小學信息技術教學中計算思維的培養

馮蛟鴻

如今信息時代， 科學技術飛速發展。為了全面培養中小學生的信息素養以及信息技術的操作能力， 從而培養適應信息時代發展的新型人才， 信息技術課程已被設置為義務教育階段的必修課程， 其目標不僅是培養學生學習和探索信息技術的興趣以及提高信息處理能力， 同時還要強化學生使用信息技術解決學習和實際生活中遇到的各種問題的意識和能力。

我國《教育信息化“十三五”規劃》強調積極探索信息技術在“眾創空間”、跨學科學習、創客教育等新的教育模式中的應用，著力提升學生的信息素養、創新意識和創新能力;我國信息技術學科新一輪課改的目標是發展學生核心素養，包括信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息責任。其中就提倡的實施計算機科學教育與培養學生計算思維。在未來構建中小學的信息技術課程的教學體系中， 計算思維的培養也將會被涉及和重視。因此， 在小學信息技術課程教學過程中， 為了進一步提高學生應用計算機知識分析和解決問題的能力， 思考如何有效培養學生的計算思維能力是非常值得深入探討的一個話題。以此我們可以看出信息技術教育是培養學生具有計算機知識、技能與信息素養方面的能力，它以面向計算學科的思維能力的培養為核心。因此，我們的信息技術課程要將培養學生的計算思維能力作為教學的一項特殊任務，不只講知識，更應該找出藏在計算機學科知識中的思維，讓知識和思維相輔相成，思維伴著知識的暢通而爆發，能力伴著思維的創新而升華。怎樣在信息技術課堂中培養學生的計算思維呢？

一、什么是計算思維

計算思維，是一組解決問題的方法，它教會孩子像計算機一樣表述問題和解決問題，或者說，它教會孩子理解和模擬計算機怎么解決一個問題。計算思維包括幾個方面：分解問題，邏輯和規律，算法，抽象。它可以說是學計算機和編程之前的基礎技能。或者說，編程只是表象，有計算思維才能真正寫出正確的程序。用寫文章做比喻，編程語言好比漢字、法語或者日文，計算思維則是文章的構思、組織和內容。

計算思維即是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統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。是每人都應掌握的基本技能， 而不僅僅屬于計算機科學家。我們在培養孩子的解析能力時不僅包括閱讀、寫作和算術， 還應包括計算思維。正如印刷出版促進了3R的普及一樣， 計算和計算機也以類似的正反饋促進了計算思維的傳播。計算思維有助于人們加深理解計算的本質以及計算機求解問題的原理， 同時可以提供一系列的觀點和方法來幫助人們有效解決問題， 因此計算思維是人們在日常生活和工作學習中不可或缺的一種能力。計算思維的概念一經提出， 便得到了來自計算機科學、社會學、哲學以及教育學等領域的廣大海內外學者的極大關注。

二、小學信息技術課程計算思維培養的方法和策略

計算思維能力包括算法化思維、分解問題、對信息與數據的抽象化、數學建模、可視化表達、邏輯化推理以及模塊化規劃等諸多方面。在信息技術課程中加強培養學生的計算思維， 就是要讓學生不僅掌握基本的信息技術操作能力， 還要能夠理解由人、計算設備和信息構成的信息系統的工作原理;通過多種不同方式來學習計算機科學的核心概念與方法， 同時培養他們的抽象與邏輯思考、系統化思考等計算思維， 并借助信息技術作品的設計與實踐， 增進計算思維的應用能力和解決問題能力， 加強團隊合作以及創新思考。

三、教會學生分解問題，掌握基本計算思維能力

為什么要分解問題？計算機可以做像登月、自動導航、下圍棋、構建虛擬現實之類特別有意思的事情，它可以下棋打敗世界冠軍。那么計算機是如何做到這些的呢？簡單來說，就是分解思維。通常我們在上課的時候告訴學生的是分而治之思想。分解問題就是將復雜的、龐大的問題分解成幾個小問題分別解決的思維路徑。舉個例子，如果現在需要做一頓飯，我們講做飯分成“買菜”、“洗菜”和“做菜”幾個任務進行，其中又可以將這些任務分解成更小的部分。當我們層層遞進將各個小問題都解決了之后，最后“做飯”這個大問題也就解決了。

分解問題是計算思維的基本思路：一個大問題分解成計算機可以運作的小問題，然后逐步完成。計算機程序就是描述如何一步一步解決一個問題的。因此，在信息技術教學中，我們就要教會學生分解問題，利用計算思維解決問題。

四、樹立框架思維和抽象思維，提高解決問題的效率??? 分解完問題后，第二個步驟就是識別，即單獨檢視、思考每一個小問題，搜索解決方案。

還是以做飯為例的話，我們需要將三個任務按時間順序排列，再去挖掘其中的行動細則。這樣更容易避免疏漏和手忙腳亂，提高解決問題的效率。完成大概框架的搭建后，接下來需要利用抽象思維聚焦幾個節點，忽略小細節，形成解決思路。

計算思維廣泛應用于工作、學習和生活。計算思維提供了一種能夠廣泛應用于工作、學習和生活中的組織與分析問題的新視角，同時它可以連結計算機科學與其他學科知識領域，突破了專業知識技能與思想的局限，促使學習者進行技術使用者到創造者的角色轉變。

通過在信息技術教學中培養孩子掌握基本的計算思維，提升學習能力，改進學習效果。當我們真正面對復雜繁瑣的問題、步驟頭痛不已時，信息技術教學中培養出來的這種計算思維方式能夠高效地將問題化繁為簡。這就是計算思維能夠廣泛應用于工作、學習和生活的原因。