學習進階理論下學生計算思維培養(yǎng)的實踐研究

摘 要：在信息社會背景下，計算思維作為信息技術(shù)學科的核心素養(yǎng)之一，教師在信息技術(shù)教學中應當以培養(yǎng)學生計算思維作為主要目的，為學生的綜合發(fā)展奠定良好的基礎。美國國家研究理事會（NRC）對學習進階的定義為：學習進階是對學生連貫且逐漸深入的思維方式的假定描述，是在一個適當?shù)臅r間跨度下，學生學習和探究某一知識或?qū)嵺`領(lǐng)域時，其思維方式逐漸進階的過程。文章對學習進階理論下學生計算思維的培養(yǎng)進行研究和闡述，旨在使用更加科學的教學方法提高學生的信息素養(yǎng)，從而使得信息技術(shù)教學能夠更好地滿足學生的認知發(fā)展規(guī)律，以期為信息技術(shù)教學改革的良性發(fā)展注入活力。

關(guān)鍵詞：計算思維；學習進階；信息技術(shù)；認知發(fā)展；教學改革

作者簡介：徐升波（1984—），女，江蘇省蘇州高新區(qū)通安中心小學校。

計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統(tǒng)設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。小學階段的學生正處在思維發(fā)展的初期，其思維具有很強的發(fā)展?jié)撃?，因此在實際的教學過程中，教師應當使用合適的方法來挖掘?qū)W生的思維潛能，引導學生展開深度的信息技術(shù)學習。學生計算思維具有層次性、進階性，學習進階又包括學習目標、進階維度等要素。因此在小學信息技術(shù)教學中，要想真正實現(xiàn)對學生計算思維的培養(yǎng)，需要教師給學生提供階梯式引導，應用學習進階的教育理論，在明確學習目標的同時對進階維度進行劃分，讓學生按照從簡單到復雜、從具體到抽象、從特殊到一般的過程來解決問題，從而讓學生的計算思維獲得更好的發(fā)展。

一、運用學習進階理論發(fā)展學生計算思維的原則

（1）主體性原則。落實學習進階理論的關(guān)鍵在于教師真正理解學生在各個學習階段的實際需求，因此教師需要形成以學生為本的教育思想，關(guān)注學生的最近發(fā)展區(qū)，了解學生計算思維的特點，從而使教學建立在學生實際需要之上。

（2）引導性原則。小學生思考問題的方式存在一定的局限性，為了促進學生的計算思維發(fā)展，教師需要加強自身的引導作用，在學生需要時引導學生找到解決問題的方法，從而讓學生思考問題的過程變得更加完善，使學生獲得計算思維上的成長。

（3）實踐性原則。學生計算思維是以學生解決問題的水平為主要評價標準的，因此在小學信息技術(shù)教學中，教師需要加強學生的實踐能力，給學生提供更多可以進行自主實踐的機會，讓學生可以大膽地運用自己學到的知識去解決問題，在多元體驗當中積累經(jīng)驗，從而讓學生的計算思維獲得實質(zhì)性發(fā)展［1］。

二、運用學習進階理論發(fā)展學生計算思維的階段教學策略

（一）問題的初步認識——計算思維的初步運用

在信息技術(shù)教學中發(fā)展學生的計算思維，需要教師遵循學生的認知發(fā)展規(guī)律，結(jié)合學習進階理論，引導學生從簡單到復雜地運用信息技術(shù)來解決問題。因此在小學信息技術(shù)教學中，教師應當首先根據(jù)學生的發(fā)展需要，引導學生熟悉問題解決過程中所需要用到的知識和技術(shù)，并且激發(fā)學生利用信息技術(shù)來解決問題的熱情，從而為學生實際參與到問題解決中奠定基礎。

例如，在WPS文字軟件教學中，教師可以首先向?qū)W生展示一個已經(jīng)設計好的文檔，接著引導學生分析這份文檔的設計，以此幫助學生初步了解WPS文字軟件的用途。在學生利用自己的觀察對WPS文字軟件的功能形成了初步的感知之后，教師再引導學生進行實踐操作，讓學生對教師提供的演示文本進行個性化的修改，比如可以調(diào)整字體的大小，也可以隨意地對軟件中的各種控件進行操作。在對教師提供的演示文檔進行一些簡單的更改之后，學生可以再試著自己增加文檔內(nèi)容。對WPS文字軟件形成基本的認識后，學生可以通過對實例的進階操作，進一步熟悉WPS文字軟件的菜單，進而可以更加快速地解決自己在軟件操作方面的問題［2］。

又如，在Scratch教學中，教師首先可以讓學生玩一玩成品游戲“大魚吃小魚”，讓學生根據(jù)前期學習成果分析這個游戲當中涉及的設計內(nèi)容，并按照進階原則和難易程度對操作步驟進行定階，讓學生按照分析過程進行小組合作設計，之后進行評比，決定哪一組進階優(yōu)勝。教師可以引導學生修改腳本的內(nèi)容，讓學生通過調(diào)整腳本，實現(xiàn)大魚吃小魚、吃不同小魚分數(shù)不一樣、總分更多的贏得比賽等功能。自主分析游戲、進階設計游戲、完善游戲、小組評比的過程能充分培養(yǎng)學生的計算思維。

