小学信息科技教学中学生计算思维能力的培养

小学信息科技教学中学生计算思维能力的培养

居士顺

江苏省常州市武进区横林实验小学 213000

摘要：随着信息时代的来临，计算思维能力已经成为小学生必备的核心素养之一，在小学阶段，信息科技教学不仅仅是传授技术知识，更应关注培养学生的计算思维能力，使其具备解决问题、创新思考的能力，计算思维能力是新时代的重要素养之一，对于小学生的培养具有重要意义。本文将深入探讨计算思维能力的概念，分析小学信息科技教学中培养学生计算思维能力的价值，并提出一系列策略，以期为小学生的全面发展和未来社会的需求提供有益的启示。

关键词：小学；信息科技；教学；计算思维能力；培养

引言：随着社会的发展和科技的进步，教育领域也在发生着翻天覆地的变化。近年来，随着信息技术的发展，越来越多的学校开始采用信息化手段来改进教学质量，提升教学效率。信息技术已经成为推动教育创新的重要力量，极大地改变了传统的教学模式，为实现个性化、多元化和深度学习提供了可能，在这个信息化时代，教师需要不断创新教育理念和技术，不断探索如何更好地运用信息技术改变教育现状，提升教育质量，培养具备信息化素养的未来人才。

一、计算思维能力的概念

1.计算思维能力定义

计算思维能力是指在解决问题和处理信息时，个体能够运用计算方法进行思考和决策的能力，具体而言，它涉及对问题的深度分析、抽象和逻辑推理，使个体能够有效地利用计算工具和算法，从而更好地理解、解决复杂的现实问题，这种能力不仅包括对数学和编程等基础计算技能的掌握，还强调创新性思维和逻辑思考的结合，使个体能够在面对各种挑战时灵活应对，并在实际应用中体现出高效的计算思考过程。

2.特征与表现

计算思维能力在个体表现上呈现出独特而显著的特征，它体现在对问题的深入分析能力上，个体能够以系统性和有条理的方式审视问题的各个方面，剖析问题的本质并发现潜在的规律性，这包括对问题进行全面思考，考虑多个因素之间的关系，以及深刻理解问题的内在结构。计算思维能力在抽象思维方面具备独特的特质，个体能够将具体问题抽象为更一般性的模型或概念，使问题变得更具普适性，从而更容易找到通用性的解决方法，这种抽象思维能力使个体能够超越具体情境，更好地应对各种不同领域的问题。计算思维能力的另一个显著特征是逻辑思维的运用，个体能够运用清晰、连贯的逻辑推理，将问题的各个步骤有机地连接起来，形成严密的推导过程。

二、小学信息科技教学中学生计算思维能力的培养价值

1.基础技能发展
信息科技教学在小学阶段的重要价值之一是促进学生基础技能的全面发展，通过学习信息科技，学生能够建立起关键的计算和编程技能，为未来更深入的学习奠定坚实基础。在计算技能方面，学生通过编程和算法的学习，培养了对问题的分析和解决能力，提升了逻辑思维和数学运算的水平，同时，编程的实践过程锻炼了学生的耐心、细致和解决问题的毅力，这些基础技能的发展不仅为学生提供了在信息时代中更好地理解和应用技术的能力，也为其未来深入学习计算机科学、工程和其他相关领域打下了坚实的基础，这种技能培养不仅仅是为了应对未来职业需求，更是为了培养学生面对日常生活中的各种问题时能够运用计算思维灵活解决的能力。

2.问题解决与创新

培养计算思维能力在小学信息科技教学中具有深远的意义，特别是在问题解决和创新方面，通过计算思维的培养，学生不仅能够提升解决问题的能力，更能够激发创新思维，为未来面对各类挑战提供更富有创意和独特性的解决方案。在解决问题方面，计算思维能力的培养使学生能够以系统性和逻辑性的方式分析问题，运用各种计算方法提出有效的解决方案，这不仅有助于他们更好地理解问题的本质，还培养了问题分析和解决的主动性。学生通过信息科技教学中的实际案例和项目，学会了在面对复杂问题时灵活运用计算思维，提高了解决问题的效率和质量。而在创新方面，计算思维的培养激发了学生的创造性思维和想象力，通过参与编程和项目设计，学生能够体验到从问题定义到创新解决方案的全过程，培养了他们独立思考和创意表达的能力。

3. 实际应用与综合素养

将计算思维能力融入小学信息科技教学是为了使学生能够在实际生活中灵活运用所学知识，培养综合素养，通过实际应用的教学方法，学生不仅能够理解抽象的计算概念，更能够将这些概念应用于解决实际问题，从而增强他们的实际问题解决能力。在信息科技教学中，学生通过参与项目、案例分析等实际操作，将计算思维运用于解决真实的问题，这有助于将抽象的计算概念与实际情境相结合，培养学生在实际应用中思考和分析的能力。例如，在编程项目中，学生能够通过设计和实现程序解决日常问题，如简化计算、自动化任务等，从而增强他们对计算思维的实际应用能力。同时，这种实际应用的教学方法也有助于培养学生的综合素养，通过在项目中合作、解决实际问题的过程中，学生将不仅仅是计算技能，还有团队协作、沟通、创新等综合素养得到锻炼。

