基于計算思維培養(yǎng)的小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)策略

【摘要】信息素養(yǎng)已成為當(dāng)前學(xué)生必備的基本素養(yǎng)，這種素養(yǎng)能使學(xué)生在生活中獨立分析和處理數(shù)據(jù)。計算思維是信息素養(yǎng)的核心內(nèi)容，能讓學(xué)生將問題拆解，并運用已學(xué)知識找出解決問題的方法。為了達(dá)到信息技術(shù)學(xué)科的育人作用，小學(xué)信息技術(shù)教師要加強對學(xué)生計算思維的培養(yǎng)?！娟P(guān)鍵詞】計算思維；小學(xué)信息技術(shù)；策略《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出：“計算思維是指個體運用計算機(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?！毙W(xué)階段是學(xué)生計算思維形成的黃金階段。教師在教學(xué)中應(yīng)該采取多種教學(xué)手段，從理論出發(fā)，深入實踐，全方位、多層次、立體化地培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。一、培養(yǎng)學(xué)生計算思維的重要意義從培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和核心素養(yǎng)的角度來看，加強學(xué)生計算思維的培養(yǎng)是十分重要的。培養(yǎng)學(xué)生的計算思維不僅能讓學(xué)生自主探究計算機(jī)技術(shù)，還能讓學(xué)生真正做到學(xué)以致用，用計算思維解決問題［1］。從轉(zhuǎn)變學(xué)生思維的角度來看，加強學(xué)生計算思維的培養(yǎng)也十分重要。計算思維的培養(yǎng)能夠改變學(xué)生原有的思維方式，讓學(xué)生從更理性的角度去看待問題。學(xué)生可以將遇到的問題拆成多個部分，運用已學(xué)知識處理問題，從而提高解決問題的能力。二、培養(yǎng)學(xué)生計算思維的策略（一）創(chuàng)設(shè)生活化情境豐富的教學(xué)手段和教育方式是吸引學(xué)生的關(guān)鍵。教師在教學(xué)時創(chuàng)設(shè)生活化情境以改變原有的機(jī)械式教學(xué)，能夠給學(xué)生提供沉浸式學(xué)習(xí)的體驗，讓學(xué)生真切感知并掌握信息技術(shù)知識、形成計算思維［2］。以蘇科版小學(xué)信息技術(shù)4年級第27課“使用云盤儲存”的教學(xué)為例。在這一課中，學(xué)生需要學(xué)習(xí)使用云盤進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)儲存和數(shù)據(jù)分享。筆者這樣導(dǎo)入：“隨著同學(xué)們年齡的增長，使用的書籍也會變多。那么同學(xué)們平時都是怎么處理自己放不下的書籍的呢？”有的學(xué)生回答：“放在書架里或者將其收納好放在家里的空閑區(qū)域。”筆者進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生：“那么，在信息空間中，有沒有一個東西能夠像書架一樣給大家放文件呢？同學(xué)們都知道光盤可以用來儲存音樂和視頻，那么儲存數(shù)據(jù)的叫什么盤呢？”學(xué)生的興趣被激發(fā)，積極參與討論。這時，筆者為學(xué)生提供正確答案：“儲存數(shù)據(jù)的叫云盤?！苯又?，筆者帶領(lǐng)學(xué)生根據(jù)書中插圖的指示學(xué)習(xí)使用“百度網(wǎng)盤”來儲存自己的文件。在指導(dǎo)學(xué)生成功注冊之后，筆者鼓勵學(xué)生嘗試通過“百度網(wǎng)盤”自行上傳、分享文件。此外，筆者還設(shè)計一些小游戲，如“傳輸小能手”比賽等。教師通過創(chuàng)設(shè)生活化情境，能激發(fā)學(xué)生自主思考的能力，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，從而讓他們從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)。（二）創(chuàng)設(shè)合作環(huán)境對于小學(xué)階段的學(xué)生來講，編程課程是有一定難度的。因此，教師的帶領(lǐng)和學(xué)生之間的合作就顯得尤為重要。學(xué)生通過互相幫助，能夠形成合作環(huán)境。