淺談信息技術基礎模塊教學中計算思維訓練

潘偉榮

【摘要】計算思維被公認為是與理論思維、實驗思維并列的人類認識世界和改造世界的思維方法，也是信息技術核心素養(yǎng)的要素之一。在“重技能輕思維”傾向信息技術基礎模塊教學中，教師往往側(cè)重講授基本操作，而忽視了操作過程中隱藏的思維活動。《設置個性桌面》一課旨在引導學生尋找各種設置個性桌面的途徑，讓學生體驗軟件設計者在設計實現(xiàn)該功能中需要考量的操作因素，將教學引向計算思維培養(yǎng)層面。

【關鍵詞】計算思維;信息技術;基礎模塊

一、信息技術基礎模塊存在的問題

在現(xiàn)有的信息技術基礎模塊教學中，教師比較重視計算機應用技能的培養(yǎng)，重視激發(fā)學生對計算機的學習興趣，但該模塊的教學至少存在兩個問題。

（1）教學內(nèi)容落后于現(xiàn)實的軟硬件發(fā)展。例如，Windows XP（以下簡稱“XP”）已經(jīng)成為歷史，但仍然是基礎模塊的主要學習內(nèi)容。不同操作系統(tǒng)有不同操作風格，學生應能將所學遷移到其他系統(tǒng)中。

（2）教學方法單一，無法讓學生思維進一步深入。該模塊的教學實踐環(huán)節(jié)中，教師比較喜歡采用“教師演示—學生操作”這一教學模式。學生在信息技術基礎模塊的學習中相對被動，模仿的多、操作的多、思考的少，他們雖有興趣，但思考深度不夠。

二、計算思維的培養(yǎng)應在信息技術基礎模塊得到重視

2006年，周以真教授提出計算思維是“運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統(tǒng)設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動”。他明確指出，計算思維無處不在，它是一種信息化的問題解決能力，與信息社會的發(fā)展需求相適應，將融入人類活動的各個環(huán)節(jié)之中。

《中小學信息技術課程指導綱要》指出：“信息技術學科核心素養(yǎng)包括信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任等方面。”對照周以真教授的觀點，計算思維在信息技術教學中的每個模塊都應予以重視，教師必須糾正基礎模塊教學中的“重技能輕思維”傾向。

三、信息技術基礎模塊計算思維的培養(yǎng)

信息技術基礎模塊的操作形式表現(xiàn)為具體、可操作的解決問題的步驟，理解軟件操作的風格、軟件的設計思路，可以挖掘出極其豐富的培養(yǎng)計算思維因素。

《設置個性桌面》一課是蘇教版小學信息技術三年級信息技術基礎模塊中的教學內(nèi)容，教師在日常教學中，往往只突出個性桌面的設置效果，激發(fā)學生的學習興趣，卻忽視了“功能分析”“解決方案”等強調(diào)思維活動的部分。學生雖然學會了XP系統(tǒng)中個性桌面的設置，但很難解決其他環(huán)境如WIN7、安卓、蘋果等系統(tǒng)的相同需求。針對《設置個性桌面》的教學教師應從以下幾個方面著手，將解決問題的思考方式、軟件設計者考量的因素展現(xiàn)在學生面前，促進學生思維能力的提升。

1.基于真實需求，建立問題模型意識

“具備計算思維的學生，在信息活動中能夠采用計算機可以處理的方式來界定問題、抽象特征、建立結(jié)構模型、合理組織數(shù)據(jù)。”計算機基礎操作需要考慮和權衡多種影響因素，通常不存在唯一的操作方法。教師可以引導學生思考、抽象書本中介紹的基本操作和功能在不同環(huán)境中的表現(xiàn)與應用，提升學生解決問題的能力。

