黃雪微 汪振興

【摘 要】計(jì)算思維作為一種日常生活中常用的思考方式，在問(wèn)題解決過(guò)程中有重要的意義。隨著信息化的不斷推進(jìn)，數(shù)字化進(jìn)程的不斷發(fā)展，在信息技術(shù)教學(xué)中教師也越來(lái)越關(guān)注學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)。為此，教師要構(gòu)建科學(xué)的教學(xué)體系，運(yùn)用多種教學(xué)手段，開(kāi)展多樣化的計(jì)算思維訓(xùn)練活動(dòng)，使學(xué)生養(yǎng)成良好的計(jì)算思維習(xí)慣，不斷提高計(jì)算思維能力。

【關(guān)鍵詞】可視化編程 計(jì)算思維 教學(xué)策略 探究式學(xué)習(xí)

一、引言

計(jì)算思維是《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中信息科技學(xué)科的核心素養(yǎng)之一，是個(gè)體運(yùn)用計(jì)算科學(xué)領(lǐng)域的思想方法，在問(wèn)題解決過(guò)程中涉及的抽象、分解、建模、算法設(shè)計(jì)等思維活動(dòng)，在學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力培養(yǎng)方面起著不可估量的作用。隨著Scratch編程的全面開(kāi)展，通過(guò)趣味編程來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維成為大家探究的焦點(diǎn)。在小學(xué)信息科技編程教學(xué)中，教師也越來(lái)越關(guān)注如何采用合適的教學(xué)策略培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

二、小學(xué)信息科技編程探究式教學(xué)的重要作用

探究式教學(xué)的指導(dǎo)思想是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生作為活動(dòng)主體，學(xué)生能自覺(jué)、積極地進(jìn)行探索，掌握解決問(wèn)題的方法和步驟，研究客觀事物的本質(zhì)和屬性，發(fā)掘事物發(fā)展的起因和事物間的內(nèi)部聯(lián)系，從中尋找規(guī)律，并形成自己的概念。探究式教學(xué)應(yīng)用于小學(xué)信息科技編程課堂具有以下積極作用。

（一）落實(shí)學(xué)生學(xué)習(xí)主體地位

新課標(biāo)中強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的主體地位和探究的重要作用。探究式教學(xué)中，教師把原來(lái)需要教師講解、演示的時(shí)間還給學(xué)生，在教師的指導(dǎo)、組織和支持下，讓學(xué)生主動(dòng)參與、積極探索，培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題的能力，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，落實(shí)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位。

（二）促進(jìn)學(xué)生間互助合作

“探究式”教學(xué)的核心是“探究”，因此在教學(xué)中教師指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展自我探究，在探究中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，通過(guò)學(xué)習(xí)和小組合作解決問(wèn)題并掌握知識(shí)和技能，才是最重要的。游戲編程對(duì)小學(xué)生來(lái)說(shuō)難度有些大，學(xué)生個(gè)人進(jìn)行自主探究，耗費(fèi)的時(shí)間比較長(zhǎng)，進(jìn)行合作探究可以更好地提升學(xué)習(xí)效率，從而構(gòu)建高效課堂。小學(xué)信息科技課程探究式學(xué)習(xí)中，小組的互助合作能夠發(fā)揮最大效能，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)，提高小組合作探究的能力。

（三）增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)

在探究式學(xué)習(xí)模式中，教師在課堂中積極鼓勵(lì)學(xué)生交流，讓其各抒己見(jiàn)，產(chǎn)生思維碰撞，更加全面地了解知識(shí)。在信息科技課堂中的探究式學(xué)習(xí)，交流并不局限于學(xué)生之間的交流，更重要的還有學(xué)生和教師之間的互動(dòng)交流，在交流中不斷地豐富自己的知識(shí)，有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

