面向计算思维培养的人工智能教学模式构建与实践

面向计算思维培养的人工智能教学模式构建与实践

王建华

北京市延庆区教育科学研究中心 北京市 延庆区 102100

摘要：计算思维是指运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计及人类的行为理解等涵盖计算机科学广度的一系列思维活动，计算思维视角在小学信息技术教学策略中起着至关重要的作用，开展小学信息技术教学，着力培养学生的计算思维，对提高学生信息素养有重要的意义。

关键词：小学信息技术；计算思维；教学策略

引言

所谓计算思维，就是指运用计算机技术分析问题、解决问题的一种思维体系。学生的计算思维是指学生在现有认知水平和社会经验的基础上，利用计算机科学知识帮其解决问题的一种思维能力。因此，学生只要能够结合自己的生活、学习实际运用恰当的计算机知识或规律解决问题，得出结果，就是运用了计算思维。信息技术学科核心素养由信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个核心要素组成。核心素养之一“计算思维”是指个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。

一、研究信息技术历史——了解计算思维内涵

对于信息技术学科来说，计算思维能力的培养应该从认识这一学科的本质入手，让学生在充分了解信息技术发展史的基础上培养学习兴趣。此外，为了提升学生的计算能力，教师更应该从了解其背景资料入手，让学生能够真正了解计算思维的内涵。例如，在学习“信息与信息技术”时，教师首先通过多媒体展示信息技术的发展史，进而提出信息技术学科四个核心要素，强调计算思维在信息技术学科的重要地位。而后播放介绍与计算机科学相关概念和操作技能的视频短片，让学生了解利用计算机解决实际问题和进行系统设计的方法。最后，将计算思维的呈现具体化，展示一些抽象的运算符号和计算公式，并播放对计算思维不同理解的视频，然后让学生对所学的知识进行总结。从以上案例可以看出，学生对于信息技术学科是既熟悉又陌生。学生从小学阶段便开始接触这一学科，但不了解信息技术的发展历史及内涵，对这一学科的认识还停留在表面。通过对信息技术发展史的梳理，能够让学生了解这一学科的起源、发展、现状及未来，在学习的过程中培养计算能力、完善计算思维。

二、推行问题驱动教学法，激发学生的学习兴趣

小学信息技术基础教学中，学生作为课堂主体，教师应明确学生的地位所在，引导学生积极思考和分析，全身心投入到学习中，促使学生进行知识的内化和迁移，有针对性地锻炼学生的发现问题、解决问题的能力。在实际教学中，把握教学重点和难点，推行问题驱动教学模式，结合学生的个体学习情况设计多层次的问题，引导学生深入思考和分析，便于加深逻辑思维认知和理解，切实提升教学效果。例如，在“Scratch程序设计语言”相关内容学习中，凭借Scratch自身较强的多媒体功能，设计趣味性、多样性的故事，可以充分激发学生的学习兴趣，实现师生密切互动和交流。课堂上可以使用多媒体来播放一个画面：小朋友边走边唱歌曲。通过这一画面导入课堂，询问学生：这一动画有趣吗？如何反复让他唱歌呢？通过此种方式，引导学生积极分析和思考，然后引入条件语句和循环语句，引发学生持久的学习兴趣与好奇心，加深概念认知理解，有效解决学习中的问题。通过此种方式，鼓励学生结合自身兴趣去进行设计动画，使学生深入思考的同时，有效培养了计算思维。

三、更新信息技术教学模式，提高学生的计算思维能力

小学信息技术课程中涉及的计算思维是每个学生必须掌握的学习内容，也是教师务必要重视的教学项目。首先，教师要更新原有学科教学模式，做好配套的课堂教学计划，运用专业技术，让信息技术课堂发挥事半功倍的教学成效。其次，小学生年龄较小，很多学生对信息技术概念掌握得不到位，教师可以将一些网络题材引用到日常教学课堂中，激发学生对信息技术的学习欲望。比如教师可结合“熊猫烧香”计算机病毒入侵电脑这一事件，对学生所要掌握的课程进行详细的讲解，激发学生的学习兴趣，使其自主地投入到有效的课程学习中。当前，小学信息技术课堂的教学方案对学生的成长发展起着至关重要的作用。更新信息技术学科教学模式，一方面需要教师将更新学科教学模式、提高学生的计算思维能力作为教学重点，发挥优质课堂的教学优势，让信息技术元素与学生的日常生活联系在一起，加深他们对信息技术知识的理解与吸收；另一方面，小学生年纪较小，教师要兼顾大部分学生的学习基础，设计有针对性的教学方案，提高学生的计算思维能力，帮助学生有效发展并形成共识。从计算思维培养的实质性角度来分析信息技术教学策略，主要分为算法思维、评估、分解、抽象、概括五大模块，每一项都是学生必须掌握的学习技能。教师应该在这五方面做好相应的指导和训练，将新时期的日常生活模式融入课堂教学，以提高学生的计算思维能力。其中，“算法思维”对学生的基本功要求比较严格，要求学生要有自己的计算模式。教师应适时合理指导，针对学生的不足进行全面分析，让学生在教师讲解过程中分析自己需要改进的地方，以获得更大的进步。计算思维的培养是循序渐进的，需要学生在整体学习过程中进行总结和评价，这就是另一个重要的“评估”模块。在熟悉新的教学模式的基础上，学生就能跟随教师教学的脚步不断提高。

四、小组合作学习，促进学生思维方式转变

课程改革深化下，对于学生的自主合作学习能力培养重视程度较高，推行合作学习方式，充分彰显学生的主体地位，培养学生的计算思维。需要注意的是，学生的计算思维是不受拘束的，在小学信息技术基础教学中，应夯实学生的主体地位，在相互协作下激发学生潜能和智慧。将学生划分为多个小组，小组成员之间相互协作、相互促进，实现学习资源共建共享，提升合作学习效果的同时，在潜移默化中培养学生的计算思维。例如，制作多媒体演示文稿内容中，推行分组学习活动，设置不同任务，有的小组研究如何插入艺术字、图片，有的小组研究幻灯片格式和文字格式，有的小组研究如何提升放映效果，任务完成后，教师再将小组任务完成情况集中展示。通过此种方式，制作出精美的幻灯片，促进学生懂得分享和思考，转变思维方式，培养学生的计算思维。另外，可以引入实际生活的案例，拉近课堂与生活之间的距离，引导学生将所学知识灵活运用到实处，养成良好的实践能力和创新能力。由于小学阶段信息技术课时较少，知识分散、抽象，通过生活化教学，引入生活案例可以创设轻松、欢快的氛围，帮助学生加深对抽象知识的理解，促进学生计算思维的发展。

结束语

计算思维信息技术是学科核心素养的重要组成部分，在教学活动中，教师要重视培养学生的计算思维，这是为学生未来发展奠定良好基础的重要路径。教师可通过注重信息技术理念、更新学科教学模式、利用虚实结合体验、扩展信息技术活动等，锻炼学生的计算思维。基于计算思维下的小学信息技术教学方式是可期的，将计算思维训练融合在教学的各个环节中，符合思维训练与学科教育的统一性，学科知识与思维能力互相促进，以达到共同提高的效果。因此，在小学信息技术教学中，着力培养学生的计算思维，将为学生更好地适应社会奠定基础。

参考文献

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