凌秋虹 江蘇省蘇州市姑蘇區(qū)教師發(fā)展中心

●面向計(jì)算思維的小學(xué)信息技術(shù)課程的釋義

周以真教授認(rèn)為，計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。由于不同年齡段學(xué)生的認(rèn)知能力和思維發(fā)展水平不同，信息技術(shù)課程對(duì)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)其方式和內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)有所區(qū)別。筆者認(rèn)為，小學(xué)階段計(jì)算思維的培養(yǎng)需更多地指向生活中的應(yīng)用，指向?qū)嵺`類操作，這樣會(huì)更接地氣，更具可操作性。

●面向計(jì)算思維的小學(xué)信息技術(shù)課程的價(jià)值

1.促進(jìn)現(xiàn)有信息技術(shù)課程改革

隨著信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及新技術(shù)、新軟件的不斷開(kāi)發(fā)，課程實(shí)施已明顯落后于時(shí)代的發(fā)展，而計(jì)算思維的提出，讓廣大一線教師能夠準(zhǔn)確地透過(guò)“現(xiàn)象”看到“本質(zhì)”，能夠重新審視我國(guó)中小學(xué)信息技術(shù)課程從教學(xué)目標(biāo)到教學(xué)內(nèi)容，再到教學(xué)方法、教學(xué)評(píng)價(jià)等的一系列變革。

2.從技術(shù)消費(fèi)者到技術(shù)創(chuàng)造者的轉(zhuǎn)型

計(jì)算思維的培養(yǎng)強(qiáng)化了從技術(shù)消費(fèi)者到技術(shù)創(chuàng)造者的課程轉(zhuǎn)型，鼓勵(lì)學(xué)生在理解、設(shè)計(jì)和建造一個(gè)新系統(tǒng)的過(guò)程中，理解原理，享受過(guò)程，發(fā)展思維，形成品格。

3.提高學(xué)生利用信息技術(shù)綜合解決問(wèn)題能力

在面向計(jì)算思維培養(yǎng)的課堂中，學(xué)生不再是被動(dòng)地接受知識(shí)，而是通過(guò)自主探究來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題，構(gòu)建模型實(shí)現(xiàn)問(wèn)題解決，并在這個(gè)過(guò)程中建構(gòu)新的知識(shí)，最大程度地發(fā)揮自身的個(gè)性和創(chuàng)造力，提高運(yùn)用信息技術(shù)綜合解決問(wèn)題的能力。

●面向計(jì)算思維的小學(xué)信息技術(shù)課程實(shí)施策略

1.整體分析法

整體分析法通過(guò)成品的呈現(xiàn)，讓學(xué)生對(duì)創(chuàng)作產(chǎn)生向往感，然后通過(guò)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)或整個(gè)過(guò)程進(jìn)行分析、研究的方法，激發(fā)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算思維技術(shù)解構(gòu)，分析作品形成過(guò)程中需要采用的技術(shù)和思想，通過(guò)逆向推導(dǎo)的方法形成問(wèn)題解決的流程與方法，在多學(xué)科知識(shí)的綜合貫通的過(guò)程中將思維進(jìn)行有機(jī)組合，最終提升學(xué)生綜合解決問(wèn)題的能力。例如，在江蘇省編教材五年級(jí)第三課《火柴人跳舞》一課的教學(xué)中，學(xué)生需要掌握繪制新角色到造型的添加與繪制，了解角色、造型的概念及區(qū)別，掌握面向?qū)ο缶幊痰幕痉椒?。因此，筆者先在導(dǎo)入環(huán)節(jié)以四個(gè)火柴人跳集體舞的動(dòng)畫(huà)讓學(xué)生整體感知火柴人跳舞的特點(diǎn)，然后將程序發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生根據(jù)程序圍繞著火柴人是如何實(shí)現(xiàn)“跳舞”的展開(kāi)自主探究，從而發(fā)現(xiàn)動(dòng)作與造型的聯(lián)系、角色與造型的區(qū)別，并了解造型、腳本選項(xiàng)卡的意義及切換方法，初步了解腳本的基本編寫(xiě)思路，從而形成“問(wèn)題確定、模型分析、命令實(shí)施、修改完善”的計(jì)算方法。