三、探究式教學(xué)促進(jìn)學(xué)生的計(jì)算思維發(fā)展的優(yōu)化策略

（一）創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

良好的教學(xué)情境能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在信息科技教學(xué)中，教師可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真正的問(wèn)題情境，讓學(xué)生感覺(jué)問(wèn)題有趣，在生活中遇到類(lèi)似的問(wèn)題時(shí)能夠?qū)W有所用，學(xué)生就會(huì)有目的地學(xué)習(xí)。以“貓抓老鼠”這一游戲活動(dòng)為例，教師需要結(jié)合該游戲需求，讓學(xué)生通過(guò)體驗(yàn)游戲，由游戲入手，了解游戲規(guī)則。學(xué)生在玩游戲的過(guò)程中產(chǎn)生興趣，提高學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，對(duì)游戲有初步的感知，為分析游戲奠定基礎(chǔ)。

（二）巧設(shè)探究任務(wù)，將探究式學(xué)習(xí)落到實(shí)處

探究式教學(xué)的核心就是要改變傳統(tǒng)的機(jī)械學(xué)習(xí)、死記硬背的現(xiàn)狀，倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、樂(lè)于探究的學(xué)習(xí)方式，在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)的技能，提高探究未知事物的能力。在“貓抓老鼠”一課中，教師發(fā)放探究卡，要求學(xué)生首先完成“設(shè)計(jì)思路分析”，按照探究卡上的任務(wù)對(duì)游戲進(jìn)行整體分析。學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)思路進(jìn)行分析后，繼續(xù)探究后面的問(wèn)題，按照探究卡上的任務(wù)指引，對(duì)角色進(jìn)行詳細(xì)分析，分析“貓”和“老鼠”這兩個(gè)角色的功能、運(yùn)動(dòng)方式、交互方式等。學(xué)生按照自己的思路用流程圖或文字表示出來(lái)，認(rèn)識(shí)到解決同一問(wèn)題可能會(huì)有多種方法，將游戲功能分析這一任務(wù)分解為可實(shí)施的一系列步驟。

（三）自主探究和合作探究相結(jié)合

在信息科技教學(xué)中，教師可以指導(dǎo)學(xué)生在獨(dú)立探究的基礎(chǔ)上，圍繞探究的核心問(wèn)題，分組開(kāi)展合作學(xué)習(xí)，最后再進(jìn)行集體交流。學(xué)生只有經(jīng)過(guò)自主學(xué)習(xí)、思考和實(shí)踐，才能形成自己的見(jiàn)解，在合作探究中交換觀點(diǎn)和做法，進(jìn)一步完善、豐富自己的觀點(diǎn)和看法。根據(jù)小組合作探究，學(xué)生思考如何將問(wèn)題分解成更小的部分，并嘗試找到解決每個(gè)問(wèn)題的方法，為后續(xù)的操作降低難度。在教學(xué)過(guò)程中，教師對(duì)學(xué)生遇到的新模塊進(jìn)行適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)撥和講解，主要是針對(duì)學(xué)生自主探究編程設(shè)計(jì)的思維。學(xué)生在小組合作中，結(jié)合新舊知識(shí)，通過(guò)比較操作效果，優(yōu)化自己的作品，在操作中分步驟解決各個(gè)小問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)了整體問(wèn)題的解決。教師鼓勵(lì)學(xué)生與小組同伴進(jìn)行合作，共同解決問(wèn)題，相互提供反饋和支持，引導(dǎo)學(xué)生思考多種可能性，而不是只考慮單一的答案，鼓勵(lì)學(xué)生大膽嘗試。

（四）重視成果展示，開(kāi)展多元評(píng)價(jià)

