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小学信息技术教学中培养学生的计算思维

摘要：计算思维，作为三大科学思维之一，其对社会的发展与进步发挥着重要的作用，人们一直都在利用计算思维解决生活中方方面面的问题。在信息化快速发展的21世纪，计算思维开始被认可为人人都应具备的一项技能，得到国际社会广泛的关注。在2020年新一轮课程改革中，“计算思维”首次以核心素养的形式出现在高中信息技术课标中，并成为信息技术的核心素养之一。与此同时，国家信息技术课程新标准和人工智能发展规划也对计算思维提出了明确的要求。

因此深入了解计算思维的相关方面，探讨培养计算思维的途径是具有重要意义。

关键词：小学；计算思维；信息技术

引言：计算思维的发展和整体水平提升是整个国家经济社会创新与发展的迫切需要。在全球信息化、数字化技术高度发达的今天，青少年计算思维素养的水平高低将是经济社会直接影响整个社会和国家的创新与经济社会发展的巨大潜力，直接的关系涉及到其中一个人在当今信息化的社会环境中的生存与发展，培养学生计算思维的能力可以有效提高其青少年的社会实践计算创新能力，而实践创新思维就是现在的社会所必不可少的，也是青少年提升其国际市场竞争力的重要关键。而在中小学的信息技术专业教育课程中如何培养和提高学生的青少年计算创新思维能力，主要是考虑到以学生信息技术素养为基础和课程总教学目标的中小学信息技术专业教育课程在当今的信息化快速发展的背景下，我国在培养计算思维方面存在着明显的缺陷和不足，而计算思维无论从信息化学科的其作用与教育价值这一方面还是信息技术教育的意义与价值等方面都是能够很好的帮助解决这些实际问题，从而能够使中小学的信息技术专业教育课程能够更大程度的能够体现其在信息化学科的价值和其作用。

一、创设问题情境，激发学生思维

教师首先在课程开始前应创设问题情境，目的在于使学生清晰这节课的主题是什么，任务是什么，要达到什么样的目标，以此激发学生的兴趣，为后面课程的推进作准备。对于《穿越迷宫》这一课，基于学生掌握了scratch相关工具的使用方法的前提下，教师可以首先绘制出一个简单的迷宫，引导学生去思考酷猫应该如何走出迷宫，例如下图。教师可用语言引导学生去思考其中的逻辑结构，例如判断结构“如果酷猫走到墙了，会走其他的路，否则就继续前进”等等。通过一个一个情境的创设，引发学生去思考，激发他们参与的积极性。当然，在课程实施过程中也可以让学生自己绘制一个迷宫图，达到课程的目标即可。在创设情境的过程中要特别注意教学对象的理解程度，尽量避免创设出的情境他们理解不了。

图1迷宫示例图

二、需求分析，抽象化进程

教师可首先将自己的案例，播放给学生示范一遍，带领学生分析所给案例，例如“当酷猫前进10步时，遇到阻碍，方向旋转90度，向下前进5步，走到死角会回到起点......”等等。适当的引导后，可以让他们先自己绘制出一幅迷宫，选择好角色，分析有哪几种方法可以使酷猫走出迷宫，同时思考将采用哪种算法，采用哪种对应计算概念的逻辑命令，是判断，条件还是顺序循环。在需求分析的过程中，作为抽象化工具的流程图会起到很大的作用，它能帮助学生更清晰明了地理清逻辑关系，帮助学生更好地理解程序，更好地梳理编程思路。例如：酷猫需要先往上走十步，再往右走5步，最后往下走10步可到达或先往右走5步，再往上走5步，最后往后走10步可到达。

在制作好流程图后，学生会开始选择相应的算法命令

通过这个需求分析、抽象化进程，我们最终希望学生逐渐会以迭代、条件判断、递归等分析问题，进而解决问题。这一过程对后期学生的算法设计会有很大的帮助。同时流程图对于条件分支，循环逻辑等难点的突破也很有帮助，它也是需求分析与编程语言的过渡，有助于不同编程语言的迁移学习，流程图的使用也讲大大提到学生的抽象化思维。

三、反复调试，总结归纳

对于通过scratch做出来的作品和一般的程序员编程一样，都是需要进行反复地调试的，这也属于计算思维三维框架中的计算实践中的一项。在调试的过程中可以改正其中的错误，使自己的作品变得更加完善。同时在调试的过程中可以归纳总结在完成这项任务中所使用到的算法，在以后遇到这样的问题是否可以用同样的方法进行解决，同时还可以精简自己的算法指令，以前用十几条指令才能达成的现在可以用几条就完成，这样也会提高在以后的编程中选择最佳算法的效率。在学生的调试过程中，教师要特别注意，如果是关键性，难度有点大的错误，教师需及时指点，小的错误可以让他们慢慢去摸索发现，学生的作品完成很好的时候也要给予充分的表扬和鼓励。

四、交流与分享

在作品完成的合作交流过程中，学生们在完成过程中遇到的问题有时候也可以找机会来和同学之间讨论一下，互相帮助，这样也大大增加了他们的同学之间合作和交流的能力。同时每个人自己认为所完成的每一件作品都应该是独一无二的，在学生们完成每一件作品之后可以让学生采