基于计算思维培养的编程教学策略探究
吴莹颖
摘要：培养学生的计算思维已经成为小学信息技术课堂中重要的教学目标之一。然而，如何将计算思维这一抽象的概念在课堂教学中落地，成为信息技术教师的重要挑战。文章主要基于计算思维的定义，探索小学可视化编程教学策略，通过具体教学实践，为小学信息技术课堂利用可视化编程培养学生的计算思维提供有效参考。
关键词：计算思维；可视化编程；教学策略
一、计算思维的概念与内涵
《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》（以下简称《标准》）将计算思维确定为一项重要的信息技术学科核心素养。《标准》指出，具备计算思维的学生，在信息活动中能够采用计算机可以处理的方式界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据；通过判断、分析与综合各种信息资源，运用合理的算法形成解决问题的方案；总结利用计算机解决问题的过程与方法，并迁移到与之相关的其他问题的解决中。
二、基于计算思维概念的编程教学环节
随着可视化编程课程进入小学信息技术课堂，基于可视化编程的计算思维培养成为了焦点。文章主要以闽教版《义务教育教科书·信息技术》六年级下册第三课Scratch编程课“小猫排队形”为例，说明基于计算思维的可视化编程教学。结合计算思维的定义，将其融入到教学设计的教学过程，将基于计算思维的培养教学过程设计为几个教学活动过程：（1）界定问题。采用计算机可以处理的方式界定问题，对应案例里小猫排队形导入部分；（2）分析问题（抽象特征，建立模型）和解决问题（评估方案）。抽象特征、建立结构模型、合理组织数据，对应活动，判断、分析与综合各种信息资源，运用合理的算法形成解决问题的活动方案：活动一“小猫画正三角形”、活动二“小猫排队形”；（3）迁移应用。总结利用计算机解决问题的过程与方法，并迁移到与之相关的其他问题的解决中，对应活动三“创意队列”。通过这几个教学环节培养学生的计算思维。
三、基于计算思维的编程教学多元策略
“小猫排队形”这节课的计算概念为循环，具体体现为学习重复命令。重复命令是Scratch语言中的一个难点，体现了由单一的命令过渡到抽象复合命令。因此，在教学过程中需要采用多元策略，不断引导学生，从而掌握重复命令，培养计算思维。
1.情境导入，明晰问题
教师通过“我说你做”的口令，引导学生猜想口令形成的图形，再通过具体的视频现实模拟，重现图形，总结通过直线行走转动角度。角度不同、重复次数不同，将形成不同的图形，从而引出本节课的课题，充分激发学生的兴趣。
2.任务驱动，分析问题
通过以任务驱动的方式，提出活动任务：用Scratch编程软件让小猫排队形。教师引导学生通过流程图的方式思考如何让小猫排队形：先画出正三角形，再让小猫沿着三角形边沿排列。展示学生的作品，对比教师的画法，引出重复命令。通过重复命令，可以将重复的命令简化成循环结构的脚本。学生认识重复命令之后，再次提出问题，引导学生思考正五边形、正六边形的画法。通过小组讨论，归纳总结观察图形，从而展示画正多边形的公式。在这一活动环节中，教师采用了多种教学策略，通过任务驱动法、提问法、自主探究法、小组讨论法等多种教学方法，引导学生突出教学重点，突破教学难点。
3.问题启发，改进方案
教师提出活动任务后，引导学生自学教材，揭示画图模块中的图章指令，并让学生观察图形，找到重复体，与重复命令结合，形成小猫队列。在整个活动过程中，教师不断提问，层层推进，由易到难，引导学生不断地改进程序。在此次活动中，教师采用了任务驱动法、自主探究法、问题启发法等教学策略，其中以问题启发法为主要教学策略。通过步步深入，由易到难，逐步引导学生发现问题、建立模型、解决问题、改进设计。
4.自主探究，迁移应用
教师通过此环节，引导学生尝试排出创意队形，完成后展示学生作品，让学生进行生生互评。此环节促进了知识的迁移，拓宽了学生思维，同时引导学生正确评价自己，并学会合理表达，从而提升学生的计算观念，加强学生计算思维的迁移应用。
通过上述案例，我们可以反思一些内容。首先，可视化编程教学在学生计算思维的培养方面起到了一定的作用，但是在教学过程中应该适当地从学生的兴趣出发，在教学主题上应该选取一些与学生生活实践相关的主题内容，激发学生的兴趣；其次，因为学生在可视化编程教学中会有显著的差异，所以教师要适当地调整教学策略，通过小组合作、问题启发等方式，引导学生不断靠近自己的最近发展区；最后，重视评价环节，引导学生在自己的作品上发现问题、解决问题，从而提出最优的方案，促进计算思维的提升。
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