三、小学信息科技教学现状

1.技术设备局限性

一些学校面临着缺乏先进技术设备的挑战，这直接影响了信息科技教学的质量和广度，由于设备的不足，学生在实践中的接触和应用受到了限制，使得他们无法充分体验信息技术的实际操作和应用，这种技术设备的不足导致了教学资源的不均衡分配，一些学生无法享受到最新的技术设备所带来的便利。在信息科技教学中，先进的设备可以提供更丰富的学习资源和更广泛的学科涵盖，而技术设备的局限性使得部分学生无法充分受益于信息科技教学的全面发展。此外，缺乏先进技术设备也影响了教师在教学中的灵活性和创新性，教师受限于设备的水平，可能难以设计出多样性、创新性的课程内容，限制了他们在信息科技教学中发挥教育创新的空间。

2.课程内容过于理论

在小学信息科技教学中，部分教学存在过于侧重理论知识的倾向，而缺乏对实际操作和应用的充分关注，课程内容的理论性过强可能导致学生对信息科技的实际应用产生疏离感，难以将学到的理论知识转化为实际技能。理论性过强的课程内容可能使学生对信息科技的学科价值产生误解，学生可能会感到理论知识过于抽象，难以与实际生活相联系，从而降低了他们对信息科技学科的兴趣和积极性。此外，过度强调理论知识也可能影响了学生的创新思维的培养，信息科技作为一门实践性强的学科，需要通过实际应用和操作来激发学生的创造力和创新思维。若课程内容过于理论化，学生可能失去了锻炼实际问题解决和创新能力的机会，从而影响了其在信息科技领域中的全面素养的培养。

3.单一的课程设计

在小学信息科技教学中，存在一些课程设计过于单一，缺乏多样性的情况，这使得未能满足不同学生的学习需求，部分课程的单一性导致了学生在信息科技学科的学习过程中，难以体验到多样化的学科内容和教学方法，这可能使一些学生因为对特定教学方式的不适应而失去了学科学习的兴趣，甚至影响到了他们对信息科技的整体认知。单一的课程设计还可能导致了学生的学科能力的不均衡发展，因为缺乏多样性的学科内容，学生可能只在特定方面得到锻炼，而在其他方面的发展受到限制，这使得一些学生可能在特定技能上表现优异，但在其他方面的学科能力却相对薄弱，影响了他们的全面素养的培养。此外，单一的课程设计也难以满足不同学生的学习需求，因为学生的兴趣、学科能力和学习风格各异，过于单一的课程设计无法提供多样性的学科内容和教学方式，使得一些学生可能无法找到适合自己的学习路径。

四、小学信息科技教学中学生计算思维能力的培养策略

1.优化技术资源利用

优化技术资源利用是提升小学信息科技教学效果的关键一环，通过充分利用现有技术资源，教师能够更好地满足学生的学习需求，促进信息科技教学的全面发展。例如，在教学《身边的数字设备》时，这一课主要帮助学生了解生活中常见的数字设备，并熟悉它们的功能，它涵盖了包括手机、平板、智能穿戴、家用智能设备等在内的常见数字设备。教师可以利用现有的技术资源，例如实际的电脑设备或者相关的图片、视频材料来辅助教学，这些资源可以帮助学生更直观地理解和记忆各种硬件设备的特点和用途。此外，教师还可以设计一些互动环节，如让学生分组讨论并分享他们对不同硬件设备的理解，或者进行简单的操作演示，以提高学生的参与度和学习兴趣。通过优化利用这些技术资源，教师不仅可以使抽象的概念变得更加生动有趣，而且还可以帮助学生更好地掌握和应用所学知识，从而提升教学效果，增强学生的学习积极性，通过在线资源，学生可以随时随地获取相关学科知识，提高学习的自主性和灵活性。网络平台还提供了与教师和同学互动的机会，促进学生在信息科技领域的交流与合作，多媒体教材的应用能够使抽象的理论知识更具体易懂，图像、视频等多媒体元素的引入，可以生动地呈现信息科技中的概念和实践，激发学生的学科兴趣。

2.实践导向的课程设计

实践导向的课程设计是为了更有效地培养学生的计算思维能力，通过强调实际操作和应用使学生能够在真实场景中运用所学知识，首先，课程设计注重实际操作，通过实践让学生亲身体验计算思维的应用，通过设计具体的项目和任务，学生不仅能够理解抽象的计算概念，还能够通过实际操作、调试等步骤将理论知识转化为实际能力。例如，在教学计算机的基本操作时，教师可以让学生通过实际操作，学习如何正确地打开和关闭计算机，熟悉计算机的各种外设及其功能，还可以让学生进行各种实际操作练习，如使用键盘输入汉字、英文字符和标点符号，熟练掌握鼠标的使用方法，包括单击、双击、拖动等操作技巧，最后让学生通过实践操作来学习文件夹和文件的基本操作，这种实践导向的课程设计可以让学生在实际操作中提高计算思维能力，培养他们的独立解决问题的能力，并且有助于他们在日常生活中更好地运用电脑，这种亲身参与的方式激发了学生的学科兴趣，使他们更加深入地理解和掌握计算思维的本质，通过将学科知识与实际场景结合，设计相关项目，学生在解决问题的过程中能够运用计算思维进行分析和决策，这种应用导向的教学方式不仅提高了学生解决实际问题的能力，也培养了他们在日常生活中运用计算思维解决问题的自信心，学生在团队中合作完成项目，不仅能够锻炼计算思维，还培养了沟通、协作和解决问题的团队意识。

