基于计算思维的信息技术教育策略

摘   要：信息技术学科对学生的核心素养要求主要体现在信息意识、计算思维、信息社会责任以及数字化学习创新等方面，其中，计算思维是强调学生遇到问题时，有对问题进行解析和处理的能力。本文结合教学实例，旨在发散学生的计算思维，转变学生的思维模式，提高学生的信息技术综合素养。

关键词：计算思维   信息技术   素养

计算思维结合了信息技术中的心理方法，是应对问题能力的体现以及个体综合能力的反映。计算思维让普通人能像信息技术专家一样思考问题，这种方法不仅应用于计算机领域，还适用于信息技术的方方面面。

一、依托问题，提升学生的计算思维

在教学过程中，教师常以问题为导向进行教学，即将问题置于某种特定的情境中，利用所学的知识对问题进行分析，最终达到解决问题的目的。根据计算思维的内涵，结合学生的个性特点和思维发展水平，结合现存的各种解决问题的方法，搭建完善的计算思维教学方法，能提升学生的计算思维能力。下面，以苏科版小学信息技术五年级上册《花朵缤纷》一课为例，谈一谈笔者对这方面的思考。

（一）创设情境，提出问题

在认知理论中，知识是阶段性的，是随着事件发展而发展的。在正式开展教学活动前，教师须结合教学内容及方式构建出具有关联性的情境，并提出学生需要解决的问题。比如，针对《花朵缤纷》一课的教学，首先，笔者为学生创设了一个花朵缤纷的花园场景，为后面的教学埋下伏笔。其次，引导学生结合情境分析问题和解决问题，提出解决的方案。最后，构建与学生息息相关的场景，让学生结合具体场景对新知识及技能进行了解，强化学生对知识的深层次理解与运用。

（二）区分设计，分解问题

在分解问题环节，首先，笔者引导学生将整个问题拆分成几个小问题，并尝试去解决，对可以解决和不能解决的问题进行区分。其次，学生可以基于已有的资源积极讨论，设计有效的解决方案，同时借助文字或画图把方案形象地展示出来。最后，学生要对方案进行研究，明确自己的不足和优势所在，在达成一致后对方案进行改进。

（三）实践应用，解决问题

实践应用就是学生结合相关的信息技术来解决实际问题，借助信息技术把之前做好的方案实操出来。实操可以理解成算法设计和执行，在这一过程中调试与改进方案要同步进行。实操能够使教师了解学生的不足和认识的局限，进而做定向优化，力求在整个过程中最终解决问题。比如，在教学《花朵缤纷》时，笔者将分解的问题通过Scratch平台呈现，让学生在合作讨论、交流中将问题逐个击破。

（四）成果展示，评价总结

在教学过程中，教师可以将学生的成果与大家分享，并分别进行点评。评价要从多个维度开展，不可固化，宜多元化。第一，从评价主体看，多元化不仅能使学生、教师表达自己的看法，还能使家长表达自己的意见。第二，评价方法应该更加全面，一方面能检测学生的学习成效；另一方面能掌握学生学习的进度。

二、依托游戏化理念，培养学生计算思维

著名咨询师尼克·佩林提出游戏化的概念，他认为游戏化就是在对游戏机制进行设计的基础上，对人们进行一定的数字形式的激励，从而促使人们达成预期的目标。其基本原理是利用手机、电脑等计算机系统与人们实现交流，通过数字促使人们转变行为方式，提高专业能力或实现创新发展，使人们完成团队任务或掌握某种能力。在教学中，教师将游戏化的方法带入教学，能激发学生学习的主动性与积极性，能提高学生的想象力和独立思考能力。

