小学信息技术编程教学中计算思维的培养研究

摘要：在当今数字化时代，信息技术的飞速发展对小学教育提出了新的挑战和机遇。小学信息技术编程教学作为培养学生信息素养和计算思维的重要途径，越来越受到教育工作者的关注。然而，如何有效地在小学信息技术编程教学中培养学生的计算思维，仍是一个值得深入研究的课题。

关键词：小学信息；编程教学；计算思维

引言：

计算思维，作为一种将问题抽象成计算形式并运用计算模型来解决问题的能力，对于小学生来说，不仅是学习编程的基础，更是提升他们逻辑思维、问题解决能力和创新思维的关键。通过编程教学，学生可以学会将复杂的问题简单化，建立问题的抽象表示方式，通过模型化找出问题的关键因素，准确描述问题，进而形成可操作的算法并找到最优解。这些能力的培养，对于小学生未来的学习和生活都具有重要意义。

一、小学信息技术编程教学中计算思维培养现状

计算思维的培养有助于提高学生的逻辑思维能力。编程是一种需要严谨逻辑思维的技能，学生在编程过程中需要分析问题、拆解问题、设计算法，并通过代码实现问题的解决。这一过程能够锻炼他们的逻辑思维，让他们学会从多角度、多层次思考问题，提高思维的深度和广度，计算思维的培养有助于提升学生的创新能力。编程不仅是对现有知识的应用，更是一种创造性的活动。学生在编程过程中可以发挥想象力，创造出新的程序、新的应用，从而培养他们的创新意识和创新能力，计算思维的培养还有助于提高学生的问题解决能力。在现实生活中，许多问题都需要通过计算思维来解决。学生掌握了计算思维，就能更好地分析问题、找出问题的关键所在，并设计出有效的解决方案。这种能力对于他们的日常生活和未来职业发展都具有重要意义，计算思维的培养也是适应信息时代发展的需要。随着信息技术的快速发展，计算思维已经成为一种重要的思维方式和能力。学生如果能在小学阶段就掌握这种能力，就能更好地适应未来的社会发展和职业需求。

二、小学信息技术编程教学中计算思维的培养策略

（一）引入生活案例，激发学习兴趣

在教授“循环结构”这一知识点时，教师可以巧妙地引入一个生活中的例子——制作早餐三明治，以此来帮助学生深入理解并掌握这一编程概念。想象一下，早晨的厨房里，学生需要为家人准备多个三明治作为早餐。他们按照固定的步骤，先涂上一层美味的酱料，然后放上切好的肉片，接着添加新鲜的蔬菜，最后盖上另一片面包。这个过程需要重复多次，直到所有三明治都制作完成。通过这个生动的例子，教师可以引导学生思考如何在编程中实现类似的重复操作，即循环结构的应用。学生可以通过编写代码来模拟制作三明治的过程，使用循环语句来重复执行涂酱、放肉、加蔬菜等步骤。这样的教学方式不仅帮助学生轻松理解循环结构的基本概念，还能激发他们的学习兴趣和积极性。学生在实践中不断尝试、调整和优化代码，逐渐掌握循环结构的使用技巧，从而培养起计算思维的能力。通过这样的生活化案例教学，学生能够更好地将编程知识与实际生活相联系，提升他们的问题解决能力和创新精神。

（二）创设合理有效的教学情景

在教授“条件语句”这一编程知识点时，教师可以巧妙地利用Scratch软件创设一个生动有趣的“小动物过河”情景。在这个情景中，学生将扮演编程小能手，帮助可爱的小动物们解决过河难题。河水的深浅不一，小动物们需要根据实际情况选择合适的过河方式。例如，当河水较浅时，小动物们可以选择直接游泳过河；而当河水较深时，则需要搭建一座小桥来安全过河。通过Scratch软件，学生可以直观地看到小动物的行动和河水的变化，并根据这些变化编写相应的条件语句。他们需要思考如何判断河水的深浅，并编写出相应的条件判断逻辑。当条件满足时，小动物会执行相应的动作，如游泳或搭桥。学生在这个过程中不仅学习了条件语句的语法和用法，还学会了如何根据实际问题设计合适的条件判断逻辑。这种情景创设的教学方式，不仅激发了学生的学习兴趣和积极性，还让他们在具体的实践中深刻理解了条件语句的意义和应用。学生在编写程序的过程中，不断调试和优化代码，提高了自己的编程能力和计算思维水平。同时，他们也学会了如何运用编程知识解决实际问题，培养了创新思维和解决问题的能力。

（三）通过编程项目实践，锻炼问题解决能力

教师可以精心组织一个富有挑战性的“智能浇花系统”编程项目，旨在让学生通过实践深入理解和应用计算思维。在这个项目中，学生需要扮演小小工程师的角色，利用所学的编程知识，设计并构建一个能够根据土壤湿度自动浇水的系统。项目伊始，学生首先需要分析问题，明确系统需要实现的功能和面临的挑战。随后，他们需要设计算法，确定如何根据土壤湿度数据判断是否需要浇水，并规划出浇水的量和频率。接下来，便是编写代码的关键阶段，学生需要利用编程语言将算法转化为可执行的程序。完成代码编写后，学生还需要对系统进行测试，确保其能够准确判断土壤湿度并自动进行浇水。通过这个项目的实践，学生不仅能够锻炼问题解决能力，还能够深入理解计算思维在实际问题中的应用。他们在面对问题时学会了抽象化、模型化，通过算法设计和代码实现找到了问题的最优解。

（四）优化组织教学内容，注重思维发展规律

在教授“变量与数据类型”时，教师可以根据学生的思维发展规律来优化组织教学内容。首先，教师可以通过简单的例子引入变量的概念；然后，逐步增加难度，让学生理解不同数据类型的特点和应用场景；最后，通过综合性的问题让学生应用所学知识解决实际问题。这种循序渐进的教学方式有助于学生逐步建立计算思维框架。

结语：

总之，小学信息技术编程教学中计算思维的培养研究具有重要的理论和实践意义。我们相信，通过不断的努力和探索，我们一定能够培养出更多具有计算思维和创新精神的学生，为他们的未来发展和社会进步做出积极的贡献。同时，我们也意识到计算思维的培养不是一蹴而就的，需要教师和学生共同努力，持续探索和实践。在未来的教学中，我们将继续深化对计算思维的理解和研究，不断完善教学方法和手段，为学生的全面发展提供更加优质的教育资源和服务。

参考文献：

[1]陈露.小学信息技术编程教学中学生计算思维的培养策略[J].智力，2024（01）：57-60.

[2]韩玉.小学信息技术编程教学中计算思维的培养[J].亚太教育，2023（16）：49-51.

[3]王振. 小学信息科技编程教学中计算思维培养的实践研究[C]//，2023：5.