【摘要】計算思維是計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，在解決問題的過程中衍生出的一系列思維活動。在小學(xué)信息科技課堂上，計算思維是非常關(guān)鍵的培養(yǎng)目標(biāo)。文章對計算思維內(nèi)涵及特征進(jìn)行解讀，從小學(xué)信息科技課堂教學(xué)實際出發(fā)，詳細(xì)闡述計算思維的培養(yǎng)目標(biāo)、計算思維的激活和鍛煉方法、適用于計算思維培養(yǎng)的教學(xué)評價方法等。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)；信息科技教學(xué)；計算思維

作者簡介：丁紅霞（1981—），女，甘肅省蘭州市榆中縣柳溝店小學(xué)。

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出，信息科技課程主要研究以數(shù)字形式表達(dá)的信息及其應(yīng)用中的科學(xué)原理、思維方法、處理過程和工程實現(xiàn)。小學(xué)信息科技課程的目標(biāo)，要圍繞核心素養(yǎng)，體現(xiàn)課程性質(zhì)，反映課程理念。計算思維是小學(xué)信息科技核心素養(yǎng)的重要組成部分，涉及問題解決過程中的各項思維活動。教師要圍繞計算思維目標(biāo)，組織學(xué)生參與建模、算法設(shè)計等活動，幫助學(xué)生理解并掌握信息科技課程知識，發(fā)展解決問題的能力。

一、計算思維的內(nèi)涵及特征

（一）內(nèi)涵

計算思維指運用計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法，在問題解決過程中涉及的抽象、分解、建模、算法設(shè)計等思維活動。計算思維依托于模擬、仿真、驗證解決問題等學(xué)習(xí)過程，能夠?qū)⒔鉀Q方案和學(xué)科知識遷移應(yīng)用到解決其他問題中［1］。具備計算思維的小學(xué)生，能夠在真實的問題情境中，運用抽象、分解、建模、算法設(shè)計等思維方法解決問題。

（二）特征

結(jié)合小學(xué)信息科技課程的基本性質(zhì)和理念，計算思維具有以下幾個特征：抽象化、模型化、算法性、邏輯性。計算思維是一種基于人類大腦概念化的思維方式，并不是計算機(jī)程序化的思維［2］。在小學(xué)信息科技課程教學(xué)中，計算思維能夠幫助學(xué)生將實際問題抽象為可計算的形式，建立適當(dāng)?shù)哪Ｐ秃蛿?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來描述、分析問題。在中高學(xué)段的信息科技課程中，計算思維則表現(xiàn)為運用邏輯推理方法，并選用合適的算法和步驟，在真實情境中解決問題。

二、指向計算思維培養(yǎng)的小學(xué)信息科技課堂教學(xué)策略

（一）解讀課程內(nèi)容，明確素養(yǎng)目標(biāo)

在小學(xué)信息科技課堂教學(xué)中，教師需要深入解讀課程內(nèi)容，明確以核心素養(yǎng)為核心的教學(xué)目標(biāo)。以甘少版信息科技四年級上冊“感受信息社會”的教學(xué)為例。教師在深入解讀課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上，合理劃分“走進(jìn)信息世界”“認(rèn)識信息技術(shù)”“保障信息安全”等課時的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)活動。教師可結(jié)合這三個課時，圍繞計算思維這一核心素養(yǎng)，設(shè)計以下教學(xué)目標(biāo)。

“走進(jìn)信息世界”教學(xué)目標(biāo)：了解信息社會的主要特征和獲取信息的途徑，認(rèn)識信息與生活、工作、學(xué)習(xí)的密切關(guān)系；學(xué)會利用網(wǎng)絡(luò)平臺搜集信息、運用信息，與他人交流信息；能夠?qū)π畔⒂涗涍M(jìn)行分析，并自主探究調(diào)查和分析的結(jié)果。

