基于“計算思維+學(xué)單”的小學(xué)信息技術(shù)支架式教學(xué)

基于“計算思維+學(xué)單”的小學(xué)信息技術(shù)支架式教學(xué)計算思維是信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分，其實(shí)質(zhì)是個體運(yùn)用計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中所產(chǎn)生的一系列思維活動，這就表明計算思維的培養(yǎng)必須以具體教學(xué)為載體，滲透到學(xué)生的學(xué)習(xí)活動中。小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中計算思維培養(yǎng)的現(xiàn)實(shí)矛盾在重視計算思維培養(yǎng)的同時，但也存在計算思維“人人都喊，人人都做，人人低效”的困境。究其根本原因，是小學(xué)生認(rèn)知水平的局限和計算思維高要求的脫節(jié)，使得計算思維培養(yǎng)缺乏深度，浮于形式。那應(yīng)如何補(bǔ)齊小學(xué)生低認(rèn)知水平和計算思維高要求之間的斷層呢？筆者認(rèn)為，問題的實(shí)質(zhì)就是如何做到計算思維培養(yǎng)的“深入”和教學(xué)策略的“淺出”的統(tǒng)一。現(xiàn)實(shí)矛盾呼喚支架式教學(xué)1.支架式教學(xué)支架式教學(xué)法是基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的一種以學(xué)習(xí)者為中心、以培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力和自主學(xué)習(xí)能力為目標(biāo)的教學(xué)法。在教學(xué)中，一步步地為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供適當(dāng)?shù)木€索或提示，也就是支架，讓學(xué)生通過這些支架一步步進(jìn)行探究提升，逐漸解決學(xué)習(xí)中的問題，掌握所要學(xué)習(xí)的知識，提高問題解決能力。2.基于學(xué)單的支架式教學(xué)的優(yōu)勢學(xué)單指的是教師根據(jù)教學(xué)重難點(diǎn)和學(xué)生學(xué)情，針對某個環(huán)節(jié)或知識點(diǎn)設(shè)計的、用于引導(dǎo)學(xué)生逐步理解掌握該重難點(diǎn)的類似“腳手架”的表單?；趯W(xué)單的支架式教學(xué)具有以下優(yōu)勢：形式靈活，可以針對某個知識點(diǎn)或思維點(diǎn)展開，讓支架式教學(xué)更有針對性;促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)建構(gòu)，激發(fā)學(xué)習(xí)動力，引導(dǎo)學(xué)生思維的主動生發(fā);形成思維梯度，化繁為簡，對問題進(jìn)行梯度分解，以“腳手架”方式為學(xué)生提供思維支撐。基于“計算思維+學(xué)單”的小學(xué)信息技術(shù)支架式教學(xué)的探索1.助力思維提升，實(shí)現(xiàn)計算思維的深度發(fā)生小學(xué)生對課堂上的思維活動，往往參與的積極性很高，但是卻缺乏必要的深度，只停留于淺層次的思維。這時，教師可針對某個思維點(diǎn)，設(shè)計由淺而深、具有梯度的學(xué)單作為支架，為學(xué)生的思維升發(fā)提供必要的支撐。例如，在《機(jī)器人分辨顏色》一課中，讓學(xué)生理解機(jī)器人分辨顏色的原理是難點(diǎn)。機(jī)器人為什么能夠分辨不同的顏色是一個值得探究的問題，也是可以挖掘的一個思維點(diǎn)。為了引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)計算思維的深度發(fā)生，筆者設(shè)計了如下頁表1所示的學(xué)單。學(xué)生以該學(xué)單為支架，通過實(shí)踐得出各種顏色的灰度值，同時通過對這些數(shù)據(jù)的比較和分析，完成后續(xù)關(guān)于規(guī)律表單的填寫，并最終得出對機(jī)器人分辨顏色的結(jié)論。2.助力全局規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)計算思維鏈的完整重塑對項(xiàng)目的分解規(guī)劃，是計算思維的一個重要體現(xiàn)。但對全局的把握和規(guī)劃意識是小學(xué)生的一個薄弱點(diǎn)，尤其是在面對一些需要全局把握的項(xiàng)目化任務(wù)時，這個矛盾尤為突出。