试论编程教学中对学生计算思维的培养

陈钟宇

摘 要：随着新课标进程的持续深入推进，小学教育已经越来越注重对学生学科核心素养的培育。小学信息技术作为培养小学生信息知识和发展学生信息综合素质的重要学科，对学生适应现代社会发展对人才的需求有着重要的意义。小学信息教师应注重学生信息核心素质发展尤其是计算思维的发展对学生信息综合素质发展的重要作用。积极学习高效教法，科学高效地开展对小学生计算思维发展更加有效的信息教学活动。

关键词：编程教学；计算思维；培养

计算思维不只是一种解决问题的方式，更是一种分析问题、思考问题、简化问题，和构建知识体系框架的重要手段。是运用计算概念、计算时间和计算观念进行问题解决的过程性思维。对小学生发展形成成熟的编程思想具有积极的助推意义。而且对于小学信息教师而言，在小学scratch编程教学实践中具有较强的可操作性，教师注重提升自身的计算思维能力，在教学活动中注重强化学生的计算思维，促使学生通过高效的思维方法实践提升自身计算思维水平。

一、编程教学中培养计算思维的重要性

计算思维代表着一种普遍的认识和一类普适的技能。计算思维作为是一种递推思维，在人们外在学习和问题解决的过程中具体表现，好似把一个看起来困难的问题重新阐述成一个我们知道怎样解决的问题。所以，要培养小学生成熟的编程思想和信息素养，应热心地学习和运用计算思维。计算思维能让人像科学家一样思考问题，求解问题，构建知识体系。加之当前各领域、各行业、各层面的信息化进程不断深化，社会对新一代人才的由科学思维构建的现代计算机技术核心素养有了更高的要求，其中，计算思维对于学生在编程学习初期的计算机核心素养养成有重要的作用，也是其重要的组成部分。因此，小学信息教师应以计算思维的培养作为发展小学生信息素养的重中之重。

二、高效备课提升教师自身的计算思维

在小学编程知识的学习中，虽然小学生作为学习的主体是教师开展教学活动的基本理念，但是教师作为课堂活动的主导者，在教学过程中，学生能感受到任课教师对课程的态度和观念，所以教师的思维体系对学生的思维引导和知识体系构建有着积极、重要的作用。所以，教师要达到培养学生的计算思维的目的，要积极提升自身计算思维能力和水平，在备课期间理清每一章节教材的知识点，并结合教材总体知识内容，构建完整的学期信息知识体系，清晰要针对新课知识进行的教学活动在整体知识体系中的位置和意义。

例如，教师在教学“小猫画图形”内容时，教师结合了小学六年级下册总体知识，认为本节新课知识主要教会学生会设置画笔模式，会改变角色的朝向和初始状态，测试脚本等，对后面要学习的“小猫做数学”、“小猫走迷宫”等课程的学习有着重要的基础意义。小学生的计算思维在后期的实践中对软件基本操作的要求是非常必要的。所以教师在本课内容教学的设计中主要注重对学生对Scratch指令模块区的画笔模块中“将画笔的大小设定”、“落笔”、“抬笔”等指令以及动作模块中“移动”指令的教学，和各种指令的组合教学进行了教学活动设计，让学生通过动作指令以及组合指令的学习，为后期在scratch编程的理论学习和实践活动打好基础，同时教师针对scratch指令的分组教学进行了在每个课程的添加设计，在提升教师自身的计算思维的同时，为学生的计算思维培养打下了坚实的基础。

三、强化逻辑分析培养学生的计算思维

计算思维的基础是对问题进行逻辑分析，将难以解决的问题通过分析，将难题分解为可以解决的一个个小的可以执行的步骤，因此达到利用计算思维进行难题的解决的目的。因此，教师对学生的计算思维的培养要建立在培养学生逻辑思维的基础上，促使学生利用逻辑分析能力发展和强化学生自身的计算思维。首先教师要注重培养学生问题意识的能力，在对问题的解决之前，先对问题的概念以及发展过程进行判断，并在推理的基础上反映事物本质的过程。教师要发挥自身引导教学的作用，引导学生在分析问题的过程中有条理，有根据，最终清晰解决问题的思路，促使学生通过问题的理解过程，发展计算思维。

例如，教师在教学“鲨鱼捕小鱼”内容时，教师在开展对学生的“编辑角色造型”和“切换造型命令”以及“综合运用条件指令和侦测指令设计脚本”前，首先利用了多媒体信息展示工具为学生创设了“鲨鱼捕小鱼”的动画情境，并以此为基础，和学生对利用scratch软件制作这样一个动画展开了问题的分析、步骤的分解：“制作动画的第一步和写作文一样，要先构思，时间、地点、任务、发生了什么事，在scratch软件里面相对应的是‘背景、‘角色、‘脚本也就是动作。”那么，舞台背景是什么呢？“水下”学生回答道。“角色是哪些呢？”“鲨鱼、小黄鱼、小紫鱼”。经过对“鲨鱼捕小鱼”在scratch软件制作过程的分析，教师引导学生弄清楚了具体的操作步骤，并利用逻辑分析的思想，在指令设计和执行的教学活动中，教师引导学生进行了具体的操作步骤分析，将“鲨鱼捕小鱼”的复杂问题利用计算思维彻底简化，帮助学生利用计算思维解决复杂问题，促进了学生的计算思维发展。

四、利用思维导图发展学生的计算思维

思维导图，又叫心智导图，是表达发散性思维的有效思维工具，将思维形象化，对教师开展scratch编程教学活动中对学生的计算思维的培养有积极的促进意义。思维导图注重运用图文并重的方式，将整体的知识体系利用各级主题的关系进行关联，将主题关键词与图像、颜色、功能等建立链接，能有效强化学生对理论知识的记忆。在思维导图的构建过程中，学生利用主题关键词与相匹配的有助于记忆的意象进行关联和记忆，也是对计算思维的运用，有助于的计算思维水平提升。

例如，教师在教学“小猫走迷宫”内容时，教学重点为学生能熟练使用侦测指令模块的案件指令，学会在程序中引入计时器指令作为程序的终止条件等。教师为了帮助学生复习学过的侦测指令、动作指令等，帮助学生利用图画构建了思维导图，但scratch软件本身具有直观的操作页面，所以教师为学生进行了指令的分类记忆，如“动作”类别、对“外观”类别，对“声音”的操作以及对“画笔”功能的分类集合等，并将操作按钮以图片的形式展现在图表上，配以相应的功能的文字说明，教师利用引导学生建立思维导图的过程，在帮助学生记忆指令的基础上，发展了学生的计算思维。

五、增加操作实践强化学生的计算思维

计算思维在编程学习中的重要体现是对编程实际操作的过程，也是在学生在编程学习中促进学生操作实践效率的有力工具。学生在scratch编程实际操作实践过程中运用计算思维，利用可视化的程序和分步解决问题的思维，能有效强化学生的计算思维、提升学生的计算思维能力，所以教师应注重通过编程实践强化学生的计算思维。

综上所述，小学信息教师应站在培育新一代信息人才的位置，注重编程教学中培养计算思维对学生信息素質发展的重要性，在备课过程中提升教师自身的计算思维水平，在开展教学活动过程中注重通过强化逻辑分析、利用思维导图以及增加操作实践培养学生的计算思维，让学生通过计算思维的养成和运用提升信息综合素养。

参考文献：

[1]耿品万.基于核心素养的小学计算思维教学框架研究[J].中国信息技术教育，2017（22）：33-36.

[2]陈茂贤，何国星.基于计算思维培养的小学Scratch编程教学[J].教育信息技术，2017（10）：53-57.