“認(rèn)識信息技術(shù)”教學(xué)目標(biāo)：了解信息技術(shù)在社會、學(xué)習(xí)、生活中的應(yīng)用現(xiàn)狀，結(jié)合教師展示的信息技術(shù)應(yīng)用案例，思考信息技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展與學(xué)習(xí)、生活的關(guān)系；了解常見的信息技術(shù)應(yīng)用軟件，在模擬的數(shù)字化學(xué)習(xí)軟件上，逐步掌握軟件的開啟、關(guān)閉、信息輸入、信息輸出、保存等基本操作。

“保障信息安全”教學(xué)目標(biāo)：了解信息安全在信息社會的重要作用；在網(wǎng)絡(luò)上瀏覽信息時，學(xué)會辨別不正確、不合法的信息操作；在初步接觸網(wǎng)絡(luò)論壇、博客系統(tǒng)時，學(xué)會區(qū)分信息操作的安全環(huán)境和不安全環(huán)境。

計算思維強(qiáng)調(diào)問題解決過程的連貫性和抽象性。教師應(yīng)深入解讀教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計與學(xué)生學(xué)情、認(rèn)知特點相符的核心素養(yǎng)目標(biāo)。

（二）創(chuàng)設(shè)真實情境，激活計算思維

在小學(xué)信息科技課堂教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生計算思維的關(guān)鍵在于讓學(xué)生遷移和應(yīng)用知識。教師應(yīng)依托真實的教學(xué)情境，激活學(xué)生的計算思維［3］。在鏈接生活情境、問題情境時，教師應(yīng)起到紐帶作用，幫助學(xué)生厘清學(xué)科要素之間的關(guān)系，鼓勵學(xué)生自主探索、發(fā)現(xiàn)學(xué)科規(guī)律，促進(jìn)學(xué)生知識重構(gòu)和應(yīng)用能力的發(fā)展。

1.鏈接生活情境

生活化的教學(xué)情境能夠讓學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)和思考狀態(tài)，并聯(lián)系實際生活，判斷分析信息科技課程內(nèi)容之間的關(guān)系。教師可以按照“分析問題—規(guī)律與模式識別—問題抽象化—算法開發(fā)與執(zhí)行”的順序，讓學(xué)生自主探索課程內(nèi)容，并進(jìn)行邏輯性思考。

以甘少版信息科技五年級下冊“綜合實踐—制作漂亮的幻燈片”的教學(xué)為例。教師可以鏈接生活情境，向?qū)W生直觀展示生活中的“快閃”活動視頻，激發(fā)學(xué)生對實踐活動的參與興趣和探索欲。教師在展示“快閃”活動視頻時，鼓勵學(xué)生觀察視頻的細(xì)節(jié)，如開始、結(jié)束的標(biāo)志，以及倒計時的字幕效果，并結(jié)合實踐活動主題自主思考能否使用演示文稿展現(xiàn)類似的“快閃”效果。

學(xué)生可以結(jié)合生活經(jīng)驗，自主判斷什么樣的幻燈片是漂亮的，可以參考教師所展示的幻燈片模板，從文本編輯、圖片的插入與編輯、背景與主題顏色的設(shè)置等方面，初步構(gòu)思自己認(rèn)為漂亮的幻燈片制作效果。學(xué)生可以結(jié)合“快閃”活動的短視頻作品，從中選擇自己喜歡的顏色，將其作為幻燈片的主題顏色，并在草稿紙上初步繪制幻燈片的頁面效果。

2.巧設(shè)問題情境

在真實的教學(xué)情境中，教師要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)表自己的真實看法或觀點，在學(xué)習(xí)探究內(nèi)驅(qū)力的作用下，集中注意力解決實際問題。教師需要巧設(shè)問題情境，讓學(xué)生圍繞主題進(jìn)行交流探討，設(shè)置開放性的問題，激活學(xué)生的計算思維、應(yīng)用意識和創(chuàng)新意識［4］。