在探究式教學(xué)中，每個(gè)學(xué)生都想展示自己的成果，所以開(kāi)展多元評(píng)價(jià)對(duì)激勵(lì)學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)、提高教學(xué)質(zhì)量有十分重要的作用。最后的成果展示環(huán)節(jié)，是對(duì)整個(gè)學(xué)習(xí)與創(chuàng)作過(guò)程進(jìn)行反饋。在展示分享時(shí)，學(xué)生自主選擇表達(dá)方式和呈現(xiàn)形式，可以激發(fā)他們的創(chuàng)造力和自信心。接著由其他同學(xué)對(duì)作品進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，側(cè)重從作品的設(shè)計(jì)思路、創(chuàng)意亮點(diǎn)或可改進(jìn)、拓展的設(shè)計(jì)點(diǎn)等方面進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。展示和點(diǎn)評(píng)過(guò)程也能幫助學(xué)生更深入地理解所學(xué)知識(shí)，鞏固自己的學(xué)習(xí)成果。教師點(diǎn)評(píng)可以促進(jìn)學(xué)生針對(duì)自己在學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題和不足進(jìn)行反思，并有針對(duì)性地改進(jìn)。整個(gè)環(huán)節(jié)使學(xué)生開(kāi)闊了視野，拓展了思維，啟發(fā)他們思考和探究，學(xué)生的計(jì)算思維能力、邏輯思維能力及創(chuàng)新創(chuàng)造意識(shí)得到提高。

四、小學(xué)信息科技探究式編程教學(xué)的計(jì)算思維培養(yǎng)實(shí)踐流程

（一）教學(xué)計(jì)劃

以“貓抓老鼠”游戲?yàn)槔?，本?jié)課的目標(biāo)是引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)體驗(yàn)游戲觀察游戲角色的功能，學(xué)會(huì)結(jié)合角色的功能分析應(yīng)用到的腳本，串聯(lián)新舊知識(shí)編寫(xiě)用按鍵控制角色的游戲腳本，學(xué)生需要設(shè)計(jì)多個(gè)角色腳本，實(shí)現(xiàn)有趣的游戲交互效果。

（二）教學(xué)過(guò)程

教學(xué)過(guò)程主要分為五個(gè)小節(jié)，分別是體驗(yàn)游戲、分析游戲功能、分析游戲腳本、小組合作編寫(xiě)游戲腳本和交流與分享。

1.體驗(yàn)游戲

讓學(xué)生體驗(yàn)“貓抓老鼠”游戲，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生感受游戲的各種功能和交互方式，為接下來(lái)的分析環(huán)節(jié)奠定基礎(chǔ)。這一環(huán)節(jié)不需要花費(fèi)太長(zhǎng)時(shí)間，讓學(xué)生快速體驗(yàn)，防止影響課堂環(huán)節(jié)的有序開(kāi)展。

2.分析游戲功能

學(xué)生體驗(yàn)游戲后，對(duì)游戲的功能進(jìn)行分析。在這一階段，教師為學(xué)生發(fā)送探究指引，學(xué)生首先根據(jù)探究指引中的“設(shè)計(jì)思路分析”模塊，分析游戲中有哪些角色，游戲整體的設(shè)計(jì)思路是什么。接下來(lái)繪制流程圖，完成探究指引中的具體問(wèn)題，分析每個(gè)角色有哪些動(dòng)畫(huà)、功能和交互。這一階段是由學(xué)生以小組合作形式完成，根據(jù)探究指引上的問(wèn)題自主探究，設(shè)想實(shí)現(xiàn)這些功能的方式。

3.分析游戲腳本

通過(guò)對(duì)游戲體驗(yàn)和游戲功能的分析，學(xué)生對(duì)游戲腳本設(shè)計(jì)有了初步的想法。接下來(lái)讓學(xué)生整理資料，自主分析腳本解決問(wèn)題，將游戲的相關(guān)腳本分析透徹，得出結(jié)論，奠定程序編寫(xiě)的基礎(chǔ)。

4.小組合作編寫(xiě)游戲腳本

學(xué)生根據(jù)探究指引體驗(yàn)功能、分析腳本后，形成個(gè)人見(jiàn)解，在這個(gè)階段，學(xué)生以小組為單位進(jìn)行小組間的交流和合作，并制作游戲腳本。小組內(nèi)設(shè)置組長(zhǎng)，組長(zhǎng)組織成員協(xié)作交流，教師也要為學(xué)生提供及時(shí)的指導(dǎo)和幫助，幫助學(xué)生順利完成游戲程序的編寫(xiě)。

