◇丁 艷 （江蘇：射陽(yáng)縣港城實(shí)驗(yàn)小學(xué)）

當(dāng)下，信息技術(shù)日益受到社會(huì)的廣泛重視，社會(huì)對(duì)人才的這一新需求，反饋給教育領(lǐng)域，促進(jìn)了教育改革和教學(xué)轉(zhuǎn)型升級(jí)。2022年新修訂的課程標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)中小學(xué)階段的信息技術(shù)教學(xué)提出了明確的要求，強(qiáng)調(diào)學(xué)科教師要積極踐行課程標(biāo)準(zhǔn)，在課程教學(xué)中，培育學(xué)生的核心素養(yǎng)和計(jì)算思維，為學(xué)生的長(zhǎng)期發(fā)展奠定思維基礎(chǔ)和能力基礎(chǔ)。筆者結(jié)合多年來(lái)從事小學(xué)信息技術(shù)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，基于PBL教學(xué)模式，探究在小學(xué)信息技術(shù)課程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的有效路徑。筆者體會(huì)到，應(yīng)在教學(xué)實(shí)踐中檢驗(yàn)教學(xué)模式，以PBL教學(xué)模式指導(dǎo)教學(xué)工作順利開(kāi)展，將“科”與“技”結(jié)合在小學(xué)信息技術(shù)課堂中，能有效促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展、知識(shí)學(xué)習(xí)和能力提升。

一、計(jì)算思維與PBL教學(xué)模式概述

PBL教學(xué)模式是以問(wèn)題為導(dǎo)向的教學(xué)方法，在信息技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用，能依托于計(jì)算機(jī)這一載體，提高學(xué)生的思維能力，培育學(xué)生的計(jì)算思維。學(xué)生計(jì)算思維的形成主要以信息技術(shù)課程為載體，PBL教學(xué)模式能在該課程中發(fā)揮其問(wèn)題引導(dǎo)作用，在培育學(xué)生計(jì)算思維方面起到關(guān)鍵作用。

（一）計(jì)算思維

理論思維、實(shí)驗(yàn)思維和計(jì)算思維是世界公認(rèn)的三大主要科學(xué)思維，對(duì)人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步具有重要的意義。作為三大主要科學(xué)思維之一的計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類(lèi)行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)廣度的一系列思維活動(dòng)，這一概念由周以真于2006年3月首次提出。

計(jì)算思維能從問(wèn)題的角度出發(fā)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)和抽象化的思維方式，逐步解決思維問(wèn)題。提高學(xué)生的計(jì)算思維能力，是現(xiàn)代教育對(duì)教師提出的必然要求，能提高學(xué)生處理和解決問(wèn)題的能力，對(duì)學(xué)生的成長(zhǎng)起到關(guān)鍵的作用。信息技術(shù)課程作為以計(jì)算機(jī)為載體的學(xué)科，是培育學(xué)生計(jì)算思維的主要課程。

（二）PBL教學(xué)模式

PBL教學(xué)模式是經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外教育工作者在長(zhǎng)期教學(xué)實(shí)踐中探索出的一類(lèi)教學(xué)模式，它以學(xué)生為中心，以問(wèn)題為導(dǎo)向，將層層遞進(jìn)、復(fù)雜、有意義的問(wèn)題植入教學(xué)課堂，并根據(jù)問(wèn)題創(chuàng)設(shè)出相應(yīng)的課堂情境，以問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)產(chǎn)生思考，從而主動(dòng)探索知識(shí)背后蘊(yùn)含的巨大能量和問(wèn)題背后蘊(yùn)含的科學(xué)知識(shí)。教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生能力，設(shè)置合理的問(wèn)題，促使學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中，獲得答案，提升科技意識(shí)和計(jì)算思維能力，逐步養(yǎng)成主動(dòng)、自主學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣。

從教學(xué)模式的運(yùn)行方式著眼，對(duì)PBL教學(xué)模式所包括的核心要素進(jìn)行分析可知，該模式主要包括問(wèn)題、學(xué)生自主學(xué)習(xí)、小組合作、教師指導(dǎo)、自我評(píng)價(jià)與小組評(píng)價(jià)等要素。要在小學(xué)信息技術(shù)課程中系統(tǒng)地培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和核心素養(yǎng)，就需要教師抓住該模式運(yùn)行的核心要素，以學(xué)生為中心，以問(wèn)題為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作探索，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和習(xí)慣。