在“綜合實踐—制作漂亮的幻燈片”一課中，學(xué)生需要熟練運用幻燈片的制作知識與技能，自主構(gòu)思、獨立完成幻燈片的制作任務(wù)。教師可以從合作交流的角度，創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生思考、交流問題的解決方法。

問題1：在“快閃”活動中，站在中心位置的男生和女生隨著音樂的節(jié)奏即興舞蹈，他們身上衣服的顏色都有哪些？你比較喜歡其中的哪幾個顏色？在演示文稿頁面上，你更喜歡哪個主題顏色？

問題2：音樂和舞蹈在哪些地方比較常見？演示文稿可以在任意頁面上插入音頻和舞蹈圖片，想一想怎樣能夠讓自己的幻燈片更加漂亮。

問題3：根據(jù)你所掌握的幻燈片設(shè)計和制作方法，與同學(xué)一起探討，如果要做出像“快閃”活動視頻的倒計時效果，需要準(zhǔn)備哪些素材？

教師在創(chuàng)設(shè)問題情境時，應(yīng)從激活學(xué)生計算思維的角度，引導(dǎo)學(xué)生思考、交流與制作幻燈片有關(guān)的問題。在生活和問題情境的共同影響下，學(xué)生能夠準(zhǔn)確分析問題，積極探索幻燈片制作技能。在學(xué)生實際操作的過程中，教師需要從美觀、創(chuàng)意、吸引力等方面給予指導(dǎo)，使學(xué)生集中注意力，逐步掌握幻燈片制作知識和技能。

（三）組織項目學(xué)習(xí)，鍛煉計算思維

在小學(xué)信息科技課堂教學(xué)中，教師可以根據(jù)實際學(xué)情，組織項目式學(xué)習(xí)活動，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。計算思維的重點在于實踐和遷移應(yīng)用，因此教師應(yīng)結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知經(jīng)驗和思維特點，以真實場景、真實生活、真實意義為載體，讓學(xué)生投入信息科技課程的學(xué)習(xí)活動過程。

項目1：豐富多彩的多媒體世界。

在甘少版信息科技五年級下冊“走近多媒體世界”的課堂教學(xué)中，教師可以設(shè)計“豐富多彩的多媒體世界”項目，激發(fā)學(xué)生的自主探究興趣，讓學(xué)生客觀認(rèn)識多媒體素材，如圖片、聲音、視頻等。

任務(wù)1：利用微課等網(wǎng)絡(luò)資源，了解多媒體素材的基本概念、種類及作用；利用搜索引擎，搜集至少五種類型的多媒體素材，保存至個人文件夾；根據(jù)素材的類型和內(nèi)容，合理進(jìn)行分類和整理，撰寫報告并詳細(xì)介紹多媒體素材的來源、特點和用途。

任務(wù)2：利用網(wǎng)絡(luò)搜索，下載感興趣的圖片，并使用簡單的圖片處理工具，對圖片進(jìn)行裁剪、調(diào)整方向等操作；根據(jù)微課中的示范步驟，操作圖片處理工具，對圖片進(jìn)行美化，如調(diào)整亮度、對比度、色彩平衡等，并為圖片添加文字、水印、標(biāo)簽或邊框等美化元素。

任務(wù)3：了解聲音、視頻文件的獲取途徑和常見格式；通過實踐操作，對音頻、視頻進(jìn)行基本編輯操作，如剪切、復(fù)制、粘貼、分割等，并使用軟件工具對音頻、視頻進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。

在項目式學(xué)習(xí)活動中，每個學(xué)生均可以接觸到圖片、音頻、視頻等不同類型的多媒體素材，探索豐富多彩的多媒體世界，運用計算思維，遷移應(yīng)用知識和技能，完成上述項目任務(wù)。

項目2：探秘機(jī)器人與人工智能。

在項目式學(xué)習(xí)活動中，學(xué)生能夠接觸到更多新鮮事物和真實問題，自主思考信息科技知識與技能的實際應(yīng)用意義。在“探秘機(jī)器人與人工智能”項目中，教師可讓學(xué)生根據(jù)甘少版信息科技六年級下冊“走進(jìn)機(jī)器人世界”“初識人工智能”兩個單元的內(nèi)容，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)平臺上搜集的案例資料，深入思考機(jī)器人和人工智能對生活、學(xué)習(xí)與社會產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響。

