小学信息技术教学中学生计算思维的培养策略研究

【摘要】随着我国社会经济的不断发展，我国进入信息化与科技化的时代，计算机作为信息化与科技化时代下的产物，现阶段已经在我国实现大规模的普及，在日常生活中潜移默化地改变人们的生活习惯与行为方式。掌握良好的信息技术与具备计算思维的全面型技术人才能够满足未来社会的发展需求，所以培养小学生的计算思维是十分重要且必要的。文章将概述什么是信息技术学科计算思维，并提出在信息技术教学中培养小学生计算思维的策略，希望能够为小学信息技术教学及小学生的计算思维培养提供参考与帮助。

【关键词】小学生;信息技术;计算思维培养;教学策略

作者简介：史丰华（1984—），男，江苏省常州市武进清英外国语学校;

田远飞（1988—），女，江苏省常州市武进清英外国语学校。

近年来，随着我国新课程改革的推进，各个学科越来越重视学生综合素质与核心素养的培养。信息技术学科核心素养是核心素养重要的组成部分[1]，而计算思维作为信息技术学科核心素养的重要组成部分，培养学生计算思维的重要性自然不言而喻。所以小学教师需要提高对信息技术教学的重视程度，通过多种方法来提高小学生的计算思维，培养其核心素养。

一、信息技术学科计算思维介绍

信息技术是获取、整合以及分析相关数据的一种手段，包括计算机语言、电子技术等众多技术。随着信息技术的高速发展，现代信息技术主要包括通信技术以及微电子技术等。这些电子信息技术通常与我国新兴产业结合，共同为我国经济发展做出贡献。现代信息技术主要是在通信技术的支持下对图像、数据进行处理，通常来讲，这一过程中还包括提供通信技术设备以及提供信息服务等方面[2]。目前我国绝大部分中小学的信息技术学科教学大多偏向于技术教学，对学生计算思维培养的重视程度不够，这会导致学生缺乏计算思维训练，甚至并不了解什么是计算思维[3]。

20世纪初期，国外相关学者在杂志上刊登了关于计算思维的相关内容。该学者认为，利用计算机科学的基础概念对某些概念性问题进行解答，并利用人类能够理解的方式进行表达，这种思维活动就是计算思维。随着近年来科学技术的发展，计算思维被越来越多的人所了解，人们也更加重视计算思维的培养[4]。2017年我国颁布的新课标中明确将“计算思维”确定为一项重要的信息技术学科核心素养，所以教师要研究培养学生计算思维的教学方式与教学策略，重视学生计算思维的培养。

在信息技术学科教学中，大部分教师侧重于技术教学，使学生在课堂上只能学习到较为老旧的技术。无论是从提高学生的综合素质和核心素养，抑或是从拓宽学生未来的发展空间来讲，加强学生的计算思维培养都是极其重要的，“授人以鱼不如授人以渔”，教师对学生进行技术教学的同时，应注重培养学生的计算思维，使学生真正做到学以致用，并且能够了解技术背后的思想与技术方法，促进学生的成长[5]。

一、在信息技术教学中培养小学生计算思维的策略

（一）在体验教学中让学生形成计算思维

体验教学是指教师通过创设完整且真实的情境，让学生投入情境，在此过程中向学生呈现这节课要学习的知识，并且要求学生亲自动手实践操作，让学生在实践操作的过程中主动地思考，在亲身实践的过程中形成计算思维的一种教学方式[6]。教师可以先在课堂上展示本节课所用的教具，并让学生进行充分的感知与实践，在实际体验后进行分组讨论，使学生在亲身体验的过程中了解该教具的运行原理与运行方法，初步确定一个计算思维培养的大方向，为学生日后培养计算思维及学习打下良好的基础[7]。

教师在开展教学时需要注意创设真实的情境，例如，在进行“初识人工智能”这一课的教学时，教师可以利用电脑、iPad等教学用具下载优秀的人工智能软件，并且让学生充分进行体验。教师可以利用“咪咕灵犀”软件向学生展示人工智能的作用，在该软件中学生不但可以使用语音识别功能聊天，而且可以听歌曲、了解目前的天气状况等。教师也可以利用“花伴侣”或“百度识图”等软件，让学生进行拍照识图，“花伴侣”中的拍照识图功能能够对拍下的植物照片进行搜索并对该植物进行详细的介绍，“百度识图”软件可以对拍下的任何物品或想要搜索的照片进行大范围搜索。教师通过让学生实际体验以上几个软件的操作，感受其便利性，能够使学生充分了解什么是人工智能。教师也可以询问学生：“咪咕灵犀这个软件中的哪个功能属于人工智能呢？”让学生在亲身体验中详细了解人工智能的优点与缺点，并且在后续的小组讨论与教师答疑解惑的过程中探讨人工智能的工作原理，初步形成计算思维[8]。

（二）在作品创作中让学生形成计算思维

教师除了需要在课堂上为学生创设完整且真实的体验情境，还需要在教学过程中或教学完成后让学生充分发挥想象力创作一定的作品，作品创作不但需要学生掌握一定的信息技术知识，并且需要学生具备发散性思维，这种教学方法是目前我国大部分学校信息技术学科教学中常用的一种。由于小学生的年龄较小，教师可以采用分组的方式来开展教学。教师先在课堂上向学生讲解作品创作，让学生明确创作的主要内容以及所需要的信息技术，接着在课堂上进行实际创作演示，让学生熟悉并了解创作的大体流程，而后再让学生运用自身的思维，根据自己的想法进行作品的创作[9]。

