小學信息技術課堂計算思維培養探索

陳欽瑩

摘要：信息技術課程標準中提出了“計算思維”這一概念，這一新的概念的加入引起了一定的關注，計算思維重點在培養一種行計算機科學家一樣的思維能力，計算思維也是學生發展信息技術核心素養的關鍵。本文以scratch《畫真多變形》一課為例子，論述了筆者在小學信息技術課堂教學中使用的一些能夠培養學生計算思維的方法。

關鍵詞：信息技術 計算思維 scratch

在信息化高速發展的今天，中國學生發展核心素養的提出對一線教師提出了新的要求，體現在信息技術課程標準中，提出了將計算思維確定為一項重要的信息技術學科核心素養。“計算思維”最早是美國卡內基梅隆大學（CMU）計算機科學系主任2006年在美國計算機權威刊物《Communications of the ACM》上提出的，周教授指的是一種思維的能力，就是像“計算機科學家那樣思考問題”，形成這種思維技能后，可以更簡單、高效地去解決遇到的問題

不僅僅是計算機學科中遇到的問題，可以是各種學科的，也可以是生活中的問題。作為一名小學信息技術教師，如何將計算思維的培養貫穿在日常教學中，使學生的核心素養得到提高，這就需要將思維的培養融人每一節課，融人課堂的每一個環節。本文結合2018蘇科版小學信息技術六年級scratch《畫正多邊形》一課的教學實踐為例，對小學信息技術課堂的計算思維培養做了探索。

一、趣味引入，問題分解

計算思維本質上是人們理解自然系統與社會系統的思維方法和思維活動，是使用科學工具進行抽象模擬以尋求問題解決最優化方案的系統過程。而分解問題是解決復雜問題的好方法，有助于將復雜的沒有頭緒的問題分割為較小的容易解決的幾個步驟完成。在本課引入環節，筆者用書本拓展復雜的正多邊形繪制引入，用華麗的效果和色彩吸引了學生的注意，然后引導學生共同分析這個圖案的繪制方法。初面對新鮮的復雜圖案學生都是一籌莫展的，所以教師必須在這個過程中引導提示解決問題的辦法。

第一思考圖案是角色如何出現的？

師：思考下這三個漂亮的圖形是如何繪制出來的？之前制作的scratch中我們只控制了角色進行運動變化，而今天的三個圖形是怎么出現的呢？生：旋轉

旋轉的過程中好朋友做了什么？生：畫線

第二觀察復雜圖案拆解后是由什么簡單圖案組成的？通過觀看慢速播放得出三角形、正方形等。

第三進一步思考一個三角形就可以了嘛？有幾個三角形呢？

也就把我們的問題分解成了簡單的學習任務，抽象為“畫線畫圖形 重復畫圖形”的過程。

問題分解是解決問題的一個重要方法，也是抽象思維的一種。周以真教授將計算思維描述為“關于對抽象的自動化處理”，那么在信息技術學習的過程中通過分析問題培養學生‘抽象的意識能力，就是為發展計算思維，培養數字創新能力打下了基礎。

二、直觀引領，啟發思維

編程內容在信息技術學科中越來越受到重視，而2018版本的教科版卻取消了1090語言的部分，將重點全部放在了scratch的模塊化編程上。在往年的教學過程中也發現logo語言雖然初上手簡單，但是越到后面學生們卻普遍反應越來越難，究其原因還是這個年齡段的學生空間立體思維不強，容易無法理解平面物體的運動軌跡，所以學生在沒有前期小海龜運動學習的基礎上要說出畫一個正三角形的過程存在一定的困難，所以在此筆者引入了，J、貓筆的實物，請學生用真正的畫筆模擬scratch中的角色，上黑板動手畫一畫，說一說畫一個正三角形的過程。在實物的幫助與教師引導下，學生都能順利總結出畫正三角形的過程：前進 旋轉 前進 旋轉前進旋轉。然后將自然語言用scratch中的模塊化編程語言替換，自然而然完成了腳本的搭建。

