江蘇省南通高新區(qū)小學(xué) 張愛峰

培養(yǎng)小學(xué)生的算法思維，就是幫助學(xué)生能夠在面對實際問題時，擁有清晰的解題思路和解題方法，能夠使解題過程變得具有條理性、完整性和準(zhǔn)確性，不僅對學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)有所幫助，還對學(xué)生的整體發(fā)展有著良好的促進(jìn)效果。所以信息技術(shù)教師要針對課程內(nèi)容、知識點板塊、學(xué)生的實際學(xué)習(xí)能力、算法特點等方面進(jìn)行綜合分析，制定符合學(xué)生認(rèn)知水平及學(xué)習(xí)能力的教學(xué)方法。

一、精準(zhǔn)選“題”搭平臺，養(yǎng)成算法思維意識

小學(xué)中、低年級學(xué)生認(rèn)知能力、邏輯思維水平和抽象思維水平較低，思維活動依舊需要具體表象的支持，單純運用程序設(shè)計工具培養(yǎng)算法思維難度較高。因此，教師在選擇算法題材時，應(yīng)充分考慮到學(xué)生的年齡特點和實際能力。

若在培養(yǎng)學(xué)生算法思維的初期階段就選擇過于復(fù)雜、難度較高的算法題目，不僅會打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心，還會導(dǎo)致學(xué)生對計算機學(xué)習(xí)產(chǎn)生逃避的想法。所以在最初期接觸算法階段，教師可選擇一些難度較低或者與算法思維相關(guān)聯(lián)的題材，以增強學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心。比如，在“WPS文字”相關(guān)知識教學(xué)中，教師可以要求學(xué)生打開已保存在桌面的一份文檔，并將文檔內(nèi)的“小狗”替換為“狗狗”“小狗狗”替換為“小花狗”。學(xué)生完成相應(yīng)的“替換”操作后會發(fā)現(xiàn)，文章內(nèi)的“小狗狗”不僅沒有變成“小花狗”，反而變成了“狗狗狗”。這種情況的產(chǎn)生是因為學(xué)生先替換了“小狗”與“狗狗”這對詞，導(dǎo)致替換完畢后文章已不存有“小狗狗”這個詞。當(dāng)操作錯誤的學(xué)生對操作步驟撤回并重新按照正確步驟操作后得出了正確結(jié)果，這樣能夠意識到解決問題時需要按照正確的思路和步驟進(jìn)行，有利于初步養(yǎng)成算法思維意識。

二、打通“學(xué)科間的任督二脈”，提升算法思維水平

我國《基礎(chǔ)教育信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2012版）》將“算法與程序設(shè)計”和“機器人設(shè)計與制作”兩個拓展模塊納入到小學(xué)階段教學(xué)內(nèi)容當(dāng)中。要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)能夠初步理解現(xiàn)實生活中的算法問題，并借助于積木式編程工具編寫出解決生活中簡單問題的程序，從而讓學(xué)生感受編程思想的同時逐步提升學(xué)生的算法思維水平。

算法思維水平的提高對學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)有著極大的幫助，教師可以利用Scratch編程幫助學(xué)生了解更多的信息知識，提高自身解決問題的能力，以下就數(shù)學(xué)中常見的“雞兔同籠”問題作出分析。①教師進(jìn)行動畫示范，要求學(xué)生參照教師的操作步驟繪制出一個場景，場景中包括提問者和回答者，由提問者在提問中輸入雞兔共同的頭數(shù)和腳數(shù)，由回答者進(jìn)行回答。②教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生注意雞兔的頭數(shù)與腳數(shù)在Scratch編程中應(yīng)為變量，需通過提問者得到，兩個變量同時參與計算。③告知學(xué)生需要定義對應(yīng)的變量來保存每次詢問的結(jié)果，同時明確上面解題過程是分解到每一步，除頭數(shù)和腳數(shù)兩個變量外，還可增加雞的只數(shù)和兔子的只數(shù)兩個變量。

這種方式能夠幫助學(xué)生在思考問題時學(xué)會將大問題進(jìn)行合理分解，將復(fù)雜且大范圍的問題簡化為一個個具體步驟，有利于學(xué)生掌握解決問題的思路和方法，進(jìn)而提升算法思維水平。

三、助力“創(chuàng)客”培養(yǎng)彩虹方案，增強算法思維能力

2017年7月，國務(wù)院印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，其中明確指出，人工智能成為國際競爭的新焦點，應(yīng)逐步開展全民智能教育項目，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程、逐步推廣編程教育。

目前學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中基本按照相關(guān)固定的模式或者公式對問題進(jìn)行分析、計算、思考和解答，這種方式只利于較為簡單的問題，當(dāng)學(xué)生面對過于復(fù)雜的問題時運用算法思維就可以對問題進(jìn)行簡化，將復(fù)雜的計算過程轉(zhuǎn)為可重復(fù)的模塊，不僅能夠加快解答速度，還能提高答案的準(zhǔn)確性。比如，針對小學(xué)數(shù)學(xué)中的判斷問題作出分析，通常情況下，學(xué)生在面對此類問題時僅需在括號內(nèi)標(biāo)上√或者×，而利用機器人編程能夠讓學(xué)生對判斷題進(jìn)行更加深入的了解和判斷。教師可指導(dǎo)和幫助學(xué)生共同完成一個程序的設(shè)計，如在車輛上安裝超聲波傳感器，當(dāng)路面前方一定距離內(nèi)無障礙時，車輛可順利通行；當(dāng)路面前方一定距離內(nèi)有障礙時，傳感器檢測后車輛會進(jìn)行降速；當(dāng)路面前方的障礙距離車輛非常近時，傳感器檢測后車輛會逐漸剎車停止前進(jìn)。

通過機器人編程學(xué)習(xí)，不僅能夠開發(fā)學(xué)生的思維方式，還能促使學(xué)生意識到看待一個問題需要考慮問題的形成因素，理清思路和學(xué)會分層分析，這樣才能解決問題。作為一線的教育工作者，我們要更多地關(guān)注算法思維的教學(xué)，幫助學(xué)生輕松、愉快地學(xué)習(xí)程序設(shè)計，在未來才能涌現(xiàn)更多的“創(chuàng)客”人才。

綜上所述，在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)過程中，教師需要進(jìn)一步加強對學(xué)生算法思維的培養(yǎng)力度。一方面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、算法思維教學(xué)內(nèi)容及信息技術(shù)知識點，制定最佳教學(xué)方法，另一方面在教學(xué)過程中充分挖掘?qū)W科資源，合理運用多種學(xué)習(xí)工具和教學(xué)設(shè)備進(jìn)一步提高學(xué)生的算法思維能力。