總之，結(jié)合小學生的認知特點，教師可引導學生通過修改內(nèi)容、自主探索等方式來初步運用計算思維，讓學生收獲更多愉悅的學習體驗，從而為學生以后的深度學習奠定良好的基礎。

（二）問題的結(jié)構(gòu)學習——計算思維的合理發(fā)揮

教師要在本階段讓學生掌握系統(tǒng)的問題解決方法，從而使學生的計算思維獲得成長。教師應當對教學內(nèi)容的特點進行分析，并且根據(jù)小學生的實際需求，設計具有遞進性的任務，使學生在任務驅(qū)動中進行對信息技術(shù)知識的結(jié)構(gòu)化學習，提升學生思維的邏輯性，進而落實對學生計算思維的培養(yǎng)目標［3］。

例如，在“制作展示本地傳統(tǒng)風俗文化的宣傳文檔”項目教學中，為了達到較好的設計效果，教師可以引導學生展開以下結(jié)構(gòu)化學習：一是分析學生希望展示的本地傳統(tǒng)風俗文化；二是篩選需要用到的相關(guān)資源，包含圖片資源、文字資源等；三是設計宣傳文檔的基本框架；四是按照文檔的基本框架，開展基本的實踐操作；五是對宣傳文檔的細節(jié)進行調(diào)整，包括字體調(diào)節(jié)、顏色調(diào)節(jié)、圖片放置的位置以及大小等；六是再次對文檔進行分析，合作完成作品。在這樣的結(jié)構(gòu)化學習中，學生的問題解決不僅會變得更有效率，而且結(jié)構(gòu)化學習能夠讓學生形成清晰的目標意識，提升學生思維的邏輯性，進而促進學生計算思維的發(fā)展。

需要注意的是，這一階段的計算思維培養(yǎng)需要教師發(fā)揮自身的引導作用，幫助學生完善問題解決策略。但是每個學生都有著自己思考問題的習慣，因此在該階段的教學中，教師要注重學生的個性化學習，可允許學生根據(jù)自己的實際需求，對任務的完成順序進行調(diào)整，使學生形成具有其個性特點的計算思維。比如在上面的項目教學中，學生可以直接利用網(wǎng)絡來搜集相關(guān)的資源，之后再對獲得的資源進行整合。

此外，在這一階段的教學中，教師也可以引導學生利用思維導圖來整理自己的問題解決過程。這一階段的教學強調(diào)學生形成程序化的思維，而通過讓學生使用思維導圖將自己處理問題的步驟和方法列出來，能夠更好地引起學生的反思，有助于學生程式化思維的發(fā)展。

（三）知識的靈活應用——計算思維的有效拓展

這一階段的教學目的是引導學生理解不同事物之間的相互轉(zhuǎn)化，促使學生形成良好的知識遷移意識，能夠靈活自如地使用自己學到的知識去處理問題，從而使計算思維獲得有效的拓展。這一階段的教學和上一階段的主要區(qū)別在于其進一步強調(diào)了學生的自主性。教師需要促進學生的自主學習，并且鼓勵學生進行自主性的拓展學習，讓學生更加靈活地運用相關(guān)的知識。同時，這一階段的教學也強調(diào)學生之間的團結(jié)合作，可以通過多人參與完成項目的方式來引起學生的發(fā)散思考，使學生在討論、辯論當中養(yǎng)成更好的計算思維［4］。

例如，在WPS文字軟件實踐教學中，教師可以組織作品創(chuàng)意大賽，讓學生靈活運用前期學到的知識來進行設計和創(chuàng)作，展示自己的創(chuàng)意思維?；顒右孕〗M合作方式展開，要求學生在基礎知識之上，進一步引入更多教材上沒有的知識來解決問題。比如學生可以從網(wǎng)絡上下載更多樣式的字體來充實自己的作品，在作品當中引入超鏈接，等等。同時，要求學生在制作作品的過程中先制作出關(guān)于本次活動的思維導圖，將作品主題確定、搜集資源的方法、處理資源的方式、作品的細節(jié)優(yōu)化等步驟以清晰的圖示展示出來，作為作品的一部分。和上一階段中教師給學生布置任務的教學方式不同，這一階段的教學需要學生靈活運用自己的經(jīng)驗，設計出符合自身實際的結(jié)構(gòu)化作品，從而獲得計算思維的有效拓展。

