思维可视化工具在小学信息技术学科计算思维培养中的应用分析

戴铮

【摘要】在计算思维出现后计算机教育者开始将其应用在教学实践中，但分析小学信息技术教育却并没有得到长足发展。在小学信息技术教学中，教师应当将计算思维的培养融入教学活动中，但是在操作上却存在较大困难。为了保证教学活动的顺利进行，教师可以对可视化工具加以应用，实现学生的计算思维培养。本文针对思维可视化工具在小学信息技术学科计算思维培养中的应用进行分析。

【关键词】思维可视化工具;小学信息技术;计算思维

一、思维可视化的基本概述

1.思维可视化的概念

思维可视化是现代教育技术发展的产物，首先提出它的是华东师范大学刘濯源专家，在他的理念中将思维可视化作为不可视思维的展示技术，能够帮助学生清晰地看到思维过程。他认为教育事业的发展不仅仅是知识的讲解，还包括学生思维模式的培养与发展，让学生在获得知识的同时培养良好的思维方式。信息技术教学活动包含大量的信息知识，这些知识需要学生进行理解并加以记忆，借助传统模式的文字教学通常无法收获良好的效果，学生对知识的掌握较差，这就需要改善信息技术课堂教学模式，将思维可视化技术灵活地应用其中。

2.思维可视化工具

就当前教学情况来说，思维导图是实现思维可视化的重要技术之一，该技术已经在教育领域得到了非常广泛的应用，能够让学生的思维得到发展。东尼·博赞是思维导图的发明者，他又被称为英国的“记忆力之父”。目前，全球范围内已经有超过2.5亿人在使用思维导图这一可视化工具，我国从20世纪80年代开始有人使用思维导图，它的作用是为学习困难的学生提供帮助，让他们克服学习障碍，在此之后刘濯源主任及其团队花费了15年的时间用来研究思维导图，并对思维导图进行优化，将其转变为学科思维导图以供学生课程学习使用。思维可视化的应用需要从学科的束缚中解脱出来，从全局的角度进行考虑，将普遍对象作为研究目标并总结出规律，找出满足该规律需求的可视化工具，之后以可视化工具为介质实现学科教学的深化，让计算思维培养具备完善的培训体系。

3.引入思维可视化工具的意义

如果个体具备良好的计算思维，那么他在解决周边特定问题时能够总结出具有通用性的解决方案，也就是说能够用简单的方法更快速地解决类似问题。在思维训练中类似理念是非常重点的内容，其本质是通过个体特性的总结找出共性，再将共性反作用于个体。计算思维就是特殊的思维训练，就是在信息技术课程中应用思维可视化工具的训练方法。学生计算思维培养的前提条件就是运用思维可视化这一工具，有效的方法是实现培训目标的重要保障。

二、计算思维及计算思维教学的概述

1.计算思维的定义

计算思维是由美国卡内基·梅隆大学的周以真在2006年提出的，计算思维是对计算机科学的灵活运用，通过该技术解答相关问题完成系统设计，同时还能对人类的行为进行理解，这些过程都体现了丰富的思维活动。从本质上来说，计算思维就是计算机学科思维。

2.小学信息技术教学现状

随着小学信息技术学科的不断发展，在教学实践中逐渐出现了“狭义工具论”。该理论对信息技术教育事业的发展极具危害，在学习中学生也会淡化自身对信息技术学科的认知，最终导致学生的计算思维培养受到严重阻碍。要想有效克服信息技术教学中的“狭义工具论”，就可以将计算思维的培养作为重要的途径，这样一来信息科技难题将得到有效解决。

三、思维可视化工具在信息技术中的作用

1.优化课堂教学

小学信息技术课程的不同章节之间有着密切关联，课程内容既包括理论层面又包括实践层面，在结束课堂教学时教师都会对本节内容进行总结，但大多都局限在口头叙述层面，所应用的文字也非常简单。基于这一现状，教师可以借助思维可视化工具展开教学，以实现教学有效性的提升，通过思维可视化工具的应用，教师可以让知识结构更加清晰地呈现在学生眼前，让教学活动具有更好的条理性。在思维可视化工具的辅助下，教师可以更好地完成知识的分类与整理，有利于教学难点与重点的突破，帮助学生更好地拓展信息技术知识面，让教学中所涉及的思维方式用更直观的方式展示出来，进而实现课堂教学活动的持续性优化。

2.辅助知識复习

在小学阶段学生需要参加信息技术水平测试，在测试前有必要展开系统性的复习工作，在复习时也应当按照理论与实践两部分进行，所要复习的内容较多，这就增加了学生的学习压力，小学生在复习时常常出现一边复习—边忘的问题，学习效率非常低下。面对这一问题，教师可以借助思维可视化工具辅助复习，为学生突破复习难点，增强学生的知识理解能力，将复习内容全部理解并牢牢掌握，在记忆的同时梳理出知识之间的联系，提升复习效率，保证学习质量。

