宋京妍

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的頒布實(shí)施，給一線教師指明了教學(xué)方向，幫助教師理清了信息科技學(xué)科中“計(jì)算思維”核心素養(yǎng)要達(dá)到的目標(biāo)，即“初步具備解決問(wèn)題的能力，發(fā)展計(jì)算思維”。計(jì)算思維涉及運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念來(lái)解決問(wèn)題的能力，而抽象能力則是理解、分析和解決問(wèn)題的關(guān)鍵。通過(guò)再現(xiàn)場(chǎng)景、過(guò)程描述、視覺(jué)輔助等方式幫助學(xué)生抽象特征，形成一種分析模式，有助于培養(yǎng)學(xué)生的抽象能力，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展。

1.抽象能力對(duì)計(jì)算思維發(fā)展的意義

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出：信息科技學(xué)科主要研究以數(shù)字形式表達(dá)的信息及其應(yīng)用中的科學(xué)原理、思維方法、處理過(guò)程和工程實(shí)現(xiàn)。具備計(jì)算思維的學(xué)生，能對(duì)問(wèn)題進(jìn)行抽象、分解、建模，并通過(guò)設(shè)計(jì)算法形成解決方案；能嘗試模擬、仿真、驗(yàn)證解決問(wèn)題的過(guò)程，反思、優(yōu)化解決問(wèn)題的方案，并將其遷移運(yùn)用于解決其他問(wèn)題。

在計(jì)算思維中，抽象是一個(gè)核心概念。抽象是指從具體事物中提取和概括出共性特征，形成概念、模型的過(guò)程。在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，抽象能力是計(jì)算思維中的核心能力之一，是一種重要的思維方式，可以幫助學(xué)生從復(fù)雜的問(wèn)題中提取出核心特征和規(guī)律，從而更好地理解和解決實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)培養(yǎng)抽象能力，能夠更快地找到問(wèn)題的解決方案，提高問(wèn)題解決效率。

2.學(xué)生抽象能力培養(yǎng)存在的問(wèn)題

參照新課標(biāo)中小學(xué)生計(jì)算思維的學(xué)段特征，分析目前學(xué)生存在的問(wèn)題及有待提高的能力。一是面對(duì)問(wèn)題，學(xué)生不能抽象出事物的特征，不知道如何下手。小學(xué)是形象思維過(guò)渡到抽象思維的重要時(shí)期，這個(gè)階段的年齡特點(diǎn)決定了大部分學(xué)生不能獨(dú)立思考要解決的問(wèn)題的本質(zhì)特征是什么，或是不能全面地依據(jù)事物的本質(zhì)建立起事物之間的思維邏輯。二是學(xué)生對(duì)于解決問(wèn)題的一般流程比較模糊。當(dāng)遇到比較難的問(wèn)題時(shí)，學(xué)生不知道如何切分任務(wù)、逐步解決，需要幫助學(xué)生建立一定的模式，引導(dǎo)學(xué)生按照一定的流程處理問(wèn)題。

在教學(xué)中，教師容易忽略引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)事物的本質(zhì)，原因有兩個(gè)：一是受年齡的限制，讓學(xué)生自己抽象問(wèn)題的本質(zhì)會(huì)占用很多課堂時(shí)間，教師權(quán)衡利弊后，以完成教學(xué)任務(wù)為重，直接將問(wèn)題的抽象特點(diǎn)告訴學(xué)生；二是教師認(rèn)為沒(méi)有必要訓(xùn)練學(xué)生抽象問(wèn)題特征的能力。尤其小學(xué)的編程教學(xué)中，教師認(rèn)為編寫(xiě)的程序都非常簡(jiǎn)單，學(xué)生應(yīng)該能夠抽象出特征，不用浪費(fèi)時(shí)間去訓(xùn)練。但其實(shí)，找到問(wèn)題的本質(zhì)特征是解決問(wèn)題非常重要的關(guān)鍵點(diǎn)。