5.交流與分享

成功完成游戲制作的小組分享自己的設(shè)計(jì)思路、制作過(guò)程以及腳本，其他學(xué)生提出問(wèn)題，展開(kāi)交流。沒(méi)有在課堂中完成游戲編制的小組也需要展示部分成果和腳本，以及遇到的問(wèn)題和困難，其他小組給予幫助，最終所有小組順利完成游戲的制作。

（三）教學(xué)活動(dòng)中存在的不足以及未來(lái)發(fā)展方向

腳本編寫(xiě)是一項(xiàng)復(fù)雜而煩瑣的任務(wù)，而第一個(gè)游戲的程序編寫(xiě)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)更是不小的挑戰(zhàn)。用游戲體驗(yàn)的方式進(jìn)行導(dǎo)入能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使用探究式學(xué)習(xí)策略能夠較好地降低學(xué)習(xí)難度，用探究卡將游戲腳本編寫(xiě)的任務(wù)分解、呈現(xiàn)，在分析和實(shí)踐的過(guò)程中，學(xué)生能夠深刻體會(huì)游戲設(shè)計(jì)和編寫(xiě)的思路和過(guò)程。學(xué)生的積極性明顯提高，但組內(nèi)的分工還不夠明確，還是有小部分學(xué)生不愿參與小組合作，他們表示在此之前沒(méi)有接觸過(guò)探究式學(xué)習(xí)，在組織探究學(xué)習(xí)之前教師應(yīng)該先說(shuō)明探究的流程和學(xué)習(xí)目標(biāo)等。探究式教學(xué)的課堂案例中學(xué)生開(kāi)展小組合作完成游戲的制作，本身就增加了不確定因素，對(duì)探究式教學(xué)流程陌生也會(huì)導(dǎo)致浪費(fèi)寶貴的課堂時(shí)間，學(xué)生無(wú)從下手，最后導(dǎo)致作品的完成度不高。在學(xué)生自主學(xué)習(xí)過(guò)程中，使用有趣的探究卡可以幫助學(xué)生將大問(wèn)題分解為若干個(gè)小問(wèn)題，最終在學(xué)習(xí)和探索中解決大問(wèn)題。通過(guò)與小組同伴的合作探究，學(xué)生對(duì)腳本進(jìn)行比較、調(diào)試和驗(yàn)證，了解到不同方法具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，不同方法對(duì)問(wèn)題的解決有著不同的影響，學(xué)生學(xué)會(huì)擇優(yōu)選擇解決問(wèn)題的方案，從而培養(yǎng)和提高了計(jì)算思維能力。

五、結(jié)語(yǔ)

在教學(xué)過(guò)程中采用開(kāi)放型、探究式的方法，讓學(xué)生參與課堂的互動(dòng)和討論，讓他們思考多種可能性，可以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維。教師通過(guò)一個(gè)個(gè)探究項(xiàng)目和實(shí)踐活動(dòng)來(lái)鼓勵(lì)學(xué)生思考、探索和解決問(wèn)題。學(xué)生在與同伴進(jìn)行合作編程過(guò)程中，共同解決問(wèn)題，相互提供反饋和支持，也能拓展思維。教師的實(shí)時(shí)反饋和評(píng)價(jià)，能夠幫助學(xué)生改進(jìn)和完善自己的計(jì)算思維。此外，探究式教學(xué)的設(shè)計(jì)需要把握好對(duì)學(xué)生思維的引導(dǎo)，設(shè)計(jì)有效的問(wèn)題。這意味著教師要積累豐富的經(jīng)驗(yàn)，因此教師在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)掌握學(xué)生的實(shí)際情況，遵循學(xué)生思維的規(guī)律，不斷進(jìn)行細(xì)致的研究。

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