在該學(xué)單中，筆者將學(xué)生的思維分解成一個思維鏈，一步步引導(dǎo)學(xué)生完成對全局的把控和規(guī)劃，在這個過程中實(shí)現(xiàn)計算思維鏈的完整重塑。這在培養(yǎng)學(xué)生規(guī)劃意識和全局意識的同時也培養(yǎng)了計算思維。3.助力信息要素提煉，實(shí)現(xiàn)計算思維的結(jié)構(gòu)化重組計算思維從實(shí)質(zhì)上講是對原始問題進(jìn)行分析、解構(gòu)，最終建模實(shí)現(xiàn)自動化，但現(xiàn)實(shí)中的原始問題往往都是以非結(jié)構(gòu)化表述呈現(xiàn)的劣構(gòu)信息，這就要求要有更強(qiáng)的信息意識去提煉歸納其中的關(guān)鍵點(diǎn)，因此，從某種程度上講，信息要素的提煉是計算思維的基礎(chǔ)。但信息要素的提煉是小學(xué)生的弱項(xiàng)，所以基于信息提煉的學(xué)單就成為學(xué)生的學(xué)習(xí)支架。例如，在《表格的制作》一課中，筆者創(chuàng)設(shè)了為玉樹貧困孩子挑選愛心書包的情境，呈現(xiàn)網(wǎng)上獲取的劣構(gòu)信息：a書包——紅色面料圖案超級飛俠、長30cm寬25cm高50cm、255元一個、外料PU皮里料尼龍、最大容量37.5L、雙肩背帶（帶拉桿）、時尚可愛，省力;b書包——藍(lán)色鯨魚圖案、192元一個、單肩背包45×20×45cm，容量40.5L、化纖材質(zhì)、大方美觀;c書包——98元一個、軍綠色滿天星圖案、40×50×50cm，可裝60L、尼龍材質(zhì)、樸素耐用。同時提供如下頁表3所示的學(xué)單。在學(xué)單的支撐下，學(xué)生利用已有的材料，對其中的信息要素進(jìn)行歸納，進(jìn)而形成制作表格的各個要素，完成了數(shù)據(jù)的整理，為后續(xù)利用數(shù)據(jù)分析比較進(jìn)而解決實(shí)際問題打下基礎(chǔ)。4.助力模式抽象，實(shí)現(xiàn)計算思維+算法的統(tǒng)一算法是計算思維的重要體現(xiàn)。在實(shí)際教學(xué)中，尤其是編程教學(xué)中，困難的往往不是最終實(shí)現(xiàn)，而是對問題的分析建構(gòu)和模式抽象。在圖形化編程教學(xué)中，當(dāng)涉及多角色多線程的程序設(shè)計時，學(xué)生往往無從下手，顧此失彼。例如，浙教版信息技術(shù)六下《海底探險》一課，需要涉及潛水員、鯊魚、貝殼、巖石等多個角色的互動，是完整運(yùn)用算法思維解決實(shí)際問題的綜合應(yīng)用。難點(diǎn)是對各個角色的規(guī)則的結(jié)構(gòu)化分解與抽象。為此，筆者設(shè)計了如表4所示的學(xué)單進(jìn)行學(xué)習(xí)支撐。結(jié)合學(xué)單，學(xué)生對游戲的各個角色進(jìn)行規(guī)則提煉，進(jìn)而形成形式表達(dá)，基本形成了整個游戲的算法設(shè)計，最終的程序?qū)崿F(xiàn)也就水到渠成了。5.助力課堂拓展，實(shí)現(xiàn)思維的廣度發(fā)散深度和廣度是計算思維培養(yǎng)的兩個維度。教學(xué)的目的，不僅僅是讓學(xué)生學(xué)會知識和技能，更是要讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，學(xué)會反思，學(xué)會舉一反三，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)“不教而教”的目的。因此，學(xué)習(xí)的反思重構(gòu)和發(fā)散拓展尤為重要。而思維的發(fā)散拓展是計算思維培養(yǎng)的創(chuàng)新維度，但卻往往容易被忽視。例如，在教學(xué)《我們身邊的機(jī)器人》一課時，學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識了許多機(jī)器人的功能、形態(tài)以及簡單的原理，達(dá)成了本課的教學(xué)目標(biāo)。但從培養(yǎng)思維廣度方面看還不夠，為此，筆者設(shè)計了如表5所示的學(xué)單。在學(xué)單的支撐引導(dǎo)下，學(xué)生不僅對本課內(nèi)容進(jìn)行了重構(gòu)，而且在不同思維層面上進(jìn)行了發(fā)散拓展，以“在原來的基礎(chǔ)上還能增加什么功能”為第一層面，以“請你根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計一個機(jī)器人，并簡單描述它的功能和工作原理”為第二層面，加深了對機(jī)器