計算思維視角下小學Python課堂教學

錢小艷

【摘? 要】信息技術課程聚焦學生的計算思維，能夠真正地彰顯信息技術課程的教育價值，讓學生自然地用信息技術知識解決問題。Python本身帶有較強的程序性和實踐性，對此，教師在指導學生學習Python時，也要抓住機會，做好教學目標和教育活動的安排，從而精準發展學生的計算思維。

【關鍵詞】計算思維；Python課堂；小學

Python是一種解釋型的腳本語言，在目前的人工智能領域、數字挖掘領域都有著不俗的表現。但是，許多人精通Python程序，卻難以將Python程序應用于實際的問題中，降低了解決問題的效率，歸根結底是這些人缺乏計算思維。然而小學階段是學生形成計算思維能力的絕佳時期，在新課改教育理念中也針對這方面提出了明確要求，期望學生能自覺將掌握的信息技術知識應用于實際問題中，促進現實問題的解決。對此，無論是從現實需求出發，還是從教育理論出發，信息技術教師都應當抓住Python程序的教育機會，對學生進行計算思維的訓練。

一、明確目標內容，確定行進方向

對學生進行計算思維的培養，不應當是教師的“一時興起”，而是一項有計劃、有目的的教育活動。然而實際教學中，教師往往基于教學目標進行教育活動的安排，促使每個教學活動都能夠推動教育的進度，精準提升教育的品質。對此，在指導學生學習Python時，為了落實對學生計算思維的培養，教師也應當認可教學目標的作用，主動在教學目標中標明“培養學生計算思維”的要求。

例如，學生第一次接觸Python時，教師可以設計如下教學目標。①知識與技能：了解Python的運行情況；掌握Python中的簡單操作方法；知道Python的發展歷程；了解Python的應用領域。②過程與方法：通過Python進行簡單操作，懂得數據處理的基本過程；基于對實際問題的解決，感知應用Python的基本流程，發展計算思維。③情感態度與價值觀：通過對現實元素的處理，認識Python與生活間的關系，形成用Python解決問題的行為習慣，養成良好的問題解決思維；能夠基于我國人工智能等科技領域的發展實況，樹立遠大理想。顯然，上述目標明確提出了培養學生計算思維的要求，在教師基于此做好教學活動的設計后，能夠提升整個課堂的針對性，促使學生在達到目標要求中真正地強化計算思維。

教學目標的明確設計能夠讓迷霧中的船只順利地找到行進的方向。在Python的教學中，教師主動根據Python的主要知識點設計指向“培養學生計算思維”的目標，能夠指明學生學習后需要達到的效果，以便在踐行目標要求中確切地提升學生的計算思維。

二、做好理論滲透，夯實基礎知識

擁有豐富的Python理論知識是學生發展計算思維的前提。試想，如果學生沒有堅實的理論知識作為儲備，那么在遇到實際問題時，學生也難以做出迅速反應，以最快的速度解決問題。為了讓學生的計算思維發展更加順暢，教師有必要重視基礎知識的滲透，加深學生對Python的印象。但是，教師也應當意識到，小學生擁有較廣闊的成長空間，如果教師沿用傳統灌輸式的教育形式，勢必影響學生建構Python知識的質量。對此，教師應當做好教育方法的優化，活化學生學習Python的形式。

例如，在帶領學生學習用函數控制海龜運動的內容時，教師便可做好理論知識的滲透，幫助學生夯實基礎。在課堂上，教師先為學生呈現最終的成品，激發學生窺探背后操作步驟的欲望。之后，教師采取邊示范、邊講解的方式，為學生進行演示，促使學生初步建立對函數及其參數的印象。然后，教師再為學生搭建小組，請學生依靠集體的力量，共同探究操作Python的方法。在學生展開集中討論時，教師也要發揮自身的作用，觀察學生的討論情況，以便在學生遇到不解時，主動地走到學生的身邊，為學生帶來啟發，促使學生更加順暢地完成學習活動，真正地認識順序結構編程的方法。