任務(wù)1：搜集生活案例和網(wǎng)絡(luò)資料，了解機(jī)器人的類型、功能和特點，并將其與機(jī)器、機(jī)器學(xué)習(xí)等概念進(jìn)行區(qū)分，撰寫一份簡要的有關(guān)機(jī)器人的介紹文稿。

任務(wù)2：觀看與機(jī)器人、人工智能設(shè)備有關(guān)的微課視頻，了解機(jī)器人、人工智能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀，結(jié)合生活經(jīng)驗思考、闡述未來的智能世界是什么樣的。

任務(wù)3：在教師的帶領(lǐng)下，參觀本地人工智能的研究院所或展覽館，全面了解人工智能設(shè)備識別圖像、語言、聲音等功能。在參觀結(jié)束后，構(gòu)想人工智能在未來世界所扮演的角色，通過講故事、繪畫、表演情景劇等方式在課堂上展示。

通過項目式學(xué)習(xí)活動，學(xué)生能夠發(fā)展計算思維，在真實的情境中思考和探究項目任務(wù)與知識技能之間的關(guān)系，逐步提升綜合素養(yǎng)。學(xué)生能夠運用計算思維，實現(xiàn)知識和技能的遷移應(yīng)用目標(biāo)，將理論和實踐相結(jié)合，提高解決實際問題的效率。

（四）鼓勵實踐拓展，引入多元評價

在小學(xué)信息科技課堂教學(xué)中，教師要立足計算思維等核心素養(yǎng)目標(biāo)，鼓勵學(xué)生開展拓展實踐，拓寬思維。教師在組織教學(xué)活動時，需要創(chuàng)新引入多元化的教學(xué)評價方法，如過程性評價、表現(xiàn)性評價等，突出學(xué)生的主體地位，尊重學(xué)生的個體差異，幫助其理解、掌握計算思維的實踐和拓展應(yīng)用方法。

以甘少版信息科技六年級下冊“綜合實踐二—交通巡檢任務(wù)”的教學(xué)為例。教師帶領(lǐng)學(xué)生在課堂上模擬體驗交通巡檢情景，運用信息技術(shù)手段進(jìn)行實踐操作，解決實際問題。在實踐拓展的基礎(chǔ)上，教師讓學(xué)生分解導(dǎo)學(xué)案中的學(xué)習(xí)任務(wù)，按照流程和步驟，認(rèn)識交通巡檢的實際工作內(nèi)容。教師運用過程性評價和表現(xiàn)性評價方法，對學(xué)生的實踐操作情況、思維拓展效果、主要學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評價，并引導(dǎo)學(xué)生參與自評、小組互評和師生互評活動。教學(xué)評價量表如表1所示。

表

在小學(xué)信息科技課堂教學(xué)中，教師根據(jù)學(xué)生的實踐情況、思維拓展情況，圍繞計算思維等核心素養(yǎng)目標(biāo)，安排教學(xué)評價活動。在學(xué)生逐步具備計算思維后，教師需要同步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、團(tuán)隊合作能力，幫助學(xué)生遷移應(yīng)用知識技能，解決各項實際問題。

結(jié)語

綜上所述，計算思維是信息科技學(xué)科的核心素養(yǎng)之一，對學(xué)生的發(fā)展和成長至關(guān)重要。教師應(yīng)重點培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，在深入解讀課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上，明確以計算思維培養(yǎng)為主的教學(xué)目標(biāo)。在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)真實的生活和問題情境，激活學(xué)生的計算思維；借助項目式學(xué)習(xí)活動，鍛煉學(xué)生的計算思維；在實踐拓展活動中運用多元化的教學(xué)評價方法，發(fā)展學(xué)生的計算思維。

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