錢曉峰 江蘇省蘇州市吳江區(qū)震澤實驗小學(xué)

2006年，周以真教授在上發(fā)文定義了計算思維（Computational Thinking），指出計算思維是幫助人們在理解事物、解決問題時，能夠以計算機(jī)科學(xué)概念、邏輯以及算法來理解、判斷的一種思維方式。培養(yǎng)學(xué)生的計算思維應(yīng)該和培養(yǎng)其閱讀、寫作、數(shù)學(xué)技能一樣，滲透到生活的細(xì)節(jié)中，這樣既能幫助學(xué)生突破課程學(xué)習(xí)中的各種難題，同時還能有效解決生活中的實際問題。筆者發(fā)現(xiàn)，在目前的信息技術(shù)課堂教學(xué)中，教師往往只注重在編程類課程中培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，對非編程類課程是否也能成為促進(jìn)學(xué)生計算思維發(fā)展的載體沒有作更多的嘗試。筆者根據(jù)實踐經(jīng)驗認(rèn)為，在信息技術(shù)課堂教學(xué)中，可以換一種比較隱性的形式來培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，具體教學(xué)實踐如下。

● 巧設(shè)活動板書，追本溯源“話”表格

在信息技術(shù)課堂教學(xué)中，教師可以通過研讀教材與精心設(shè)計，讓傳統(tǒng)的課堂板書重新煥發(fā)生機(jī)，進(jìn)而更為有效地發(fā)展學(xué)生的計算思維。例如，在講授《插入表格》一課時，筆者將課堂板書內(nèi)容劃分成若干模塊（本文中稱為“活動板書”），通過情境導(dǎo)入，引導(dǎo)學(xué)生將具體的文本內(nèi)容抽象概括為表格形式。這個過程實踐了計算思維中的抽象、概括兩個基本要素。部分教學(xué)情境如下。

教學(xué)情境一：導(dǎo)入部分，筆者提供給學(xué)生“千燈導(dǎo)游介紹”和“景點地圖”文本材料，要求學(xué)生閱讀后能以導(dǎo)游的身份規(guī)劃旅游行程?？紤]到學(xué)生的年齡特點，只要求學(xué)生用口述的方式說一說旅游行程。教師按學(xué)生說的順序?qū)⑻崆爸谱骱玫幕顒影鍟N在黑板上（如圖1）。

圖1

教學(xué)情境二：請學(xué)生根據(jù)活動板書的內(nèi)容進(jìn)行歸納，目的是引導(dǎo)學(xué)生歸納出表頭（如圖2第一排）。

圖2

教學(xué)情境三：在學(xué)生口述完成后，筆者將活動板書進(jìn)行排列與整理，形成一張表格，學(xué)生恍然大悟。（如下頁圖3）

圖3

教學(xué)情境四：筆者順勢引導(dǎo)，本課的重點“行”“列”“單元格”也已經(jīng)突破,單元格的概念尤為清晰，每一塊活動板書都是一個單元格（如圖4）。

圖4

通過以上教學(xué)情境的層層推進(jìn)，學(xué)生把具體的文字內(nèi)容轉(zhuǎn)換成了表格，這個過程就是計算思維中對數(shù)據(jù)進(jìn)行概括、歸納、抽象的過程。筆者在非編程課中設(shè)計了活動板書，在傳授學(xué)生計算思維的過程中層層推進(jìn)，由淺入深，使學(xué)生能較容易地理解相關(guān)概念。

● 巧換活動板書，因勢利導(dǎo)修表格

教學(xué)情境五：在上一環(huán)節(jié)的表格成形后，教師讓學(xué)生設(shè)計“入園時間”，大部分學(xué)生填寫的“入園時間”如表1所示。筆者請學(xué)生觀察表格并思考，學(xué)生發(fā)現(xiàn)設(shè)置的入園時間不合理，忽略了景點與景點之間的行程時間，隨后學(xué)生對表格進(jìn)行了修改（如表2）并闡述設(shè)置入園時間的理由。這個過程，教師是通過替換空白“活動板書”進(jìn)行的，并讓學(xué)生在活動板書上書寫，替換黑板活動板書。

表1

表2

本環(huán)節(jié)已經(jīng)提到了計算機(jī)編程中最為重要的算法，入園時間的設(shè)置就是一個算法問題，學(xué)習(xí)計算機(jī)編程中的算法是需要一定的數(shù)學(xué)知識與計算機(jī)編程基礎(chǔ)的。對于四年級的學(xué)生來說，更多的是讓他們體驗與理解算法的意義，這個教學(xué)環(huán)節(jié)就是將計算思維中的算法概念與學(xué)生的生活實際相聯(lián)系，讓學(xué)生經(jīng)歷一個簡單的數(shù)學(xué)問題，感受和體驗建立并運用計算思維的重要性。