3.多层次的教学内容
多层次的教学内容设计旨在提供不同层次和深度的学习体验，以满足学生多样性的学习需求，全面培养他们的计算思维能力，教学内容在层次上进行设计，包含基础、中级和高级阶段，以适应不同学生的学科水平和学习进度。例如在《规范使用数字设备》这一课的教学中，教师可以让学生先行了解基本的计算机硬件知识，例如主板、CPU、内存、硬盘等，然后进一步学习软件的基础知识，如操作系统、办公软件等。其次，在该章节的教学过程中，教师还可以让学生了解一下计算机的安全使用方面的知识，例如防范病毒、安全设置密码、定期备份数据等。最后，对于学习能力强的学生，教师还可以教授一些高级的知识，例如编程基础知识等，帮助他们拓宽视野，提升计算思维能力，通过分层次的教学，学生可以在自己的能力范围内逐步深入学习，建立坚实的基础，并在掌握基础知识的基础上挑战更复杂的计算问题，实现个体化的学习路径。多样性的教学内容涵盖不同的主题和应用场景，以激发学生的兴趣，通过引入丰富的实例和案例，学生能够在实际问题中运用计算思维，增加对学科的实际认知，这种多样性的设计使学生更容易找到自己感兴趣的领域，提高学科学习的积极性和主动性。另外，教学内容还可以通过项目驱动的方式，让学生参与到实际项目中，通过项目的设计和实施，学生能够在真实场景中应用计算思维解决问题，培养实际操作和团队合作的能力。

4.游戏化教学方法

游戏化教学方法将游戏元素融入教学中，旨在通过激发学生学习兴趣，提高参与度，以轻松愉悦的方式培养计算思维能力。游戏化教学注重设计富有挑战性和趣味性的游戏任务，通过设定具体的游戏目标和任务，学生参与其中时会感到任务的紧迫感和成就感，从而激发他们的学科兴趣。例如，可以在教学中使用游戏化的方式来进行，用游戏方式激发学生兴趣，让学生在游戏中学习编程基础知识，可以让学生编写一个小游戏，要求玩家控制小球避开障碍物到达终点，从而让学生学会如何定义变量、条件判断、循环结构等概念。在该章节的教学过程中，教师还可以设计一些更复杂的项目，例如制作电子贺卡、绘制图形等等，以挑战学生的游戏技能和逻辑思维能力。最后，对于学习能力强的学生，教师还可以提供一些进阶的任务，这种趣味性的设计能够吸引学生主动参与，使他们在游戏过程中不知不觉地培养计算思维。游戏化教学通过设立游戏关卡、奖励机制等元素，引导学生逐步提升计算思维的难度，这种逐步升级的设计使学生在不断挑战中提高解决问题的能力，同时在取得成就时获得奖励，增强了学科学习的积极性和动力。另外，游戏化教学还强调学生之间的竞争和合作，通过设置游戏排名、团队合作任务等机制，促使学生在竞争中锻炼计算思维，同时培养团队协作和沟通技能，这种社交性的设计既能够增加学科学习的趣味性，也能够促进学生之间的互动和合作。

结束语：借助信息技术，我们可以更好地构建开放、共享、多元化的学习环境，使教育更加高效、便捷、个性化，更好地满足不同学生的学习需求，培养更多具备信息化素养的未来人才。尽管信息化教育仍面临诸多挑战，但只要我们把握住这一发展趋势，充分发挥信息技术的优势，就能够促进教育公平和质量提升，创造更好的学习环境，提升全民素质，推动社会发展。因此，我们要积极推动教育信息化进程，将信息技术应用于教育领域，使其成为推动教育现代化的强大动力。

参考文献：

[1]商艳.小学信息科技教学培养学生计算思维的策略[J].中小学电教(教学),2023,(07):

[2]顾忠良.“螺旋式”学习：计算思维培养范式的建构与路向——以小学信息科技学科教学为例[J].教育与装备研究,2023,39(06):

[3]薛莹.小学信息技术教学中学生计算思维能力的培养[J].小学生(下旬刊),2022,(12):

[4]喻苏培.基于计算思维能力培养的小学信息技术教学路径探索[J].中小学电教,2022,(11):

[5]焦淑秀.浅谈小学信息技术教学中如何培养学生的计算思维能力[J].考试周刊,2021,(44):

[6]孟婷婷.小学信息科技教学中培养学生思维能力的实践研究[J].中小学信息技术教育,2020,(Z1):