课堂解决问题  培养计算思维

课堂解决问题  培养计算思维

郑钢峰

浦江县实验小学，浙江省金华市 322200

［摘要］计算思维是当代学生必须具备的素养。信息技术课程教学能有效地提升学生的计算思维,培养学生运用计算机科学的基本概念去解决问题，学会选择合适的方式去陈述和分析问题。因此，本文提出以问题解决算法的方式来培养学生的计算思维。

［关键词］ 素养 问题解决 计算思维

计算思维是信息技术核心素养之一。在信息技术教学中，希望培养的是拥有问题解决能力的学生，希望他们能够像计算机一样通过完成一系列步骤来解决具体问题。这些步骤通常包括：理解问题、分析表达问题、设计算法、实现算法、解决最终问题，上述步骤其实就是培养学生计算思维的过程。

一、计算思维培养的关键问题分析

目前的信息技术课堂教学中，关于学生计算思维培养主要存在如下问题：

（一）学校不开设程序设计课，计算思维培养缺少具体载体

编程教学是培养学生计算思维的重要载体，但许多教师受教材内容限制或者受固定思维影响，从主观上认为在小学阶段实施程序设计教学不符合当代学生思维能力，觉得小学生学习编程会很枯燥、很困难，因此基本上不开展有关程序设计的课程内容，学生计算思维的培养也就找不到有效落实的载体。

在教学中可以选择合适的编程语言，可分年段来选择，这样让学生的学习思维提升更有效。

（二）不理解计算思维，忽视对学生解决问题思维能力的培养

一些小学信息技术教师对计算思维内容理解较少，因此片面地将其归类为一种比较抽象的概念，认为小学生在学习中无法理解。在教学中只是关注如何引导学生找出各种不同解决问题的方法，单从量的角度考虑程序设计，而忽视其中学生思维的发展，缺少有序思维去参与问题的解决，不利于学生思维的提升，长此以往也势必降低问题解决的效率。

（三）将计算思维培养等同于知识讲授，学生无法用其解决实际问题

在信息技术课堂中，有的教师采用直接讲授法向学生灌输计算思维的学习内容。当灵动的思维培养碰上简单的理论讲解，其效果可想而知。学生不仅无法实现计算思维的培养，更不可能灵活应用它去解决实际问题。

围绕以上典型问题，我们确立了“基于问题解决算法，提升学生计算思维”这一教学关键问题，通过具体的问题求解，发展学生相应的思维能力，提升信息技术课程价值。

二、计算思维培养的有效落实

(一）流程图：描述算法强化计算思维

流程图是人们经常用来描述算法的工具，它用规定样式的图形、指向线和文字组合起来表示算法。流程图的优点是直观、清晰、易懂，便于检查、修改和交流。例如生活中的包饺子的过程就可以通过流程图来表示，描绘流程图的过程其实就是学生计算思维显性化表现过程，学生通过流程图知道了问题解决的过程，也了解了条件指令背后的算法思想。

(二）程序：参与问题解决过程

在小学信息技术程序设计教学中，教师可以使用Scratch、编程猫等可视化的编程语言来开展教学，也可以用Python语言中的简单程序结构语句来开展教学。

1.利用生活情境体验编程，感受计算思维在问题解决中的作用

在程序设计过程中，教师可以引导学生关注现实生活，创设真实的任务情境，将思维能力的训练融于具体的生活情境中。在编程的过程中，学生的思维逐步由感性经验向抽象的逻辑推理方向发展，算法思维得到进一步培养。同时，学生用“程序指令”描绘自己的生活场景或任务活动，既可实现生活中的一些真实需求的过程，又能进一步提高学生应用算法思想解决问题的能力。

例如：在小学程序设计课堂中，教师在教学中要认识到让学生用自然语言来描述自己的创意和想法，然后让学生利用编程软件将自己头脑里设计的创意想法在计算机中用软件表现出来，来训练学生的算法思维能力。以五上《角色对话》为例，教师可以将学生巧妙地定位为小导演，结合学生熟悉的校园生活寻找适合场景的各类小角色，编写出顺序结构合理的脚本来模拟校园生活的一个情境。

当然，让学生学习程序设计的目的不是让他们将来都成为专业的程序员，而这样的设计活动的经历，可以让学生提升表达自己想法的能力，从而让他们成为拥有逻辑清晰、思维有条理的人。

2.通过学习程序设计，培养学生用计算思维解决问题的能力

顺序、选择和循环是程序设计的三种基本结构，任何复杂的程序都可以由这三部分组成。三种结构可单独运用，也可互相结合，组成较为复杂的程序。顺序、选择和循环三种结构本身就是算法思维的体现。学生参与程序结构的学习体验，其实就是培养计算思维的过程。而学生利用三种结构进行编程，也就是应用计算思维解决实际问题的过程，有利于问题解决能力的提升。但在解决每一类型时都是需要经过，分析问题、抽象建模、设计算法、编写程序、调试程序这几个过程。

实际上，学生参与编程的过程就是参与计算机解决问题的过程。在编程的过程中，学生不仅能学习程序设计的三种基本结构，还能针对较复杂的问题进行程序设计，更重要的是在这一过程中逐步形成计算思维，感受它的价值，并将其延伸到日常的学习与生活中，提高解决问题的能力。

现阶段程序设计教学是计算思维培养的关键性载体内容之一。教学中，教师应该根据小学生的年龄特点、知识水平、实际需求，采用通俗易懂、趣味性强的教学内容，按照从简单到复杂，从浅显到深入的教学过程处理，由具体到抽象的思维过程，循序渐进地帮助学生建立解决实际问题的算法，从而有效地指导并实现具体问题的解决。运用问题解决算法培养学生计算思维，从而提高他们提出问题、分析问题和解决问题的能力这是我们最终的目标。

参考文献
【1】魏雄鹰，《小学信息技术教师用书》，浙江：浙江摄影出版社，2021。

【2】高淑印，《小学信息技术教学关键问题指导》，北京：高等教育出版社，2016。

【3】甘海军.小学信息技术课堂教学生活化的设计[J] .信息技术与教学，2016。

【4】尤丁一，《小学生信息技术学科核心素养的培养策略》 百科论坛电子杂志 2020。