（四）教學的多元評價——計算思維的充分落實

在小學信息技術(shù)教學中，雖然教師通過程式化的教學能夠使學生掌握一些科學有效的問題解決策略，使學生的計算思維獲得一定的發(fā)展，但是由于小學生存在邏輯思維發(fā)展不完善、學習興趣不高等問題，導致如果教師不及時引導學生反思總結(jié)，學生的計算思維很難得到穩(wěn)定發(fā)展的問題。因此在結(jié)合學習進階理論培養(yǎng)計算思維的教學中，教師需要將教學活動落實到評價上，引導學生自主總結(jié)解決問題的方式方法，使學生的計算思維獲得鞏固。

在小學生計算思維培養(yǎng)過程中，教師要認識到學生計算思維的發(fā)展需要長期引導，而且計算思維是沒有優(yōu)劣之分的。教師需要幫助學生建立起更加適合自己的計算思維，促進學生的進步。在進行評價的過程中，教師要關(guān)注學生的學習過程，對學生進行發(fā)展性評價，使學生獲得公正的評價，讓他們樂于反思。在針對學生學習過程進行評價時，教師要注重引導學生回憶自己解決問題的整個過程，讓學生思考是否還存在更好的問題解決方法，從而落實對學生計算思維的培養(yǎng)。

三、在小學信息技術(shù)教學中運用進階學習理論培養(yǎng)學生計算思維的反思

（一）培養(yǎng)計算思維的目標是讓學生學到實用性知識

在過去的小學信息技術(shù)教學中，教學目標一般圍繞著學生對知識和技能的掌握，并且經(jīng)常讓學生用重復訓練的方式來學習知識的簡單應用，在這種模式下，學生對知識的理解浮于表面，很難實現(xiàn)知識的遷移使用。而計算思維的培養(yǎng)則是為了讓學生可以將知識靈活地應用到各種情境當中，并且掌握具有結(jié)構(gòu)化特色的問題解決方式，提升對信息技術(shù)知識和技術(shù)的應用水平。因此在進階學習理論的應用中，教師需要將發(fā)展學生的知識應用能力作為最終的目標，設計出具有層級性的教學活動，讓學生在遞進式學習中了解知識的價值。

（二）在培養(yǎng)學生計算思維的同時落實對學生信息素養(yǎng)的培養(yǎng)

信息素養(yǎng)是指學生利用網(wǎng)絡等途徑獲得信息、分析信息、處理信息的素養(yǎng)，計算思維和其有著密不可分的聯(lián)系。因此在信息技術(shù)教學中，教師需要遵循學生的認知發(fā)展特點，將對學生信息素養(yǎng)的培養(yǎng)融入進階式計算思維培養(yǎng)活動中。

（三）計算思維的培養(yǎng)要重視對合作學習模式的使用

小學階段的學生邏輯思維和獨立處理問題的能力都比較弱，這就導致其在計算思維發(fā)展的過程中需要更多的引導和幫助。結(jié)合小學生思維特點，教師要加強學生之間的合作學習，精心設計合作探究任務，鼓勵學生合作分析問題，助力學生計算思維水平的提升。

（四）教師要用開闊的教學視野來培養(yǎng)學生的計算思維

教學如果局限于課本容易導致學生形成思維定式，不利于學生計算思維的發(fā)展，信息技術(shù)更新?lián)Q代快這一特點也要求信息技術(shù)教師平時要加強學習。因此在實際的教學中，教師需要形成開闊的教學視野，結(jié)合學生的實際需求，在教學當中開發(fā)更多有助于學生計算思維發(fā)展的教學資源，創(chuàng)設更多具有趣味性的教學情境，從而促進學生的知識遷移，讓學生可以真正利用信息技術(shù)的知識去解決各個領(lǐng)域當中的問題，落實對學生計算思維的培養(yǎng)。

結(jié)語

在信息技術(shù)教學中，學生計算思維的培養(yǎng)不是一蹴而就的，因此教師要開展既具有深度，又具有廣度的信息技術(shù)教學，幫助學生在學習進階過程中獲得計算思維的發(fā)展。在實際的教學中，教師要根據(jù)學生的思維特點，給學生布置恰當?shù)奶剿魅蝿?，讓學生在結(jié)構(gòu)化問題探究中對信息技術(shù)的理論知識和應用價值產(chǎn)生深刻的理解，使學生的計算思維在學習進階理論的幫助下獲得發(fā)展。

［參考文獻］

宋新波，丁雙林，陳智敏.深度學習視域下培養(yǎng)學生計算思維的實踐研究：以高中信息技術(shù)《數(shù)據(jù)編碼：二進制》一課為例［J］.中國信息技術(shù)教育，2022（8）：34-36.

陳淑彥.高中信息技術(shù)課堂學生計算思維能力提升的教學追問研究［J］.求知導刊，2022（3）：5-7.

劉學玉.基于計算思維培養(yǎng)的項目教學應用研究：以高中信息技術(shù)課程為例［J］.中國新通信，2022，24（2）：107-108.

朱建亭.淺論高中信息技術(shù)核心素養(yǎng)中培養(yǎng)學生計算思維的教學策略［J］.考試周刊，2022（2）：13-16.