以Scratch为平台，教师在编程游戏中结合数学，构建跨学科综合教学模式，能加深学生对数学概念和编程概念的理解，能让学生熟练地掌握计算的方法，能促进学生思维方式的转变。比如，在Scratch中用“辗转相除法”求a和b的最大公因数，算法步骤是：对于给定的两个正整数a、b（a>b），用a除以b得到余数c。若余数c不为0，就将b和c构成新的一对数（a=b，b=c），继续上面的除法，直到余数c为0，这时b就是原来两个数的最大公因数。因为这个算法需要反复进行除法运算，所以被命名为“辗转相除法”。再如，用“辗转相除法”求275和40的最大公因数，程序设定两个数a和b（即275和40），循环反复用a去除以b的余数，第一次用275除以40，余35；第二次用40除以35，余5；第三次用35除以5，余0；这时就得到275和40的最大公因数是5。

在Scratch编程教学体系中，教师要积极地更新教学理念，发散学生的计算思维，并对方法进行适当运用，使学生在学习过程中建立起正确的思维框架。

三、依托PBL模式理念，拓展学生的计算思维

根据PBL模式理念，拓展学生的计算思维，能使学生根据兴趣挑选不同的学习内容。在整个过程中，学生要在计算思维的基础上搭建知识框架，运用抽象的、交互式的学习方法对问题进行交流，分析项目内容，最后找到解决问题的方法。

（一）选定项目

首先，教师要对项目的教学目标、学生的基础以及身心发育情况有所了解和掌握。以项目为指导的学习旨在让学生明确学习内容，其主要包括专业知识、过程方法以及情感价值观。以《吃豆精灵》为例：（1）知识与技能。思考并学习面向控件的内容和使用技巧，学习按键控制的调用。（2）过程与方法。在项目中积极尝试和思考，能够在失败中总结经验、巩固知识、大胆创新。（3）在课程的学习中，教师要鼓励学生积极实验、刨根问底，体会学习的快乐，提高对Scratch的学习积极性。由于课程学习内容多样，蕴含知识丰富，学习过程愉快，所以教师应建立多样化的场景来提高学生学习的积极性，利用目标带动学生的学习。其次，在选定项目之后，教师要制订计划，带领学生分析、解决存在的难题：（1）方案实施中可能面临的难以解决的问题是什么？（2）怎么得到Scratch素材？（3）在实施Scratch项目的过程中，对应所需的模块指令是什么？（4）小组成员应如何对任务进行细分？（5）能否实现口语与程序语言之间的相互转化？（6）如何吸引他人的注意力？如何才能使作品更受欢迎？

（二）合作探究

一是给学生分组，基于学生的兴趣及项目实际来设计分组；二是选定小组长人选；三是在分组后细化各人员的职责与义务。同时，教师要创建有效的学习情境，对学习情境进行设置，确保学生能够在情境下进行有效的学习，进而发散学生的计算思维。自主分析和解决问题主要是依托于声音、文本数据等来完成的，学生既可以从软件资源库中寻找，也可以从网上下载获取。

（三）交流评价

教师可以将总结性评价与过程性评价互相结合，采用自评、小组评、他人评等多种方式。在交流评价中，教师要制定可行的措施，使学生能够全面了解和掌握项目的实际情况，让学生掌握解决问题的方法，通过解决存在的问题，实现学生对知识的积累，增强学生的计算能力。

综上所述，在教学过程中，教师应更新教育观念，对现有教学内容进行重新整合，构建新型的教学模式，加强对学生计算思维的指导与训练，多渠道发展学生的思维能力，提升学生的学习能力，并尝试用有效的方法解决问题，进而全面发展学生的核心素养。

参考文献：

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[2]张立国，王国华.计算思维：信息技术学科核心素养培养的核心议题[J].电化教育研究，2018，39（5）：115-121.

[3]杨贞璐.小学信息技术教学中学生计算思维的培养[J].教育界，2022（35）：101-103.

[4]王竹立.信息技术课也可以这样上[J].中小学信息技术教育，2014（2）：76.◆（作者单位：江苏省无锡市新吴区旺庄实验小学）