教師可以借助合作學(xué)習(xí)小組，凝聚學(xué)生的智慧，引導(dǎo)他們用自己的方式合理地解決問題。學(xué)生解決問題的過程也是培養(yǎng)計算思維的過程。以蘇科版小學(xué)信息技術(shù)5年級第3課“火柴人跳舞”的教學(xué)為例。在這一課中，學(xué)生要掌握在“Scratch”中繪制造型和切換造型的方法，同時學(xué)習(xí)角色、背景顏色變化的方法。筆者根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平及表現(xiàn)將他們分成幾個小組。在正式創(chuàng)建火柴人角色之前，筆者讓學(xué)生繪制造型圖。在“Scratch”中，每一個角色都可以有多個造型。借助這一特征，學(xué)生可以繪制不同的火柴人造型，如“牽手的火柴人”“舉手的火柴人”“抬手的火柴人”“抬腳的火柴人”等。在學(xué)生合作繪制完成火柴人的造型后，筆者讓學(xué)生小組之間進(jìn)行交流。在筆者的幫助下，學(xué)生借助編程技術(shù)，將繪制好的火柴人從靜態(tài)變?yōu)閯討B(tài)，最終形成連貫的火柴人動畫。接著，筆者鼓勵學(xué)生在原有火柴人的基礎(chǔ)上增加裝飾元素，如在原有火柴人的身上繪制一頂帽子，并在制作動畫時增加扶帽子的動作，讓火柴人動畫更加生動具體。在繪制火柴人動畫的同時，學(xué)生不僅能提高編程技術(shù)，還能培養(yǎng)計算思維。通過合作環(huán)境，學(xué)生不僅能學(xué)到新的信息技術(shù)知識，還能在思維碰撞中培養(yǎng)計算思維。（三）布置遞進(jìn)任務(wù)循序漸進(jìn)是小學(xué)信息技術(shù)課程教學(xué)的重要原則。小學(xué)生心智發(fā)展尚未成熟，教師遵循學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，布置遞進(jìn)式任務(wù)，能夠讓學(xué)生更好地掌握知識和技能。以蘇科版小學(xué)信息技術(shù)5年級第5課“畫正多邊形”的教學(xué)為例。學(xué)生經(jīng)過數(shù)學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)，已經(jīng)了解部分正多邊形的畫法。在這一課的教學(xué)中，學(xué)生要通過“Scratch”中“畫筆”模塊的相關(guān)控件，畫出一些正多邊形。在課堂導(dǎo)入時，筆者讓學(xué)生在草稿紙上畫出一條線段、一個正三角形和一個正方形。在學(xué)生畫完之后，筆者讓學(xué)生嘗試畫正五邊形。這時，有的學(xué)生產(chǎn)生疑問：“正五邊形怎么畫？”筆者順勢導(dǎo)入新課，從畫線段開始，讓學(xué)生根據(jù)課本中的方法搭建畫線段腳本。接著，筆者讓學(xué)生在完成線段腳本的基礎(chǔ)上嘗試搭建畫正三角形腳本。在學(xué)生完成畫正三角形腳本之后，筆者給學(xué)生布置“自主搭建畫正方形腳本”的任務(wù)。學(xué)生經(jīng)過學(xué)習(xí)之后自主探究更具挑戰(zhàn)性的任務(wù)，能更加系統(tǒng)地掌握搭建畫正多邊形腳本的原理，他們發(fā)現(xiàn)，搭建畫正方形腳本的方法是在原來畫線段腳本的基礎(chǔ)上，將線段按一定的方向旋轉(zhuǎn)90°，并重復(fù)執(zhí)行4次，使小貓回到原點。在學(xué)生完成畫正方形腳本之后，筆者讓學(xué)生自主完成“實踐園”中的任務(wù)：搭建腳本，畫出畫筆粗細(xì)為“10”、邊長為“100”、顏色為“藍(lán)色”的正六邊形。學(xué)生在畫線段腳本的基礎(chǔ)上，將線段按一定的方向旋轉(zhuǎn)120°，并重復(fù)執(zhí)行6次，使小貓回到原點。完成搭建畫線段、畫正三角形、畫正方形和畫正六邊形腳本這四項遞進(jìn)式任務(wù)之后，學(xué)生不僅能夠系統(tǒng)地掌握“Scratch”中“畫筆”模塊相關(guān)控件的用法，還能夠鍛煉抽象思維、計算思維，提高解決問題的能力［3］。（四）創(chuàng)設(shè)游戲情境教師的教學(xué)設(shè)計應(yīng)注重活動化、游戲化、生活化。教師可以創(chuàng)設(shè)游戲情境，給予學(xué)生足夠的學(xué)習(xí)空間，讓學(xué)生自由發(fā)揮，進(jìn)一步鞏固和發(fā)展學(xué)生的計算思維。以蘇科版小學(xué)信息技術(shù)3年級第8課“用鍵盤打字”的教學(xué)為例。在這一課中，學(xué)生需要在筆者的帶領(lǐng)下借助“金山打字通”掌握英文打字和拼音打字的技能。通過打字訓(xùn)練，學(xué)生可以更好地參與網(wǎng)絡(luò)生活。