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1計算思維辨析

計算思維是計算機科學(xué)領(lǐng)域中的一系列思維活動。需要傳統(tǒng)的技能,如閱讀、寫作和算術(shù)，還需要新的能力———計算思維。它是基于計算機科學(xué)的基本概念和理論以解決問題、設(shè)計系統(tǒng),并了解人類行為。具體而言,計算思維包括并行處理、使用遞歸方法解決問題以及通過抽象和分解復(fù)雜任務(wù)或設(shè)計系統(tǒng)進行計算。它使用簡潔的數(shù)學(xué)模型來描述系統(tǒng)的行為，并且可以確保用戶在不了解任何細節(jié)的情況下,安全使用、調(diào)整。計算思維是基于啟發(fā)式推理來解決問題,它還使用大量的數(shù)據(jù)來加速操作過程,并且可以平衡處理能力和存儲空間。1.1培養(yǎng)計算思維的意識。20世紀80年代,我國開始在部分中小學(xué)開設(shè)計算機課程,21世紀初在北京召開的“全國中小學(xué)信息技術(shù)教育會議”標志著信息技術(shù)的全面發(fā)展。其后,普通高中信息技術(shù)課程標準(實驗)的制定進一步促進了信息技術(shù)課程的發(fā)展。然而,信息技術(shù)課程中信息素養(yǎng)的培養(yǎng)還沒有觸及計算機是工具還是觀念的深層次問題。在實踐教學(xué)中,人們認為計算思維的訓(xùn)練僅僅是教學(xué)生編程，教學(xué)注重程序設(shè)計語言教學(xué)和算法細節(jié)的描述，強調(diào)使用編程語言解決實際問題的能力。其實，這只是將大學(xué)新生計算機基礎(chǔ)課程的一部分委托給小學(xué)，更不用說有多少學(xué)生能夠理解和學(xué)習(xí),小學(xué)生本身花費在學(xué)習(xí)諸如語文、數(shù)學(xué)和英語等課程上的時間已經(jīng)很多，很難理解大學(xué)生計算機基礎(chǔ)課程的相關(guān)內(nèi)容，從而嚴重影響了小學(xué)教育中計算思維的培養(yǎng)。真正的計算思維的培養(yǎng)不是教學(xué)生編寫程序，相反,學(xué)生被引導(dǎo)像計算機科學(xué)家一樣思考，并把計算機思維中的分解、遞歸和建模的思想應(yīng)用到人的身上。這樣，學(xué)生在數(shù)學(xué)和其他課程的學(xué)習(xí)中,以及在日常生活中，能夠自覺地將復(fù)雜的問題分解，進而解決。1.2制定計算思維訓(xùn)練標準。目前還沒有統(tǒng)一的教學(xué)標準和可操作性強的教學(xué)大綱來指導(dǎo)小學(xué)教師培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。在發(fā)達國家,如美國2011年頒布的《CSTAK-12計算機科學(xué)標準(2011)》中，系統(tǒng)地描述了小學(xué)(K1-6)、初中(K6-9)、高中(K9-12)三個不同層次的物理要求。[1]2016年9月,該標準的修訂版正式，進一步強調(diào)了計算思維在中小學(xué)教育中的地位及其實施方法。我國應(yīng)借鑒信息技術(shù)發(fā)達國家的先進經(jīng)驗,組織有關(guān)教育機構(gòu)和知名學(xué)校的專家,由主管教育部門制定計算機專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)行動計劃，在普及基礎(chǔ)教育的基礎(chǔ)上進行廣泛的調(diào)查。行動綱領(lǐng)應(yīng)體現(xiàn)從“身體本位”到“識字標準”的轉(zhuǎn)變，它不僅要在理科課程中開展計算思維,而且要把計算思維的培養(yǎng)擴展到語文、數(shù)學(xué)、音樂、社會實踐等課程,使學(xué)生在多學(xué)科領(lǐng)域?qū)W習(xí)中實現(xiàn)這一標準。[2]1.3提高小學(xué)教師信息技術(shù)素養(yǎng)。培養(yǎng)學(xué)生的計算思維不僅是信息技術(shù)教師的責(zé)任,也是其他非信息技術(shù)課程的教師的責(zé)任。也就是說,各學(xué)科教師應(yīng)該共同承擔(dān)計算思維的教學(xué)任務(wù)。[3]然而，現(xiàn)實情況是，一方面全職IT教師短缺，另一方面非IT教師的信息技術(shù)素養(yǎng)較低。因此，一方面，國家應(yīng)繼續(xù)大力培養(yǎng)信息技術(shù)教師；另一方面，教育當(dāng)局需要制定政策，使計算思維學(xué)習(xí)成為教師專業(yè)發(fā)展的一部分，有效提高他們的IT素養(yǎng)。