不斷變化的教育形式，能夠始終維持學生的注意力，加深學生對知識的印象。在Python的教學中，為了讓學生的計算思維得到穩步的發展，教師不妨使用多媒體技術、合作活動等，豐富學生的學習形式，以便學生基于多種方式完成對知識的建構，為后續正確應用本節課的知識奠定良好的基礎。

三、激發學習的興趣，提高學習動力

任何教育活動都應當合乎學生的學習興趣，只有這樣，學生才能集中精力進行知識的探索，全身心地建構知識。教師在Python課堂教學中培養學生的計算思維時，如果學生缺乏學習的興趣，那么往往會出現教師盡心盡力，而學生“神游太空”的尷尬情況，最終導致結果差強人意。對此，教師應當以點燃學生的學習熱情、激發學生的學習興趣為基礎，讓學生發現Python的魅力，從而自覺參與學習活動，主動探索Python在生活中的應用價值，深究在生活中應用Python的方法。

例如，為了激發學生對Python的興趣，使學生自覺將Python與現實生活進行整合，促進計算思維的成長，教師有必要從學生感興趣的點出發優化導入環節。首先，教師呈現生活中常見的“答題卡”，并向學生提出“這是什么呀？”的問題，請學生根據自己的生活經驗做出快速反應。當學生紛紛說出答案后，教師再對學生進行引導，“在以往，教師都是直接對同學們的試卷進行評判，需要耗費大量的時間、精力，而隨著時代的進步，答題卡的出現緩解了教師的部分壓力，可以快速地識別選擇題，那么你們知道答題卡的工作原理嗎？”引發學生對背后原理的好奇心。緊接著，教師順勢為學生介紹“這就與我們今天要學習的Python有著密切的關系，……”學生主動地將目光放在課堂上，并對即將要學習的Python產生極大的興趣。

興趣是學生建構知識的精神支柱。在引導學生學習Python時，教師主動地從生活的角度出發，對導入環節的內容進行精心安排，能有效激發學生內心的欲望，迅速地點燃學生的學習熱情，讓學生自覺將目光聚焦在Python上，從而為計算思維的發展助力。

四、引導自主思考，培養思維習慣

小學生具有較強的探索欲，在教師基于信息技術知識為學生擬定問題情境時，學生也會為了解鎖問題的答案而主動地參與探究，加快對問題的解決速度。在Python的教學中，教師為學生設定問題后，也能夠引發學生自主思考，輔助學生發展計算思維。因此，教師有必要以學生的現狀為基礎，以學生的成長為目的，圍繞Python為學生設計多樣化的問題，并按照“由易到難”的順序為學生提出問題，促使學生在逐一解決問題之余強化計算思維，培養良好的思維習慣。

比如，在引導學生應用Python繪制正方形時，教師便可以讓問題成為連接各環節的關鍵點，推動課堂教學的順利實施，培養學生的計算思維能力。在實際的教學中，教師先設計“如何讓海龜行走呢？”的問題，讓學生回憶以往的學習經歷，輕松地回答這一問題。伴隨學生的回答，教師提出“只讓海龜移動還不夠，我們還想讓海龜沿著正方形移動，你知道該怎么做嗎？”引發學生的好奇心。當學生紛紛基于自己對Python的認識，提出解決思路后，教師再順勢引入本節課的內容，帶領學生學習left（）命令。緊接著，教師再提出“如何控制left（）的角度呢？”促使學生在解答問題中觸及真知，發展計算思維。

問題是信息技術教師開展教育活動的重要幫手，也是激活學生思維的導火索。在Python的教學中，教師主動以教育需求為目的，為學生提出多個問題，能夠激活學生的思維，以便學生在不斷用算法解決問題中，促進計算思維的進一步發展。