筆者讓學(xué)生啟動“金山打字通”，自主學(xué)習(xí)英文打字。從單詞練習(xí)到語句練習(xí)，再到文章練習(xí)，學(xué)生可以層層深入掌握英文打字的技能。在學(xué)生完成英文打字練習(xí)之后，筆者借助“金山打字通”組織學(xué)生開展“英文打字闖關(guān)游戲”。首先，筆者將班級的學(xué)生平均分為5個小組，由小組內(nèi)部進(jìn)行比賽，選出一名成員作為“英文打字闖關(guān)游戲”的參賽者。其次，筆者將打字的準(zhǔn)確率和完成時長作為評價學(xué)生成績的標(biāo)準(zhǔn)，并指定機(jī)房內(nèi)的部分電腦作為參賽用機(jī)。最后，學(xué)生需要在筆者規(guī)定的時間內(nèi)通過第一關(guān)“單詞練習(xí)”，才能開啟后續(xù)關(guān)卡。在教學(xué)“拼音打字”這一課時，筆者讓學(xué)生自主完成拼音輸入法練習(xí)、音節(jié)練習(xí)、詞組練習(xí)、文章練習(xí)。在學(xué)生完成這些練習(xí)后，筆者組織學(xué)生開展“漢字英雄闖關(guān)游戲”，以充分發(fā)揮學(xué)生的自主性，提高學(xué)生的拼音打字能力。通過組織學(xué)生開展“英文打字闖關(guān)游戲”和“漢字英雄闖關(guān)游戲”，能夠增強信息技術(shù)教學(xué)的趣味性，充分吸引學(xué)生學(xué)習(xí)打字的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維［4］。（五）創(chuàng)設(shè)挑戰(zhàn)環(huán)節(jié)《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提出：“從信息科技實踐應(yīng)用出發(fā)，注重幫助學(xué)生理解基本概念和基本原理，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識信息科技對人類社會的貢獻(xiàn)與挑戰(zhàn)，提升學(xué)生知識遷移能力和學(xué)科思維水平，體現(xiàn)‘科’與‘技’并重?！苯處熆梢栽诮虒W(xué)時創(chuàng)設(shè)具有挑戰(zhàn)性的環(huán)節(jié)，融合多學(xué)科的知識內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。以蘇科版小學(xué)信息技術(shù)6年級第23課“人工智能的應(yīng)用”的教學(xué)為例。在這一課中，筆者主要帶領(lǐng)學(xué)生了解人工智能在生活中的應(yīng)用。在授課之前，筆者提問學(xué)生：“隨著時代的不斷發(fā)展，同學(xué)們身邊都有哪些與人工智能有關(guān)的應(yīng)用呢？”有的學(xué)生回答：“聲音解鎖?！庇械膶W(xué)生回答：“面容解鎖?！边€有的學(xué)生回答：“AI寫作?！惫P者對學(xué)生的回答進(jìn)行肯定，并由此引入這一課的項目活動：了解“語音識別”“了解人臉識別”“了解OCR文字識別”。在“了解語音識別”的項目活動中，筆者鼓勵學(xué)生完成課本“探究屋”的任務(wù)：嘗試使用QQ音樂中的“聽歌識曲”功能識別一首歌曲。在“了解人臉識別”項目活動中，筆者鼓勵學(xué)生完成課本“討論坊”的任務(wù)：說一說目前人臉識別技術(shù)應(yīng)用于哪些領(lǐng)域；議一議除了人臉識別，還有哪些人工智能的應(yīng)用采用了視頻圖像識別技術(shù)。在“了解OCR文字識別”項目活動中，筆者鼓勵學(xué)生完成課本“探究屋”的任務(wù)：嘗試使用“捷速OCR文字識別”軟件，將圖片上的文字轉(zhuǎn)換成可以編輯的文檔。筆者還拓展延伸課本內(nèi)容，給學(xué)生設(shè)計富有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。筆者將學(xué)生分成若干個小組，讓每個小組合作探索與人工智能有關(guān)的內(nèi)容。有的小組探索如何應(yīng)用語音識別技術(shù)，制作一個同聲傳譯網(wǎng)頁，即使用者對著網(wǎng)頁講中文，就會立刻出現(xiàn)英文翻譯；有的小組探索如何應(yīng)用人工智能給學(xué)習(xí)和生活帶來便利；還有的小組探索人臉識別技術(shù)是利大于弊還是弊大于利。筆者鼓勵學(xué)生自主完成課本的“探究屋”“討論坊”等任務(wù)，有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)的積極性［5］。筆者組織學(xué)生小組合作探索與人