這個過程實質上是利用可視化的教學策略，對學生進行思維的訓練和培養。在訓練的過程中用自然語言描述程序算法的，為下一步抽象模型、設計程序腳本做好了鋪墊。在學生抽象思維水平不夠的時候，思維活動還需要具體、直觀的經驗來支持。一些直觀形象的事物既易于學生理解，又能引起學生濃厚的興趣，還能啟發其想象和創新。可視化教學在學生思維培養過程中有不俗的效果，其有利于學生主動地進行知識建構，更有利于表達個體的思維過程，促進其思維能力的發展，幫助學生鍛煉類推的能力，提高解決問題的效率。

三、探究為主，培養思維

本課是小學信息技術改版，取消1090語言內容后，保留的與之內容最為接近的一課，但原本1090語言中的畫正多邊形一課老師們多將重點放在講解畫正多邊形的公式推理一課，多了許多數學課的邏輯思維味道，但是在scratch中，畫正多邊形的規律卻是由對比多組腳本觀察探究發現的，筆者想這一轉變一是由于scratch的模塊化編程特點決定的，二也是由于計算思維是在探究問題解決過程中所進行的思維活動，而在小學的課堂上相比于直接的講授方法，給予學生自主探究的空間更為有效，能夠充分發揮其思維的活躍性和能動性。

在本課中分解出的兩個任務“畫線“和”畫正多邊形“都由學生先進行探索后教師引導總結完成。在自主探究過程中往往學生會遇到各種各樣的問題，為了提高學生探究的目的性和效率，一份有效的學案引導就成為了學生自主探究的關鍵，學案中要有明確的任務要求，操作提示，但又不能將答案全數給出，需要留下學生足夠的思考空間。在平時的課堂上老師可以酌情考慮在探究過程中使用最易得的幫手——教材，當學生學會使用學案或教材來幫助自己探究的時候，也就相當于又培養了一種解決問題的方式。

四、注重總結，提升思維

計算思維不僅是解決問題的過程，更是要經過抽象模擬尋求解決問題的最佳方案。在所有的課堂教學中，無論是小知識點的總結，某一任務完成的小結，還是整節課的總結都是課堂中必不可少的重要環節，及時的總結有助于技巧的記憶，同時在總結的過程中還應該注重計算思維的提升。

在本課中筆者課堂中的總結大部分請學生先嘗試完成，后由教師加工，引導學生不僅僅是使用技能，更要思考總結解決問題的思維方法。

在第一個“畫線”任務學習過程中以提問的形式由學生嘗試后敘述總結。

①看看他的直線是什么顏色的，能不能請他改變一個顏色呢？

②線條的粗細又由哪個控件決定呢？一起讀出來，是否線越粗最后的數字就約大？

③請同學能讀一讀，控制線條長短又是由哪個控件決定的？

④在使用過程中還發現用到了兩個控件，清空和落筆。不用行不行？為什么？

最后請學生總結“畫筆”模塊使用的基本步驟，由教師總結為簡練的三步：落筆命令讓角色變成筆 設置顏色粗細等畫筆屬性——移動畫線。

往往在總結提問的過程中，學生會遇到思維受阻的時候，這時候對教師的提問方式就有一定的考驗，比如在探究正多邊形規律時，筆者是這樣提問的：請你觀察畫出的形狀和兩組數字的變化，說說你有什么發現？并沒有開口就讓學生找規律，提示到關鍵的數字和形狀后即點到為止，課堂中學生也都順利發現了該關注的變化點。最終共同總結出畫正多邊形的腳本規律：重復次數一邊數 旋轉角度X重復次數=360在教師一步步的引導下，讓學生將程序化的語言用自己的語言方式進行表達，最終提煉成簡單直觀的自然語言表達，既是加深了對程序的理解，同時形成計算機能夠處理的模型，從而形成人與計算機都能理解的解決方案。

總之，信息技術課程標準中“計算思維”的加入是對我們一線教師提出的新的考驗，作為一名一線小學信息技術教師，該如何在日常教學中讓“計算思維”的培養落到實處，還需要我們不斷學習，深入理解“計算思維”的本質，鉆研教材，思考計算思維在解決問題中的應用，才能更好的將思維的培養貫穿到每一節課的教學活動中去這是一個艱難的探索過程，值得我們每一位教師不懈的探索努力。