五、建立開放課堂，強化計算思維

在傳統形式下，知識的傳遞方向較為單一，往往都是教師直接以“照本宣科”的方式，帶領學生學習信息技術理論知識。在這一形式下，學生猶如觀眾，毫無參與感，致學生的思維逐步趨于僵化狀態，學生計算思維的發展也會受限。然而小組合作交流的活動，無疑是這一問題的特效藥，能有效緩解教育方向單一的現象，在發展學生合作意識的同時活化學生的思維，引導學生從多個角度出發探索知識。因此，在帶領學生學習Python時，教師應當對學生的編程能力等綜合素養進行分析，以便在科學搭建小組中創建開放的交流空間，助推學生計算思維的成長。

例如，在引導學生給變量賦值時，教師便可以組建小組，讓學生基于開放的學習空間深入課堂，提高計算思維能力。在課堂上，教師先為學生介紹“常量”“變量”“賦值”的概念，并觀察學生的反應。隨后，教師根據學生的表現，對學生的編程能力、信息素養等進行分析，以便采取互補的原則，恰當地安排各小組的成員。在搭建小組后，教師再提出“如何基于所學，控制‘海龜的移動呢？”鼓勵學生在組內盡情地表達自己的意見，促使學生在不斷交換彼此的想法中，進一步開放自身的思維，持續發展計算思維。

顯而易見，合作小組的創建，讓學生擁有了互動交流的機會。案例中，教師主動基于學生的實際表現，采取科學的原則為學生搭建合作小組，再設定具體的合作任務，能夠讓學生在不斷交談中促進任務的解決，在解放思維中鍛煉計算思維能力。

六、增添實踐活動，組織自主操作

從教育實踐中能夠看出，學生更希望通過動手實踐的過程，對未知的內容進行探索。在“教學做合一”的教育思想中，陶行知先生也指出了“做”在學生認識知識中發揮的重要作用。因此，在以Python為教學內容進行教學時，為了讓學生的計算思維達到理想中的發展水平，教師要積極地引入實踐活動，讓學生真正地通過自己的雙手促進問題的解決，感知在實際問題中應用Python的具體過程。在學生獲得實踐成果后，教師也要主動贊賞學生的成果，并結合實踐成果改良評價模式，精準指出學生的不足，便于學生實現持續成長。

例如，在“Python序列——字符串”的教學中，教師在帶領學生學習了序列類型常用操作、索引等知識后，教師為學生擬定生活情境，并順勢提出“字符串轉換”的操作任務，鼓勵學生應用新學習的Python知識解決問題。隨后，學生展開動手實踐的活動，逐步完成字符串的轉換。當完成任務后，教師請學生使用流程圖羅列自己的操作步驟，并搭建展示的平臺，請學生呈現自己的最終成品。之后，教師再請每名學生結合自己制作的流程圖講述自己的思路，以及實際操作過程，進一步提升計算思維。

行是知之始，只有完成實踐操作的活動，學生才能夠真正地完成對信息技術知識的內化，明確地厘清應用Python解決問題的思路，以便在現實生活中遇到相關問題時，可以快速地找到對應的知識，并進行準確應用，有效提升問題的解決實效，讓現實問題得到良好解決，從而真正地彰顯發展計算思維的優勢。

總而言之，對學生進行計算思維的培養，能夠提高學生的應用能力，使學生實現對知識的內化。但是，現階段的教育方式仍舊有許多不足，影響教師培養學生計算思維的效率。在未來組織學生學習Python時，教師應當繼續根據Python的教育特色，做好教育方法的優化設計，從而在創新教法中，循序漸進地發展學生的計算思維，讓學生更自覺地利用Python解決現實問題。

【參考文獻】

[1]季軍.PBL教學模式在小學信息技術課程中的應用[J].知識文庫，2021（23）：55-57.

（基金項目：本文系江蘇省教育科學“十三五”規劃2020年度重點課題“計算思維培養視角下初中Python課程教學模式研究 ”（課題編號：C-a/2020/02/08）的研究成果之一）