● 順勢迭代，豐富表格

教學(xué)情境六：當(dāng)學(xué)生掌握了表格的制作與修改后，筆者布置了制作個性化的行程安排表的任務(wù)，并提出：根據(jù)“導(dǎo)游地圖”，將始末景點的選擇、往返景點之間的出行方式等諸多因素納入統(tǒng)籌規(guī)劃，進(jìn)行一次私人定制。學(xué)生經(jīng)過討論，展示的表格各有特色，有的把始發(fā)地到達(dá)第一個景點的時間與出行方式也納入表格，這就使得表格中只要有一個單元格的內(nèi)容發(fā)生變化，那么與之對應(yīng)的單元格都將發(fā)生變化……學(xué)生設(shè)計的表格更具個性化與合理性。

本環(huán)節(jié)是本課的拓展環(huán)節(jié)，也是升華部分，筆者實施了分層教學(xué)，要求學(xué)生根據(jù)自己的認(rèn)知條件與能力對表格進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計?？剂烤C合因素來改進(jìn)表格的過程就是迭代的過程，而在這個過程中學(xué)生潛移默化地接受了數(shù)據(jù)庫編程中“字段”的概念（在數(shù)據(jù)庫中大多數(shù)表的“列”稱為“字段”）。一張數(shù)據(jù)表分為行和列，一行就是一條記錄，不同的字段，代表了不同的屬性。正因為有了具體事件的驅(qū)動，學(xué)生才體驗到如何將有用信息轉(zhuǎn)換為有實際指導(dǎo)意義的行程表，并在不知不覺中提升了計算思維能力。

● 知所先后，則近道矣，有理有據(jù)創(chuàng)設(shè)表格

教學(xué)情境七：在單元主題活動教學(xué)時，筆者提出了這樣一個任務(wù)——設(shè)計一份個性化課程表。筆者交待了一周課程的總課時量、課程名、每個課程的周課時數(shù)等，并請學(xué)生說一說在每天的課程安排中怎樣才能做到課程匹配較合理。同時，筆者把事先準(zhǔn)備好的活動板書展示給學(xué)生（如圖5）。

圖5

在學(xué)生制作課程表期間，筆者發(fā)現(xiàn)有學(xué)生制作出如圖6所示的課程表，于是筆者讓這位學(xué)生向大家講解課程表的繪制思路，該學(xué)生回答道：“根據(jù)每周的總課時量及每天固定的課時數(shù)再加上行表頭和列表頭，這個課程表需要42個單元格，通過合并單元格可以獲得該表格?！逼渌瑢W(xué)聽完講解后，繼續(xù)對表格進(jìn)行完善（如圖7），筆者又陸續(xù)請了幾位學(xué)生來展示并闡述自己的操作方法與思路。學(xué)生在講解中都提到了要遵守課程安排標(biāo)準(zhǔn)，在安排課程時，都能夠考慮到把語文和數(shù)學(xué)課程優(yōu)先安排在每天上午的第一、二節(jié)，由此得出，大家的課程表安排變化不大。

圖6

圖7

通過這個環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生發(fā)展了兩層解決問題的思路：第一層是課程到底設(shè)計多少個單元格，表格設(shè)計的依據(jù)是什么。第一個學(xué)生的回答為大家理清思路提供了引導(dǎo)。第二層是課程內(nèi)容的具體安排，學(xué)生根據(jù)課程安排標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行排列填充。在這節(jié)課中，筆者最希望學(xué)生得到的思路就是計算中優(yōu)先級問題的處理。這個環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)的意義已經(jīng)不僅是課程表的制作了，而是學(xué)生已經(jīng)意識到在處理具體問題時，可以通過歸納重點將要素概括、整理，根據(jù)任務(wù)緊迫性和事情重要性這兩個維度的優(yōu)先級進(jìn)行劃分并實施，從而更直觀地分析問題，為解決問題提供依據(jù)。

● 結(jié)語

筆者在非編程類課程中將培養(yǎng)提升學(xué)生計算思維貫穿于整個教學(xué)過程，成效不錯。這說明，非編程類的課堂教學(xué)中蘊含著大量的計算思維元素，雖然其表現(xiàn)形式與程序設(shè)計有所不同，但只要教師鉆研教材、重組內(nèi)容、精心設(shè)計，就能將對學(xué)生的計算思維培養(yǎng)顯性化。