3.及时发现教学中的问题

思维可视化工具的应用既能够促进学生对知识的理解，还能够帮助教师更好地了解学生的知识掌握情况，对学生学习的薄弱点进行强化，对教学中的问题进行及时解决，避免出现遗留问题。此外，学生在思维可视化工具的帮助下能够及时发现自身学习中存在的问题，验证自身知识掌握情况。由此可见，思维可视化在信息技术教学中的应用对教师的教学有着积极作用，能够帮助广大学生探索学习中存在的问题，实现教师与学生的共同发展与提升。思维可视化工具的应用能够让信息技术知识体系更为系统完善，让学生构建起完整的知识结构，保证教学内容与教学组织的合理性，学生对知识的理解力与记忆力都会有显著提升。在教学技术的灵活应用下学生会逐渐改变固有观念，积极主动地参与到信息技术的学习中，促进自身潜能的挖掘与思维能力的提升，良好学习能力的培养为学生接下来的学习奠定了坚实基础。

四、小学信息技术教学中学科思维导图的应用

1.借助学科思维导图实现理论性知识的展示

在小学信息技术课程学习中，理论性知识大约占到课程的一半，这部分知识点较为散乱，如果整堂课都被理论知识所贯穿就会使教学活动变得枯燥乏味，学生学习起来兴趣不高，学习质量较差。从教师的角度来说，教师对零散知识的讲解会较为散乱，教学过程在不同的知识点之间来回跳跃。针对这一教学现状，教师可以借助学科思维导图展开理论知识教学，让学生能够更好地完成对知识点的理解与记忆，并实现课堂教学知识的内化。例如在学习“信息与信息技术”时，由于课程内容主要是纯理论知识，教师在讲解过程中需要面对很多零散的知识点，学生的学习兴趣不高，因此可以采用案例引入，以知识教授进度为基础借助思维导图向学生展示知识点，帮助学生将零散的知识形成体系，帮助学生简化知识学习。

2.借助學科思维导图实现实践性知识的展示

在小学信息技术教学过程中还存在部分实践性知识，学生不仅要掌握信息技术的理论知识，还需要强化自身的实践能力，小学生的信息技术测试包括理论测试与操作测试，操作测试就是对学生实践性知识掌握情况的考查，简而言之就是学生实践能力的测试。教师可以将实践性知识进行合理的类别划分，并针对每个类别进行高质量的教学。对于实用操作中易于混淆的知识，教师可以借助学科思维导图展开教学，通过归类式的教学更有利于学生对知识的理解与记忆。

五、信息技术学科中思维可视化工具的思考

1.学生计算思维的培养应重视日常渗透

在过去几年的教学实践中，教育者已经针对孩子计算思维的培养做了一系列工作，有些质疑者认为如今所讨论的计算思维只是对传统教育的理论总结，是从概念的角度对其进行明确。要想做到计算思维的培养就需要具有概念上的了解，在明确种类的基础上有的放矢。但是通过简单的隐性思维显性化就能够找出症结所在，在传统教学实践中，信息技术教学中教师对学生计算思维的培养具有无意识性，或者说具有较大的偶然性，并没有将其作为目标进行有意识地培养。在课堂教学中教师如果能够明确计算思维，并将其与课程教学内容相结合，就能使学生计算思维培养变为主动教学，促进偶然事件向必然事件的转变。

2.重视课程设置的优化

基于现有的信息技术课程设置以及评价体系，培养学生计算思维具有较大难度，固化的课程设置严重阻碍了学生计算思维的培养进程。目前，很多高校已经开始着手于课程的优化设置，作为教师应当正视学生的学习能力，坚持在信息技术课程教学中渗透学生计算思维的培养，通过日积月累的作用实现对学生的深远影响。可视化工具与信息技术学科的深度融合既能促进思维工具的灵活运用，还能实现传统教学内容的持续性优化，为学生计算思维的培养提供工具，促进学生的全面发展。从课程本身出发是解决计算思维培养中存在问题的有效途径，同时还能为学科思维发展提供实践指导。

六、结束语

如今我们已经迈入了信息化的时代，信息化成了国家的重要发展战略，这就需要关注人才计算思维的培养，在小学信息技术教学实践中应当重视计算思维培养的融入，这也是我国各地小学接下来的发展趋势。为了让学生的计算思维能力得到提升，保证教师计算思维教学的可行性，课程体系改革已经成为必然道路，信息技术也不应再被当作工具学科或附属学科，而是要让它在人才培养过程中发挥更多作用。