二、PBL教學(xué)模式在小學(xué)信息技術(shù)課堂的教學(xué)價(jià)值

信息技術(shù)作為以計(jì)算機(jī)為載體，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)操作能力的主體課程，在中小學(xué)課程體系中的地位日益凸顯，在基礎(chǔ)教育階段，能積極地響應(yīng)社會(huì)對(duì)信息技術(shù)人才培養(yǎng)的新需求。將PBL教學(xué)模式應(yīng)用于小學(xué)信息技術(shù)課程，能發(fā)揮問(wèn)題對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)作用以及項(xiàng)目式教學(xué)模式對(duì)學(xué)生的任務(wù)驅(qū)動(dòng)型作用，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和探索計(jì)算機(jī)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和計(jì)算思維。因此，PBL教學(xué)模式在小學(xué)信息技術(shù)課程中的應(yīng)用具有較高的教學(xué)價(jià)值。

（一）符合兒童認(rèn)知發(fā)展階段理論

據(jù)皮亞杰的兒童認(rèn)知發(fā)展理論可知，小學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平處于形式化運(yùn)算階段（11～15歲）。而形式化運(yùn)算正是計(jì)算思維的重要形式，在小學(xué)五六年級(jí)信息技術(shù)課程教學(xué)中，教師合理設(shè)置問(wèn)題，能與學(xué)生形式化運(yùn)算階段相符合，逐步提高學(xué)生的抽象思維能力。順應(yīng)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的階段特征和思維特征，激發(fā)學(xué)生的計(jì)算思維。例如，在小學(xué)信息技術(shù)課程中開(kāi)設(shè)Scratch編程教學(xué)內(nèi)容，與五六年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律相符合。此外，這一編程教學(xué)內(nèi)容，依托的是圖形化編程軟件，較傳統(tǒng)的編程語(yǔ)言更為簡(jiǎn)單，能降低學(xué)生學(xué)習(xí)編程語(yǔ)言的難度，同時(shí)，在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間節(jié)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力和邏輯思維能力，為學(xué)生計(jì)算思維的培育奠定基礎(chǔ)。

（二）有利于培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維

教師在小學(xué)信息技術(shù)課堂上設(shè)置合理的教學(xué)問(wèn)題，以教師指導(dǎo)為主要形式，將更多的課堂時(shí)間交給學(xué)生自己探索，能在引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作探索的過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)科技知識(shí)、探索知識(shí)背后蘊(yùn)含的能量的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

例如，在第一課《機(jī)器人》的教學(xué)中，教師就“機(jī)器人的三個(gè)基本特征”這一知識(shí)點(diǎn)設(shè)置問(wèn)題：“同學(xué)們?cè)谏钪薪佑|過(guò)機(jī)器人嗎？機(jī)器人是怎樣設(shè)計(jì)和創(chuàng)造出來(lái)的？機(jī)器人有哪些特征？同學(xué)們可以利用計(jì)算機(jī)瀏覽器，并結(jié)合生活經(jīng)歷，找到問(wèn)題的答案嗎？”教師設(shè)置課堂問(wèn)題，能激發(fā)學(xué)生對(duì)“機(jī)器人”這一技術(shù)概念的探索欲望，學(xué)生探索使用計(jì)算機(jī)的過(guò)程，也是逐步建立計(jì)算意識(shí)和計(jì)算思維的過(guò)程。

三、PBL教學(xué)模式在小學(xué)信息技術(shù)課堂的實(shí)踐

在小學(xué)信息技術(shù)課程中應(yīng)用PBL教學(xué)模式，需要教師始終堅(jiān)持“科”與“技”相結(jié)合的教學(xué)原則，引導(dǎo)學(xué)生逐步樹(shù)立科技意識(shí)，提高學(xué)生的邏輯思維能力和抽象思維能力。在這一基礎(chǔ)上，教師要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和核心素養(yǎng)，促使學(xué)生能在生活中能主動(dòng)應(yīng)用計(jì)算思維，處理和解決生活中的問(wèn)題，從而逐步提高生活能力和問(wèn)題處理能力，為學(xué)生實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的認(rèn)知基礎(chǔ)和思維基礎(chǔ)。

（一）合理設(shè)置問(wèn)題，驅(qū)動(dòng)教學(xué)順利推進(jìn)

