面向計算思維的小學信息技術課程實踐與思考

凌秋虹 江蘇省蘇州市姑蘇區教師發展中心

●面向計算思維的小學信息技術課程的釋義

周以真教授認為，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。由于不同年齡段學生的認知能力和思維發展水平不同，信息技術課程對學生計算思維的培養其方式和內容標準也應有所區別。筆者認為，小學階段計算思維的培養需更多地指向生活中的應用，指向實踐類操作，這樣會更接地氣，更具可操作性。

●面向計算思維的小學信息技術課程的價值

1.促進現有信息技術課程改革

隨著信息技術的廣泛應用，以及新技術、新軟件的不斷開發，課程實施已明顯落后于時代的發展，而計算思維的提出，讓廣大一線教師能夠準確地透過“現象”看到“本質”，能夠重新審視我國中小學信息技術課程從教學目標到教學內容，再到教學方法、教學評價等的一系列變革。

2.從技術消費者到技術創造者的轉型

計算思維的培養強化了從技術消費者到技術創造者的課程轉型，鼓勵學生在理解、設計和建造一個新系統的過程中，理解原理，享受過程，發展思維，形成品格。

3.提高學生利用信息技術綜合解決問題能力

在面向計算思維培養的課堂中，學生不再是被動地接受知識，而是通過自主探究來發現問題、分析問題，構建模型實現問題解決，并在這個過程中建構新的知識，最大程度地發揮自身的個性和創造力，提高運用信息技術綜合解決問題的能力。

●面向計算思維的小學信息技術課程實施策略

1.整體分析法

整體分析法通過成品的呈現，讓學生對創作產生向往感，然后通過對整個系統或整個過程進行分析、研究的方法，激發學生應用計算思維技術解構，分析作品形成過程中需要采用的技術和思想，通過逆向推導的方法形成問題解決的流程與方法，在多學科知識的綜合貫通的過程中將思維進行有機組合，最終提升學生綜合解決問題的能力。例如，在江蘇省編教材五年級第三課《火柴人跳舞》一課的教學中，學生需要掌握繪制新角色到造型的添加與繪制，了解角色、造型的概念及區別，掌握面向對象編程的基本方法。因此，筆者先在導入環節以四個火柴人跳集體舞的動畫讓學生整體感知火柴人跳舞的特點，然后將程序發給學生，讓學生根據程序圍繞著火柴人是如何實現“跳舞”的展開自主探究，從而發現動作與造型的聯系、角色與造型的區別，并了解造型、腳本選項卡的意義及切換方法，初步了解腳本的基本編寫思路，從而形成“問題確定、模型分析、命令實施、修改完善”的計算方法。

2.算法構建法

算法構建法是讓學生對任務實踐中的技術進行抽象，從個別到一般構建算法，再從一般到個別檢驗算法，在此過程中培育計算思維的一種教學方法。例如，在江蘇省編信息技術教材五年級《畫正多邊形》一課的教學中，教師先引導學生掌握畫正三角形的基本畫法，然后讓學生嘗試畫正四邊形、五邊形。在此基礎上通過師生討論，構建畫正多邊形的基本模型，并引導學生運用該模型嘗試畫正八邊形、正十五邊形……最終運用該算法模型，通過編程完成更為復雜圖形的畫法，從而掌握重復嵌套圖形的繪制技巧。

3.實踐探究法

實踐探究法即基于問題解決理念的教學策略，為了實現某個功能或解決某個問題，通過提供實驗環境、研究材料，通過設備搭建、軟件操作、程序設計等試驗性、嘗試性探究活動，培育學生計算思維的一種教學方法。例如，在《電子蠟燭》一課中，學生探究需要如何通過麥克風“音量值”吹滅“火焰”。學生憑借生活經驗，嘗試用“如何…否則…”通過控制“音量值”來吹滅蠟燭。可電子蠟燭的燭光與真實的燭光是不一樣的，因此，在教學中，筆者先讓學生觀察真實的燭火，明確真實的燭火時暗時明的變化是沒有規律的，但可以通過隨機數的變化來控制燭火的忽明忽暗，并要求學生在S4A程序中設置相應的隨機范圍來解決這一問題。在本課教學中，筆者通過假設嘗試、發現規律、糾錯完善等問題求解的過程逐步培養學生的計算思維。

4.造物創新法

造物創新法是指通過創客、STEAM等創作活動，讓學生創造性地運用計算思維實現創新發明的一種教學方法。造物創新法給予學生最大的思維空間，加之拓展視野的引導，可以促使學生用科學的方法去解決實際問題。例如，筆者根據現在學生普遍視力較差的情況，和學生一起創編了“坐姿矯正儀”項目，主要實現“當眼睛離電腦屏幕距離低于40cm時，發出聲音或亮燈提醒”。在實施教學時，筆者抓住“眼睛到電腦屏幕的距離不低于40cm”這個關鍵點，讓學生充分交流，發表觀點并呈現，然后基于學生的認知逐個分析，主要按照“觀察生活現象—分析現狀原因—討論解決方案”的思路展開，引導學生一步步理清“坐姿矯正儀”的整體設計思路。學生通過以往接觸過的傳感器來思考所需硬件設備，并結合生活經驗，分析其結構及實現原理，從而形成“坐姿矯正儀”的初步方案，在師生交流互動中構建起“坐姿矯正儀”的模型，在潤物細無聲中鍛煉了提出問題、整體分析、建立模型、分解實施、糾錯完善的能力。

讓技術與思維同行，在“可計算”的基礎上，關注思維過程與結果的創造性，是小學生計算思維培育的不懈追求。