算思维能力的其中一些策略，其实，还有更多的方法可以去实现，需要我们在信息技术教学实践中因地制宜，合理选用。
参考文献：
[1]《 中 小 学 信 息 技 术 课 程 标 准 及 解 读 》
[2]《 普通高中信息技术课程标准 （2017 年版 ）》
[5]胡晓军.在体悟中培养学生计算思维的实践[J].中小学信息技术教育,2020(2):86-88.
作者简介：郭雷，女（1986.04—），汉族，新疆乌鲁木齐人，本科，乌龙木齐市第93小学小学信息技术初级教师，研究方向：信息技术教育学。
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