問(wèn)題是PBL教學(xué)模式的核心要素，它將教師與學(xué)生連接在一起，在小學(xué)信息技術(shù)課堂上，問(wèn)題是教師與學(xué)生溝通的橋梁。教師通過(guò)設(shè)置問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行思維和探索；學(xué)生在思考問(wèn)題的過(guò)程中，主動(dòng)學(xué)習(xí)知識(shí)，探索計(jì)算機(jī)的操作方法，并將問(wèn)題解決的情況和操作結(jié)果反饋給教師。教師要在信息技術(shù)課程中有效應(yīng)用PBL教學(xué)模式，發(fā)揮該模式的教學(xué)作用，就要抓住問(wèn)題這一核心要素，依據(jù)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)任務(wù)、學(xué)生需求和學(xué)生能力，合理設(shè)置課堂問(wèn)題，既要保證問(wèn)題能對(duì)學(xué)生起到激發(fā)和引導(dǎo)作用，又要保證設(shè)置的問(wèn)題與學(xué)生的能力相契合。

例如，教師應(yīng)用Scratch編程軟件，組織學(xué)生通過(guò)編程完成“散步的小貓”這一動(dòng)畫(huà)視頻。首先，教師對(duì)圖形編程軟件的功能和操作進(jìn)行簡(jiǎn)要講述，并設(shè)置導(dǎo)入問(wèn)題“Scratch是什么？”。其次，教師對(duì)班級(jí)內(nèi)的學(xué)生進(jìn)行分組，布置任務(wù)“如何讓處于靜態(tài)的小貓走起來(lái)？請(qǐng)同學(xué)們以小組合作的形式，探索如何應(yīng)用編程軟件，讓小貓動(dòng)起來(lái)”。教師提出的問(wèn)題能為學(xué)生提供一個(gè)明確的學(xué)習(xí)方向，對(duì)學(xué)生的思維和行動(dòng)都起到一定的啟發(fā)作用。要讓小貓動(dòng)起來(lái)，學(xué)生就要在編程軟件中找到相應(yīng)指令，并依托于該指令進(jìn)行操作。在這一過(guò)程中，學(xué)生能提高自己的計(jì)算機(jī)操作能力；同時(shí)，學(xué)生也將逐步樹(shù)立計(jì)算意識(shí)，從問(wèn)題本身出發(fā)，尋求與問(wèn)題要求相契合的解決方法。最后，教師組織學(xué)生展示自己的作品。在這一過(guò)程中，學(xué)生提交的作品存在或多或少的問(wèn)題，如小貓行走的方向不正確、小貓雖然在移動(dòng)但是肢體動(dòng)作保持靜止等。針對(duì)這些問(wèn)題，教師可在學(xué)生完成任務(wù)的基礎(chǔ)上，設(shè)置引導(dǎo)性問(wèn)題，一方面，對(duì)學(xué)生小組合作完成的作品進(jìn)行總結(jié)，另一方面，以問(wèn)題為引導(dǎo)，讓學(xué)生思考為什么會(huì)出現(xiàn)相關(guān)操作問(wèn)題。

如，教師針對(duì)動(dòng)畫(huà)中小貓倒立行走的現(xiàn)象，提出問(wèn)題“為什么小貓會(huì)倒立行走？”出現(xiàn)這一問(wèn)題的學(xué)生，在教師的指導(dǎo)下，分析編程軟件中的各個(gè)指令。當(dāng)學(xué)生無(wú)法直接解決這一問(wèn)題時(shí)，教師可設(shè)置更為簡(jiǎn)單的問(wèn)題“如果想讓小貓正常行走，那么需要對(duì)小貓做出如何調(diào)整？”五六年級(jí)的學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)了“圖形的旋轉(zhuǎn)”相關(guān)知識(shí)，能在教師的引導(dǎo)下，將任務(wù)精準(zhǔn)定位到“旋轉(zhuǎn)”這一編程概念。該小組內(nèi)的學(xué)生，嘗試在編程軟件中，設(shè)置旋轉(zhuǎn)模式，發(fā)現(xiàn)小貓可以回歸正常的行走狀態(tài)。

在教師的問(wèn)題引導(dǎo)下，學(xué)生能依托于計(jì)算機(jī)技術(shù)和編程軟件，找到解決問(wèn)題的具體指令和方法。學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中，能將形式化運(yùn)算思維與具體行為操作結(jié)合在一起，主動(dòng)探索解決問(wèn)題的有效措施，逐步建立計(jì)算意識(shí)，形成計(jì)算思維。