2基于計算思維的小學(xué)信息技術(shù)課程設(shè)計分析

如何在有限的信息技術(shù)課堂上有效地培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，是每一名小學(xué)信息技術(shù)教師都要研究思考的。計算思維的培養(yǎng)不是短時間就能完成的,需要信息技術(shù)教師投入充分的耐心和精力，要根據(jù)小學(xué)生的心理發(fā)展特點并結(jié)合新課程標準的要求進行課程設(shè)計。只有這樣，才能實現(xiàn)對小學(xué)生計算思維的有效培養(yǎng)，實現(xiàn)學(xué)生的全面發(fā)展。2.1scratch編程工具的選擇。劃痕是由麻省理工學(xué)院(MIT)設(shè)計和開發(fā)的兒童圖形化編程工具。該軟件的特點是:合成過程。序的命令和參數(shù)通過積木形狀的模塊來實現(xiàn)，只要你會搭積木，就會使用此款軟件，從而創(chuàng)作出屬于自己的游戲、卡通、動畫等作品，還可以將自己的作品上傳到官方網(wǎng)站與其他人分享。此款編程軟件有助于鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)意思維，幫助學(xué)生在掌握信息技術(shù)基本知識與技能的同時增強信息意識，樹立良好的信息社會意識和責(zé)任感。計算機語言可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和解決問題的能力，為了與計算機進行“對話”,我們必須掌握這個“武器”；但是由于計算機語言本身的嚴謹性，學(xué)生第一次接觸時會感到神秘和無聊。如果他們沒有堅定的信心和勇氣去面對困難，很容易厭倦學(xué)習(xí)。所以在教學(xué)中利用Scratch這一程序設(shè)計軟件能消除學(xué)生的畏難心理，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的信心。2.2任務(wù)驅(qū)動法在。Scratch教學(xué)中的應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動法在Scratch課堂中的特點：2.2.1目的性。任務(wù)驅(qū)動法在Scratch課堂教學(xué)中的運用具有十分顯著的特點，其具有較強的目的性。任務(wù)驅(qū)動法作為一項全新的教學(xué)方法，其本身就帶有十分突出的目的性，而在Scratch課堂教學(xué)中，這種目的性得到了極大的增強，使得學(xué)生和教師更為準確地對課堂教學(xué)中所需要學(xué)習(xí)和傳授的內(nèi)容進行了解，使得課堂教學(xué)的效率可以獲得更為顯著的提高。2.2.2主動性。任務(wù)驅(qū)動法的主動性相對于傳統(tǒng)的教學(xué)方法也有著十分顯著的提高。任務(wù)驅(qū)動法作為一項強調(diào)學(xué)生參與的教學(xué)方法，其在Scratch課堂中的運用，使得學(xué)生可以參與到教學(xué)活動中，對學(xué)生的學(xué)習(xí)起到了極為重要的幫助作用，發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，并且響應(yīng)了國家的新課程改革。學(xué)生作為任務(wù)的提出者和解決者，可以更為深入地對所學(xué)知識進行了解和認知。2.2.3合作性。合作性也是任務(wù)驅(qū)動法的作用之一。任務(wù)驅(qū)動法的運用可以有效地提高學(xué)生的自主合作性，Scratch課堂教學(xué)中往往會出現(xiàn)學(xué)生差距較大的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是學(xué)生的信息技術(shù)水平不同導(dǎo)致的，對教師的教學(xué)進度產(chǎn)生了一定的影響。而任務(wù)驅(qū)動法的運用使得水平較差的學(xué)生可以得到水平較高的學(xué)生的幫助，能夠快速理解教師所傳授的知識，提高教學(xué)的整體效率，并且它還可以幫助學(xué)生建立團結(jié)互助的理念。