对低年龄段的小学生，教师要注意不能选用操作难度较高的软件进行教学，可以使用PPT进行示范。例如在“让幻灯片动起来”这一课的教学中，教师先向学生展示孙悟空与二郎神大战的PPT演示动画。学生的年龄较小，对动画的兴趣更高，因此动画能牢牢吸引学生的注意力并使学生对本节课的授课内容充满兴趣。接着，教师在课堂上向学生讲解完成该作品所需要的操作技术以及该作品的主要内容、思想，而后给学生充足的小组讨论时间，让其在组内进行作品构思与操作流程的探讨[10]。小组讨论结束后，教师对各个小组在探讨过程中出现的疑惑进行详细、准确的解答。例如，孙悟空登场时的动画效果可以用PPT中的“飞入”效果制作，孙悟空与二郎神大战时的动画效果可以选择PPT中的“爆炸”或“强调”效果制作，为了突出人物特色或战斗场面，可以为孙悟空和二郎神多添加几个动作元素或动画等。并且教师在课件中向学生一一展示刚刚提到的问题与想法。在学生完成作品创作之后，教师对学生的作品进行评价与打分，向学生展示作品创作流程的思维导图，并引导学生记住重要部分，让学生以后在进行类似的作品创作时能够更加游刃有余[11]。

（三）在程序编写中让学生形成完整的计算思维

在学生初步形成计算思维后，教师需要让学生形成完整的计算思维，主要可以采用编程教学的方式。教师要让学生理解某一具体任务，并选择将要运用的信息技术，而后进行程序编写工作，并让学生对该程序进行完善与加工，在编写完成之后让学生对该程序进行检查与验证。编写程序能够使学生的计算思维得到充分的培养。由于编写程序是一个循序渐进的工作，教师利用这一方案培养学生的计算思维不会让学生出现厌烦、抵触等心理，并能使学生在未来的学习生活中能够有条不紊并且认真细心地完成任务。

编写程序对小学生来说可能较为困难，所以教师在布置任务时需要选用难度较低的任务。以小学高年级Scratch“创编游戏”的教学为例，本课的教学目标为让学生编写一个猫捉老鼠的程序。由于猫捉老鼠这一程序中只有一条路，而一旦触碰到道路边缘程序将会失败，因此教师先向学生传授if条件指令以及else指令，让学生能够将其组合起来编写程序，即如果猫碰到边缘，则会失败，否则猫可以继续前进。此时教师可以运用生活中的实际例子来讲解，即如果我有五块钱，则我可以买五块糖。而后让学生将其代入该程序的编写之中，即如果猫碰到了道路边缘，则猫将会失败并且重新开始[12]。然后，教师引导学生充分理解并体会嵌套以及分支结构的程序架构，让学生在进行程序编写时能够充分运用分支及嵌套而不会出现错误。教师要让学生在编写程序时采用编程的思维思考，不能采用日常的思维。接着，教师抛出问题：“编写该程序需要什么要素？什么条件下猫才能够捉到老鼠？”引发学生思考，通过问题逐步引导学生，让其对该程序的编写思路有明确的认知与了解。教师需要编写出一个准确且完整的程序编写流程，在课堂上向学生详细讲解，在学生了解编写该程序的流程后再进行下一步的指令教学。

程序编写可以帮助学生梳理混乱的思维，并且让学生形成一套完整且有序的方案，对学生计算思维的培养至关重要。但教师在进行程序编写的实际教学过程中需要注意让学生明确程序的指令、算法等，在培养学生计算思维的基础上提高其编程能力[13]。

（四）在项目学习中让学生锻炼计算思维

在学生形成计算思维后，教师需要锻炼与强化学生的计算思维，可以采用项目学习的方式进行。项目学习是指学生在教师的引导与帮助下完成一个独立主题项目的策划、信息收集、实施等工作的新型教学方法，具体流程为选定项目、制订计划、活动探究、作品制作、成果交流与活动评价。

（五）带领学生剖析任务，启迪学生的计算思维

从宏观角度来看，传统的任务驱动教学中存在一些问题，例如教师将问题全部抛给学生，学生需要结合自身思维认知逐步完成各项学习任务。由于小学生年龄较小，思维正处于发展阶段，倘若教学问题较多，会导致学生难以从正确角度进行综合分析。因此教师在提出问题后需要带领学生对问题进行进一步的分析，先提出一个大的问题，引导学生对问题进行分析，并让学生将任务化解为一个个小任务，分析解决问题的方法。将复杂问题转化为若干个小的问题，可以让学生循序渐进地解决问题，同时学生也会自主运用计算思维解决问题，认识到计算思维的意义和价值。

（六）注重多元评价体系的构建

在信息技术高速发展的今天，教师需要利用互联网平台的大数据技术对学生的综合能力进行全面分析，通过数据整合以及数据处理，观察学生实际学习能力的变化，以明确后续教学活动开展的方向，让小学教学活动朝着智能化和系统化的方向发展。

结语

综上所述，在信息化与科技化的社会，教师需要充分培养小学生的综合素质与核心素养，采取灵活多变的方式进行信息技术教学，采用多种教学方法使学生喜欢上信息技术这一学科，并且注重小学生计算思维的培养工作。教师可以通过充分整理教材或教学内容，并且选择科学且合理的教学方式，使小学生的计算思维得到充分的培养与提高，让小学生真正实现学以致用，在技能运用、思维等方面实现综合发展，能够满足社会对高素质、高质量人才的要求。

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