2.算法構(gòu)建法

算法構(gòu)建法是讓學(xué)生對(duì)任務(wù)實(shí)踐中的技術(shù)進(jìn)行抽象，從個(gè)別到一般構(gòu)建算法，再?gòu)囊话愕絺€(gè)別檢驗(yàn)算法，在此過(guò)程中培育計(jì)算思維的一種教學(xué)方法。例如，在江蘇省編信息技術(shù)教材五年級(jí)《畫(huà)正多邊形》一課的教學(xué)中，教師先引導(dǎo)學(xué)生掌握畫(huà)正三角形的基本畫(huà)法，然后讓學(xué)生嘗試畫(huà)正四邊形、五邊形。在此基礎(chǔ)上通過(guò)師生討論，構(gòu)建畫(huà)正多邊形的基本模型，并引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用該模型嘗試畫(huà)正八邊形、正十五邊形……最終運(yùn)用該算法模型，通過(guò)編程完成更為復(fù)雜圖形的畫(huà)法，從而掌握重復(fù)嵌套圖形的繪制技巧。

3.實(shí)踐探究法

實(shí)踐探究法即基于問(wèn)題解決理念的教學(xué)策略，為了實(shí)現(xiàn)某個(gè)功能或解決某個(gè)問(wèn)題，通過(guò)提供實(shí)驗(yàn)環(huán)境、研究材料，通過(guò)設(shè)備搭建、軟件操作、程序設(shè)計(jì)等試驗(yàn)性、嘗試性探究活動(dòng)，培育學(xué)生計(jì)算思維的一種教學(xué)方法。例如，在《電子蠟燭》一課中，學(xué)生探究需要如何通過(guò)麥克風(fēng)“音量值”吹滅“火焰”。學(xué)生憑借生活經(jīng)驗(yàn)，嘗試用“如何…否則…”通過(guò)控制“音量值”來(lái)吹滅蠟燭。可電子蠟燭的燭光與真實(shí)的燭光是不一樣的，因此，在教學(xué)中，筆者先讓學(xué)生觀察真實(shí)的燭火，明確真實(shí)的燭火時(shí)暗時(shí)明的變化是沒(méi)有規(guī)律的，但可以通過(guò)隨機(jī)數(shù)的變化來(lái)控制燭火的忽明忽暗，并要求學(xué)生在S4A程序中設(shè)置相應(yīng)的隨機(jī)范圍來(lái)解決這一問(wèn)題。在本課教學(xué)中，筆者通過(guò)假設(shè)嘗試、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、糾錯(cuò)完善等問(wèn)題求解的過(guò)程逐步培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

4.造物創(chuàng)新法

造物創(chuàng)新法是指通過(guò)創(chuàng)客、STEAM等創(chuàng)作活動(dòng)，讓學(xué)生創(chuàng)造性地運(yùn)用計(jì)算思維實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)明的一種教學(xué)方法。造物創(chuàng)新法給予學(xué)生最大的思維空間，加之拓展視野的引導(dǎo)，可以促使學(xué)生用科學(xué)的方法去解決實(shí)際問(wèn)題。例如，筆者根據(jù)現(xiàn)在學(xué)生普遍視力較差的情況，和學(xué)生一起創(chuàng)編了“坐姿矯正儀”項(xiàng)目，主要實(shí)現(xiàn)“當(dāng)眼睛離電腦屏幕距離低于40cm時(shí)，發(fā)出聲音或亮燈提醒”。在實(shí)施教學(xué)時(shí)，筆者抓住“眼睛到電腦屏幕的距離不低于40cm”這個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，讓學(xué)生充分交流，發(fā)表觀點(diǎn)并呈現(xiàn)，然后基于學(xué)生的認(rèn)知逐個(gè)分析，主要按照“觀察生活現(xiàn)象—分析現(xiàn)狀原因—討論解決方案”的思路展開(kāi)，引導(dǎo)學(xué)生一步步理清“坐姿矯正儀”的整體設(shè)計(jì)思路。學(xué)生通過(guò)以往接觸過(guò)的傳感器來(lái)思考所需硬件設(shè)備，并結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，分析其結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)原理，從而形成“坐姿矯正儀”的初步方案，在師生交流互動(dòng)中構(gòu)建起“坐姿矯正儀”的模型，在潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲中鍛煉了提出問(wèn)題、整體分析、建立模型、分解實(shí)施、糾錯(cuò)完善的能力。

讓技術(shù)與思維同行，在“可計(jì)算”的基礎(chǔ)上，關(guān)注思維過(guò)程與結(jié)果的創(chuàng)造性，是小學(xué)生計(jì)算思維培育的不懈追求。