3任務(wù)驅(qū)動法在Scratch課堂教學(xué)中的實施步驟

3.1創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)學(xué)生的任務(wù)欲望。要想使任務(wù)驅(qū)動法在Scratch課堂教學(xué)中得到有效的實施和落實，教師就必須要具備良好的創(chuàng)設(shè)情景的能力，使學(xué)生的任務(wù)欲望可以得到有效的激發(fā)。在教學(xué)的過程中，教師的主要目的并不是采用填鴨式的教學(xué)方法將自身的知識傳授給學(xué)生，這種方法并不能對學(xué)生的成長起到良好的幫助，特別是在小學(xué)階段，學(xué)生的思維和成長具有極大的發(fā)展空間，如果使用填鴨式教學(xué)法，學(xué)生的本性就會被扼殺。同時，這種方法也不符合我國當(dāng)前的新課程改革標準。教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生，鼓勵學(xué)生，發(fā)揮學(xué)生的自主性和培養(yǎng)其開放式思維，將學(xué)生的想象力和操作能力進一步加強。學(xué)生在Scratch課堂中具備提出問題和解決問題的能力，但是提出的問題往往不適合學(xué)生的實際，此時就需要教師發(fā)揮作用，根據(jù)學(xué)生需要學(xué)習(xí)的知識創(chuàng)設(shè)不同的實際情境，引導(dǎo)學(xué)生提出符合當(dāng)前學(xué)習(xí)實際的任務(wù)，為下一步的學(xué)習(xí)起到一定的鋪墊作用。3.2根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，對任務(wù)進行分析和分解。教師在運用任務(wù)驅(qū)動法時，還要具備任務(wù)分析能力，將一些復(fù)雜的任務(wù)通過分析和分解變?yōu)楹唵蔚娜蝿?wù)。學(xué)生在實際的學(xué)習(xí)過程中，受自身能力的局限，面對一些復(fù)雜的問題，往往無法有效地提出問題和解決問題，此時就需要教師對復(fù)雜的任務(wù)進行分析，使得學(xué)生對任務(wù)擁有初步的認知和了解，然后教師將復(fù)雜的任務(wù)分解成較為簡單的任務(wù)，分配給學(xué)生進行學(xué)習(xí)。學(xué)生在對知識擁有初步的了解和任務(wù)簡單化以后，更有利于知識的學(xué)習(xí)和任務(wù)的完成。同時，教學(xué)過程中常常會產(chǎn)生一些較為簡單的任務(wù)，此時教師就應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，不僅要對能按時完成任務(wù)的學(xué)生進行相應(yīng)的鼓勵和表揚，還要對在基本任務(wù)完成后對任務(wù)作品進行創(chuàng)新的同學(xué)給予獎賞，可以將其作品展示給全班同學(xué)，并讓其介紹創(chuàng)新的意圖和想法，使得全班同學(xué)都具有一定的創(chuàng)新思維。

4結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟水平的不斷提高，對小學(xué)生的教育重視程度也必將迎來一個全新的階段，同時，新課程改革標準的落實，對教師的教學(xué)也有了新的要求，傳統(tǒng)的教學(xué)模式和方法已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)前社會的需要。計算思維的培養(yǎng)是一個長期的過程，基于可視化編程工具Scratch的編程教育將對計算思維的培養(yǎng)具有促進作用。

參考文獻

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作者:楊佳慧 胡衛(wèi)星 單位:渤海大學(xué)