在以往對《設置個性桌面》一課的教學中，大部分教師往往立足于XP系統(tǒng)給各種桌面主題帶來的酷炫效果，忽略了個性化的桌面蘊藏的功能性需求以及實現(xiàn)功能操作的通用方法，導致學生思維方法得不到訓練。現(xiàn)實生活中，個性桌面的設置在不同的操作系統(tǒng)中有不同的操作形式，教學用系統(tǒng)多是XP系統(tǒng)，但教師不能把教學設計僅限于XP系統(tǒng)，而是要展現(xiàn)不同的操作系統(tǒng)的不同風格，如XP各種主題、WIN7的個性桌面、安卓系統(tǒng)的桌面等，以更好地引導學生分析個性桌面的功能。教師應使學生認識到個性桌面不僅能帶來更美、更炫的桌面效果，而且可以設置更適合自己需求的個性桌面，不同系統(tǒng)的個性化桌面實質(zhì)是桌面的設置不同，操作上的關鍵點是找到不同系統(tǒng)的桌面設置功能的位置，從而形成問題的模型。教師應從思維層面引導學生從需求出發(fā)，抽象出功能的本質(zhì)和操作的方向。

2.改造課本案例，分析問題解決方法

在《設置個性桌面》一課中，教師習慣以用戶的身份來體驗這樣的操作方式，而很少從軟件設計者的視角考慮為什么這樣設置。教師如果引導學生轉(zhuǎn)換問題視角，從系統(tǒng)設計者的角度看：如何讓操作者更好地找到所需功能，那么學生就能從分析解決方案中找出一般操作規(guī)律，找到計算機解決問題的一般過程與方法，使學生在不同的操作系統(tǒng)中自由切換。

本課教學的核心是讓學生找到桌面的設置選項，筆者打破傳統(tǒng)的教師演示學生學或?qū)W生自主學習的方式，讓學生體驗系統(tǒng)設計者給出的解決方案。

（1）找功能。軟件的設計者將龐大的系統(tǒng)功能進行了分類，我們可以在各種功能的分類處（“開始”或“我的電腦”）到控制面板中尋找設置桌面功能。優(yōu)點是位置固定功能集中，學生可以較為詳細地熟悉系統(tǒng)功能分類，了解系統(tǒng)及其他設置選項;缺點是信息過量，學生很難找到對應的選項。

（2）選功能。學生在桌面的空白處右擊，選擇相關的操作（屬性或個性化）。優(yōu)點是學生可以快速找到相關設置;缺點是學生需要理解相關的操作選項。

《設置個性桌面》滲透了Windows操作系統(tǒng)解決各種操作問題的基本方法：找或選。學生用左鍵到對應分類、對應菜單、對應選項卡、對應工具欄中找;用右鍵到對應快捷菜單中選。鼠標左鍵和右鍵的應用得到了充分展現(xiàn)，將硬件與軟件的設計建立關聯(lián)，讓學生掌握了利用條件分析解決問題的方法。

3.展開拓展應用，培養(yǎng)問題遷移應用意識

在計算機基礎模塊培養(yǎng)學生計算思維，需要教師拓展應用環(huán)境，讓學生學會用計算思維方式將方案遷移到與之相關的其他問題中，培養(yǎng)學生的應用意識。

在《設置個性桌面》一課教學完成后，教師可以在虛擬機上將應用環(huán)境拓展到WIN7、WIN8、WIN10等環(huán)境，讓學生體驗“找”“選”兩種操作方式在不同系統(tǒng)中的應用，使學生更深入地了解Windows系列軟件的操作風格，讓學生體會利用計算機特點解決問題的思維方法。教師還可以將解決方案拓展到安卓、蘋果等移動操作系統(tǒng)中，讓學生思考：這些系統(tǒng)如何實現(xiàn)個性的桌面設置？整個教學將學生學習的熱點聚焦到思考如何利用現(xiàn)有條件快速找到需要的功能上，讓學生思考軟件又是如何適應人的需求的，變培養(yǎng)學生的應用技能為培養(yǎng)學生的應用意識，教師成為“引導者”，學生轉(zhuǎn)變?yōu)椤疤剿髡摺薄?/p>

總之，在信息技術基本模塊教學中引入計算思維訓練，可以讓學生在習得知識與技能的同時，有效發(fā)展思維，提升學生的綜合能力，并作用于學生未來發(fā)展，培養(yǎng)出更多專業(yè)人才。

【參考文獻】

Wing J.M.（2006）.Computational thinking.Communi-cations of the ACM，49（3）：33-35.

趙琳.設計型學習模式的研究與實踐[D].上海：華東師范大學，2017.