（二）劃分合作小組，構(gòu)建協(xié)助學(xué)習(xí)模式

PBL教學(xué)模式在小學(xué)信息技術(shù)課程中的應(yīng)用，除了問(wèn)題這一核心要素，還包括教師、學(xué)生這一關(guān)鍵要素。信息技術(shù)教師在設(shè)置問(wèn)題和布置任務(wù)之后，要組織學(xué)生探索完成任務(wù)。小組合作學(xué)習(xí)模式則能與教師的教學(xué)需求相適應(yīng)，能有效激發(fā)學(xué)生的探索欲望和學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生在小組中以自主探索和合作研討的方式解決問(wèn)題，能逐步提高與他人交流溝通的能力，在合作中獲得能力、思維和知識(shí)等全面發(fā)展；教師則能在這一過(guò)程中，有效培育學(xué)生的核心素養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生在小組合作中健康成長(zhǎng)。

例如，在蘇科版小學(xué)六年級(jí)“機(jī)器人”單元教學(xué)中，教師在布置任務(wù)“使用機(jī)器人平臺(tái)軟件，嘗試設(shè)計(jì)機(jī)器人，讓機(jī)器人知道你的要求”之后，依據(jù)“組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)”的原則，對(duì)班級(jí)內(nèi)的學(xué)生進(jìn)行分組，要求學(xué)生在小組內(nèi)共同探究使用“機(jī)器人平臺(tái)”軟件。使用軟件的第一步是下載軟件，教師將安裝包提供給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生合作完成軟件下載工作，將軟件安裝在電腦中。在“機(jī)器人平臺(tái)”軟件中，主要通過(guò)流程圖的方式，進(jìn)行操作。學(xué)生可在小組合作中認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)程序在處理問(wèn)題中的重要性，并逐步樹(shù)立邏輯意識(shí)。學(xué)生在組內(nèi)構(gòu)建協(xié)助學(xué)習(xí)模式，探討流程圖制作方法，學(xué)生均能提高計(jì)算機(jī)操作能力和邏輯思維意識(shí)，并在這一基礎(chǔ)上，產(chǎn)生計(jì)算思維。同時(shí)，小組是學(xué)生學(xué)習(xí)、合作的主要環(huán)境，能給予學(xué)生以情感和知識(shí)上的引導(dǎo)，是教師培育學(xué)生核心素養(yǎng)的有效手段。

（三）展示小組作品，科學(xué)設(shè)計(jì)反思環(huán)節(jié)

仍舊以“小貓散步”這一課堂任務(wù)為例。學(xué)生在展示小組作品時(shí)，存在的問(wèn)題不僅包括“小貓倒立行走”，還表現(xiàn)在“小貓移動(dòng)時(shí)姿勢(shì)固定”“小貓走到邊緣未返回”等。針對(duì)學(xué)生作品中存在的各類(lèi)問(wèn)題，教師以“倒立行走”為主要問(wèn)題，進(jìn)行重點(diǎn)分析，為存在其他問(wèn)題的小組提供參考，引導(dǎo)學(xué)生從編程指令的角度，將問(wèn)題與解決問(wèn)題的指令聯(lián)合在一起，培養(yǎng)學(xué)生形式化解決問(wèn)題的計(jì)算思維，并逐步提高學(xué)生的思維能力。

PBL教學(xué)模式在小學(xué)信息技術(shù)課程中的應(yīng)用，能將問(wèn)題、教師和學(xué)生三個(gè)關(guān)鍵要素聯(lián)合在一起，以問(wèn)題為橋梁，引導(dǎo)學(xué)生從解決問(wèn)題的思維角度思考問(wèn)題，探求解決計(jì)算機(jī)操作和編程問(wèn)題的措施。教師合理設(shè)置問(wèn)題、劃分學(xué)習(xí)小組、設(shè)計(jì)反思環(huán)節(jié)，并將問(wèn)題貫穿于教學(xué)課堂的全程，發(fā)揮問(wèn)題引導(dǎo)和任務(wù)驅(qū)動(dòng)作用，培育學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的意識(shí)和從根源處解決問(wèn)題的意識(shí)，提高學(xué)生邏輯思維能力和抽象思維能力，為學(xué)生計(jì)算思維的培育和發(fā)展奠定思維基礎(chǔ)。同時(shí)，教師以計(jì)算機(jī)為載體，借助信息技術(shù)課程，能將科學(xué)技術(shù)和科技意識(shí)植入學(xué)生的思維認(rèn)知，從科學(xué)知識(shí)、科技能力、思維意識(shí)和情感價(jià)值幾個(gè)角度，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和核心素養(yǎng)。