孫鋒

摘 要：《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出“實施全民智能教育項目，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育。”因此在未來的信息技術(shù)編程教學(xué)中，計算思維將作為一個重要的載體，成為培養(yǎng)學(xué)生理性分析、系統(tǒng)處理、獨立解決的策略核心。

關(guān)鍵詞：計算思維;小學(xué);編程教學(xué)

21世紀是科技迅速發(fā)展的時代，大數(shù)據(jù)和人工智能浪潮已至，生活工作當(dāng)中的問題都可以通過計算機的方式被解決和處理。隨著教育理念的不斷創(chuàng)新，2006年，周以真教授提出“計算思維”的教育理念成為當(dāng)代教育研究的熱點，成了和理論思維、實驗思維同等重要的世界公認的思維方式?！督K省義務(wù)教育信息技術(shù)課程綱要》要求在中小學(xué)普及編程教育。編程教育更注重學(xué)生計算思維的訓(xùn)練，而計算思維的目的在于培養(yǎng)小學(xué)生獨立自主處理分析的內(nèi)在思維，從而使其成為未來科技發(fā)展的推動者。

一、基于計算思維培養(yǎng)小學(xué)編程教學(xué)的時代背景

1.傳統(tǒng)的教學(xué)模式使學(xué)生喪失學(xué)習(xí)的興趣

計算機最早開始于西方國家，因此在傳統(tǒng)教學(xué)的過程中會發(fā)現(xiàn)計算機在程序語言設(shè)計方面都非常抽象，帶有西方文化的演繹思維，教師通過“填鴨式”教學(xué)模式將抽象的知識灌輸給學(xué)生，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中非常吃力，喪失了學(xué)生對計算機教學(xué)的興趣。

2.單一的教學(xué)模式消磨了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力

在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，教師是主導(dǎo)，學(xué)生只能被動地去學(xué)習(xí)，在教學(xué)的過程中，大部分的時間都屬于教師正常的教課實踐，學(xué)生自主學(xué)習(xí)或者是動手操作的經(jīng)驗比較少，這樣的教學(xué)模式不能促使學(xué)生主動獲取知識，只能在短時間內(nèi)掌握所學(xué)的知識，不能有效提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。因此基于計算思維培養(yǎng)的小學(xué)編程教學(xué)模式應(yīng)運而生。

二、基于計算思維培養(yǎng)的小學(xué)編程教學(xué)

小學(xué)生的思維模式比較簡單，所以在編程教學(xué)中，我們一般都選用可視化的編程工具幫助學(xué)生逐步建立計算思維，如用SCRATCH設(shè)計躲避飛鏢的實驗。

1.情景模擬

當(dāng)開始這個實驗的時候，孩子通過試玩游戲就會有各種各樣的問題產(chǎn)生，比如說在這個游戲當(dāng)中會有幾個角色？每個角色都需要做什么樣的動作？在角色和角色之間有什么樣的關(guān)系？通過情境的模擬讓每一個學(xué)生做出不同的提問、預(yù)想、假設(shè)。這一系列的問題就會使原本抽象的問題變得具體化，幫助學(xué)生整理清楚其中的思維關(guān)系。

2.問題細分

通過將一個大問題細分成一個個小問題，精確到具體的操作步驟。由小學(xué)教師引導(dǎo)他們做出該游戲所需要的腳本，比如躲避飛鏢一般都需要幾個步驟，從最開始有意識小心飛鏢的到來，到飛鏢來到之后應(yīng)該做什么樣的動作，到最后成功完成躲避飛鏢的任務(wù)。并且預(yù)設(shè)在此過程中產(chǎn)生的問題，飛鏢會從哪幾個方位飛來，以及在飛鏢被打中之后的后果，不斷預(yù)想過程中可能出現(xiàn)的問題，并將它們進行逐一的分解。

3.數(shù)字化實踐操作

實踐操作是解決問題最重要的步驟，通過問題抽象的細分和腳本的一步步搭建，小學(xué)生已經(jīng)清楚了整體的流程，根據(jù)流程圖理清操作的思路，運用數(shù)字化具體地去操作，在操作過程中可以不斷地交流，也可以讓每個小組成員之間展開討論，因為每個人的思維模式不一樣，所以可能最后得到的運行結(jié)果都會有或多或少的差異，但這個過程中，已經(jīng)開拓了學(xué)生本身所掌握的知識，逐漸形成了一種計算思維的模式。

4.不斷地求證和調(diào)試

編程教學(xué)的過程并不是一蹴而就的，可能當(dāng)學(xué)生真正開始運行的時候，之前搭建腳本上所有的東西以及他們預(yù)想的效果和實踐操作的結(jié)果都會不一樣，但這就是編程教學(xué)的目的，每一步細分，每一步的實踐操作，會產(chǎn)生不同的實際效果，又通過在每一次實際操作的經(jīng)驗，不斷討論、糾正、調(diào)試，最終達到最開始預(yù)想的效果，通過一系列不斷求證、不斷糾錯的過程，學(xué)生在反復(fù)的實踐和磨煉當(dāng)中，不斷鞏固了教學(xué)知識，又培養(yǎng)了他們的耐心，更加強和提升了計算思維的能力。

5.交流和總結(jié)

計算思維最重要的就是歸納和總結(jié)，通過最開始抽象化問題的分解，構(gòu)想一步步的操作流程，到實際腳本的搭建，到操作過程中不斷地實驗和不斷地改進，到最后問題的解決，在這個過程中會出現(xiàn)各種各樣的問題，有些問題是少數(shù)的，也有一些共通性的問題，這些問題產(chǎn)生之后，可以集中進行討論，對問題進行系統(tǒng)化的處理，每個人交流不同的經(jīng)驗，真正學(xué)會舉一反三，掌握知識和技能。也可以互相借鑒對方的作品，在學(xué)習(xí)和借鑒的過程中得到成就感，對作品本身的看法也會更全面。

總的來說，基于計算思維培養(yǎng)的小學(xué)編程教學(xué)模式不會是千篇一律的，而是通過每一次的編程教學(xué)實踐的操作，每一個學(xué)生能夠在這個過程中學(xué)到的不是知識的本身，而是培養(yǎng)他們擁有超強的計算思維能力，使他們成為一個發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的科技創(chuàng)客，為其今后面對人工智能浪潮打下良好的基礎(chǔ)！

參考文獻：

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編輯 李燁艷