信息科技中培养小学生计算思维的有效途径

来源:中小学教育 作者:石永庆

北京小学通州分校  

摘要：《义务教育信息科技课程标准》中提到学生的信息科技核心素养主要包括四个基本内容：信息意识、计算思维、数字化学习与创新及信息社会责任。计算思维作为核心素养的重要组成部分，一直以来都受到广大的关注。在教学过程中，教师应重视计算思维的培养，多方面、多角度考虑教学策略，提高学生分析和解决问题的水平，从而能很好地激发、培养学生的计算思维能力。

关键词：小学信息科技；计算思维；项目式学习

随着信息科技的不断发展，计算思维成为信息科技新课标学科核心素养之一，当前已发展成为教育界的一个热点，并越来越受到专家和学者的关注，是21世纪学生发展的核心能力。如何利用技术进行学习工作，解决问题，不仅是教学者的能力要求，作为未来建设社会人才的中小学生，这种计算思维能力的提升更是迫在眉睫。

一、培养小学生计算思维的重要性

2020年12月9日，教育部在给全国政协委员的答复函中称，教育部将高度重视学生信息素养提升,并已制定相关专门文件推动和规范编程教育发展，培养培训能够实施编程教育相关师资，将包括编程教育在内信息科技内容纳入到中小学相关课程。由此可见，人们普遍认识到编程教育对于中小学生发展的重要性，编程课程进入全国中小学成为必修课将是大势所趋。计算思维作为核心素养的重要组成部分，一直以来都是编程教学的核心任务。华东师范大学任友群教授曾说：“今天我们重视编程，不同于几十年前计算机教育初期的编程教育，而是培养学生计算思维的能力，让个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动和创造实践。”

二、培养小学生计算思维的有效途径

（一）编程为载体，提供计算思维方向

计算思维作为理解计算机科学的相关概念时，编程思维、算法思维和计算思维之间彼此关联。计算思维的核心要义之一是编程性，即按步骤解决问题的过程。从这个角度上说，通过编程类课程有助于学生计算思维的培养。小学阶段，学生编程教育的软件设计，大多使用类似搭建积木的方式，对小学生编程水平要求不高，学生上手快，其界面模式友好，能满足小学生爱动爱玩的天性，使他们可以亲身制作小游戏，充分发挥创作能力。这类软件在小学信息科技课堂上的使用，能够帮助学生了解程序设计的编程思想，也能够使小学生的创造性得到充分发挥，对于培养学生的团队协作能力、解决问题能力、逻辑思维能力有一定的帮助。

除了编程软件，创客教育为编程学习提供一种新平台，在创客作品创造中，学生通过动手探究对编程算法的理解更为具体，学习兴趣自然提高。在编程学习中特别讲究思维严谨精益求精，这与创客的“工匠精神”高度相符。让学生在真实体验与实践应用中发展学生利用信息科技思考与解决问题的独特能力。身为“数字土著”的中小学生，技术是学习生活中必不可少一部分，利用技术来解决问题、进行创造和创新将是习惯的思维方式。

（二）项目学习，打通计算思维道路

项目学习是基于真实问题情境、发现问题、分析问题，进而解决问题系列实践的研究性学习，其综合应用知识和能力要求非常强。计算思维正是项目式学习所需一种能力，同时项目学习更有利于锻炼学生的创造性思维、工程思维和计算思维。通过真实的问题情境，增强学生对应用知识创造的兴趣。

活动理论认为，活动系统包括三个主要成分与三个次要成分，主体、客体、共同体为活动的核心要素，工具、规则与劳动分工为活动的中介元素。培养小学生计算思维培养的编程活动设计，依据活动理论的观点，从主体、客体、共同体以及工具、规则和劳动分工六个方面来设计学习活动。思维是活动的内化形式，活动理论指导下的学习活动，通过一系列有步骤活动的开展，探究问题解决方案，并将这一系列的操作步骤抽象为问题解决的思维过程方法，在不断重复地项目创作过程步骤中潜移默化影响小学生的计算思维发展。

其中，学习活动的主体为小学生；客体为学习目标；小组同学与教师等其他项目式学习活动参与者，属于活动共同体；工具是项目式学习活动开展必须具备的各种软硬件资源环境；规则是学生及教师要遵守的活动规章守则；劳动分工是活动中教师与小学生各自所应承担的责任与任务分工。六个要素之间相互联系，具有各自独特的功能作用，并构成了一个统一的有机活动体。活动主体小学生在规则的制约下，通过教师及其他同学的协助，围绕学习目标，借助计算机、Scratch软件、学习过程记录单等工具，完成项目活动任务。

（三）善用学习支架，找寻计算思维思路

计算思维的培养不是一蹴而就的，教师在教学中要充分发挥脚手架的作用，及时通过引导的方式告诉学生应该如何思考，以及如何解决，这就需要导学案的设计。学生按照教师设计的学案开展自主学习，可以使学习更有条理性，经过一段时间的学习之后，学生也能够在潜移默化中习得自主学习的步骤和方法，提高自己的自主学习策略水平。要达到上述目标，教师在为学生设计导学案时，就应当根据学习内容以及学生的实际，精心编写每一个模块的导学案。导学案的设计要有意识地为学生创设问题学习情境，引导学生进入思考状态。一旦学生紧追问题不放，就更能达到学习状态的专注和深入，同时让学生一边思考一边学习，对于培养他们的思维能力和养成独立思考的习惯都大有裨益。此外教师要营造和谐氛围，鼓励学生大胆表达自己的思维观念，提出不同的解决方案，并最大限度的拓展学生的知识面和思维方式。

计算思维信息科技是学科核心素养的重要组成部分，在教学活动中，教师要重视培养学生的计算思维，这是为学生未来发展奠定良好基础的重要路径。基于计算思维下的小学信息科技教学方式是可期的，将计算思维训练融合在教学的各个环节中，符合思维训练与学科教育的统一性，学科知识与思维能力互相促进，以达到共同提高的效果。因此，在小学信息科技教学中，着力培养学生的计算思维，将为学生更好地适应社会奠定基础。

参考文献：

[1]李超雄.计算思维培养为内核的项目式教学模型研究[J].福建电脑,2022,38(03):29-32.DOI:10.16707/j.cnki.fjpc.2022.03.008.

[2]管雪沨.项目式学习赋能计算思维教育[J].中国信息科技教育,2022(05):4.

[3]潘凌云.面向计算思维培养的项目式学习实践研究[J].新课程导学,2021(31):84-85.

[4]胡晓升.面向计算思维的高中信息科技项目式教学的构建与应用研究[D].华中师范大学,2021.