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基于计算思维的小学信息技术课教学策略

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陆熠

【摘??要】计算思维是小学信息技术学科的核心素养之一，而“算法与程序设计”模块是培养学生计算思维的重要载体。在教学研究和应用中，教师应在观念上，重视计算思维的培养;在教学中，融入计算思维的训练;在评价上，注重计算思维的反馈。由此，着力培养学生的计算思维能力，为学生学习高级程序语言奠定基础，形成解决问题的思维方法，更好地适应未来的社会。

【关键词】小学信息技术;计算思维;算法与程序设计

计算思维，是指运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计，以及人类的行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。

《江苏省义务教育信息技术课程纲要（2017年修订）》（以下简称《课程纲要》）明确提出，义务教育信息技术学科核心素养包括信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任等方面。可见，计算思维是解决问题的基础能力之一，是学生必须掌握的最基本的思维方式。在小学信息技术教学中，尤其在“算法与程序设计”模块中培养学生的计算思维，对提高未来信息社会公民信息素养有着重要的意义。笔者试以苏教版五年级第7课《穿越迷宫》为例，说明培养学生计算思维的教学策略。

一、在观念上，重视计算思维的培养

计算思维是美国计算机科学家周以真教授于2006年最先提出的。对于计算思维的概念认知，发展到目前为止，定义大概有三类：“问题解决说”“信息表达说”“三维目标说”。“问题解决说”强调的是过程思维;“信息表达说”强调的是可视化思维;“三维目标说”是前两者的综合，三维分别是指计算概念、计算实践、计算观念。

《课程纲要》中已经把计算思维的培养提升到学科核心素养的高度，廣大教师必须在观念上重视计算思维，进一步厘清计算思维的概念，将计算思维融入到教学中。“算法与程序设计”模块是培养学生计算思维的重要载体，只有敢于直面计算思维，高度重视算法与程序设计，才有可能真正地将计算思维的培养落实到课堂教学里。

以往的“算法与程序设计”模块教学，教师比较关注知识的学习，疏于计算思维的培养。教学流程一般是以讲解命令的用法和使用格式为起点，再设计对应的算法练习加以巩固。这种教学流程以掌握编程技术为目标，计算思维难以得到训练，违背了“算法与程序设计”教学的根本目的，是一种本末倒置。

“算法与程序设计”模块教学应以计算思维为起点，着重培养学生的计算思维，使学生学会解决问题的思维方法，而非简单的编程技术。这是一种基于学生计算思维培养的“自然生长树式”教学流程（见图1）。即计算思维是树根，为解决问题提供了思维方法（树干），由此学习解决具体问题所涉及的算法（树枝），最后才是学习算法涉及的命令、格式等（树叶）。“自然生长树式”教学流程，重在计算思维的培养，体现计算思维的价值。

二、在教学中，融入计算思维的训练

计算思维五要素，是指情境导入、问题分析、搭建算法脚本、调试纠错、展示表达。在教学中，以五要素作为抓手，借助思维导图、流程图、脚本图、调试单等进行训练，可以有效提升学生的计算思维能力。

（一）情境导入+思维导图，训练抽象思维

抽象，是指将一个实际问题变为计算机可以处理的问题。这是算法与程序设计的切入点。一上课，教师先请学生表演“猫抓老鼠”的游戏，再玩“猫抓老鼠”的电脑游戏，旨在通过情境创设，激发学生的学习兴趣，体验学习任务中的情境，帮助学生抽象出电脑游戏的角色、背景，大致了解游戏过程。教师用思维导图进行记录（见图2），为更好地抽象出游戏控件奠定基础。

（二）自然语言+思维导图，训练分解思维

分解，是指把一个问题分解成若干部分，从每个部分及其相互关系中去寻找解决问题的答案。在scratch编程教学中，学生面对的是一个综合性的游戏制作任务。如果将任务直接抛给学生，学生肯定会束手无策。因此，教师借助提问帮助学生分析游戏，引导学生用自然语言描述角色的游戏行为，将游戏制作任务（大问题）分解成多个小任务（小问题），以思维导图进行记录（见图3）。

在图2的基础上，学生根据自身经验导向，不难找出与自然语言描述相对应的具体scratch控件，教师再通过引导来介绍个别新控件。此过程中，教师仍需用思维导图进行记录（见图4）。

“自然语言+思维导图”的教学策略，不仅方便学生形象地分解大问题，逐一破解小问题，降低了学习难度，而且训练了学生的分解思维能力，使思维过程有据可循。同时，学生完成了对游戏的第二次抽象，使游戏的角色、背景抽象更加完整。

（三）流程图+脚本图，训练算法思维

虽然学生在程序设计时，可以利用原有的思维模式先行解决部分问题，但关于“判断障碍物”和“判断老鼠”的任务，即侦测与判断，始终是本课需要解决的教学难点。由于两个任务是同类的，教师只要引导学生解决其中一个，学生就能触类旁通解决另一个问题。教师可以让学生用“如果……就……”的句式来整理问