3.培養(yǎng)學(xué)生抽象能力的策略

抽象是在分析事物時(shí)抽取事物最本質(zhì)的特性而形成概念，并運(yùn)用概念進(jìn)行推理、判斷的思維活動(dòng)。抽象的意義在于可以透過(guò)事物的表面現(xiàn)象抓住事物的本質(zhì)特征。小學(xué)五、六年級(jí)學(xué)生應(yīng)做到能對(duì)簡(jiǎn)單問(wèn)題進(jìn)行抽象、分解、建模，制訂簡(jiǎn)單的解決方案?？梢钥吹?，抽象是解決問(wèn)題時(shí)非常重要的步驟，不能抽象出核心本質(zhì)并分析出特征，是沒(méi)有辦法解決問(wèn)題的。

當(dāng)學(xué)生要模擬實(shí)現(xiàn)一個(gè)現(xiàn)象或效果時(shí)，在確定研究主題之后，就要分析出特征，并用一定的形式來(lái)呈現(xiàn)特征，形成算法，這對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō)確實(shí)比較困難。教師可以通過(guò)再現(xiàn)場(chǎng)景、過(guò)程描述、視覺(jué)輔助等方式來(lái)輔助學(xué)生抽象特征，形成一種分析模式，幫助學(xué)生抽離出事物特征，初步形成一定的算法。

以“身邊的算法”單元的“猜數(shù)字”教學(xué)內(nèi)容為例。游戲中，學(xué)生知道快速猜中數(shù)字的方法是“二分法”，但是“猜數(shù)字”的編程方法跟玩法是截然不同的。

首先，再現(xiàn)場(chǎng)景。教師帶領(lǐng)學(xué)生玩游戲，經(jīng)歷一次玩的過(guò)程。教師出示1-10的卡牌，洗牌后，隨機(jī)抽取一張卡牌扣在桌子上，讓學(xué)生猜，并根據(jù)學(xué)生猜的數(shù)值給出相應(yīng)的提示，學(xué)生結(jié)合提示進(jìn)行判斷，最終猜出正確的數(shù)字。學(xué)生在這個(gè)過(guò)程中有了直接體驗(yàn)，為后續(xù)的描述過(guò)程做好準(zhǔn)備。

其次，過(guò)程描述。語(yǔ)言是思維的外顯，學(xué)生能夠精準(zhǔn)地描述活動(dòng)過(guò)程，是編程中需求分析重要的一步。在之前玩游戲的基礎(chǔ)上，教師帶領(lǐng)學(xué)生再玩一次游戲，要求學(xué)生描述出游戲的每個(gè)環(huán)節(jié)，盡量做到描述精準(zhǔn)、簡(jiǎn)練。這也是提取特征的關(guān)鍵。

最后，視覺(jué)輔助。在學(xué)生描述的過(guò)程中，教師利用流程圖、思維導(dǎo)圖等，提煉出關(guān)鍵詞及流程走向，這也是抽取出事物特征的過(guò)程。流程圖是分析需求的一個(gè)有效手段，利用簡(jiǎn)單的圖形、文字、箭頭組成流程示意圖，便于小學(xué)生分析理解和思維外顯。借助示意圖分析效果，能夠明確流程走向，直觀地將大任務(wù)分解為幾個(gè)小任務(wù)逐一解決，這也是梳理算法的有效手段之一。教師將學(xué)生分析的思路轉(zhuǎn)化為流程示意圖并呈現(xiàn)在黑板上，這個(gè)示意圖不僅僅是學(xué)生通過(guò)分析抽象出的結(jié)構(gòu)模型，更體現(xiàn)了一部分算法，為實(shí)現(xiàn)效果搭建好腳手架。

通過(guò)再現(xiàn)場(chǎng)景、過(guò)程描述、視覺(jué)輔助“三部曲”，幫助學(xué)生將一個(gè)大問(wèn)題的特征抽象梳理出來(lái)，根據(jù)分析結(jié)果和實(shí)現(xiàn)效果的需要，可以再劃分為幾個(gè)小任務(wù)逐一解決，這是抽象事物特征的過(guò)程，是培養(yǎng)計(jì)算思維中“對(duì)問(wèn)題進(jìn)行抽象、分解、建?！弊罨竞妥铌P(guān)鍵的一步。

“三部曲”的分析模式不僅可以在“身邊的算法”中實(shí)施，在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、主題單元活動(dòng)等形式的問(wèn)題解決中同樣適用。