计算思维是义务教育阶段信息科技课程核心素养的一个组成部分。《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称新课标）明确指出，在开展信息科技教学时，教师需要有针对性地培养学生运用计算机科学领域的思想方法，制定问题解决方案并进行验证、实践的意识和能力，教会学生迁移计算机科学领域的理论知识和思想方法来解决实际问题。在新课标的导向下，开展项目化学习就成为培养学生信息科技核心素养的有效路径，通过合理规划项目与科学指导项目实践，教师就能实现对学生信息科技综合素养的整体性培育。基于此，本文探讨了项目化学习下小学信息科技课上对学生计算思维的培养，分析了小学信息科技培养学生计算思维的必要性和项目化学习培养小学生计算思维的优势，提出了以项目化学习培养学生计算思维的路径。
一、小学信息科技培养学生计算思维的必要性
（一）能为学生抽象思维的发展夯实基础
小学生的思维正处于以具象思维为主导的阶段，抽象思考能力相对不够健全，对抽象的事物或概念容易产生理解困难。因此，在学到涉及抽象事物或概念的内容时，整体的学习效率和有效性偏低。而计算思维的核心之一就是将具体的问题转化为抽象的表征，在操作上需要从具象转化为抽象。培养学生的计算思维能辅助学生将具象的问题与抽象的事物、概念建立联系，并提供对应的锻炼，最终通过锻炼夯实学生抽象思维的发展基础。
（二）能为学生数字素养的构建搭好框架
信息科技课程是一门以计算机科学领域的知识、技能和思想方法作为主要教学内容的课程。在数字化、信息化的时代下，将信息科技课程纳入基础教育体系，不仅是为了教给学生基础的计算机知识和操作方法，还是为了整体性地培养学生的数字素养。因此，在小学信息科技教学中，集中培养学生的计算思维也是出于构建学生数字素养的实际需要。在引导学生将具体问题抽象为可分析、可操作的结构性模型的过程中，学生的数字素养就能得到提升。
（三）能为学生对知识的跨学科应用提供支点
在基础教育阶段，学科内部的各个知识点不是孤立存在的，课程体系内部的各个学科也并非完全独立，不少学科的知识内容和思想方法都具有一定的通用性，计算思维就是小学信息科技学科中一种能通用的思想方法，可以被用于联系不同的学科。所以，小学信息科技培养学生的计算思维既能为跨学科连接知识提供支点，也能为学生跨学科应用信息科技知识提供支点，还能为教师培养学生的跨学科调用知识能力提供支持。
（四）能为学生在生活中的主动规划提供动力
教育最根本的目的是教会学生更好地生活，而计算思维中细分出的步骤分解能力、优先级排序能力、优化调整能力和主动规划意识，就是学生在日常生活中需要具备的基本能力和意识。在小学信息科技计算思维的引导下，学生对日常生活的安排能从被动接受他人的计划转变为主动规划自己的计划。教师也能借助培养学生的计算思维，为其在生活中的主动规划提供动力，进而实现根本的目的。
二、项目化学习培养小学生计算思维的优势
（一）依托真实情境将概念转变为需求
项目化学习是以项目探究为主体，以各种可视化手段转化知识、技能和思想方法的学习模式。情境就是项目化学习视域下学习内容的载体之一。创设真实情境实际上就是将抽象概念转变为具象需求的过程。教师可以通过创设真实情境的方式解析抽象概念，梳理抽象概念下事物发展的基本逻辑。从培养学生计算思维的角度出发，这种对概念的转化和需求的提炼能有效降低计算思维的理解门槛，使学生更容易理解计算思维的本质。
（二）依托实践任务将整体拆解为部分
问题拆解是计算思维的核心能力之一。以计算思维解析信息科技问题，学生需要将复杂的任务或指令拆解为更具体、指向更清晰的简单问题，再按照一定的顺序依次实现。因此，培养学生计算思维的切入点之一就是培养学生的问题拆解能力。项目化学习就是一种既强调整体又强调过程的学习模式，它以任务为驱动开展项目化学习。教师可以通过设置由整体任务到子任务，再到具体操作的实践任务，将整体任务拆解为具体的实践任务。
（三）依托具象载体推动思维的迭代优化
从认知发展的客观规律来看，小学生的思维发展正处于一个由具象思维向抽象思维转换的过渡阶段。小学生现有的思维模式通常难以理解一些抽象、复杂的逻辑。因此，教师需要通过引导学生解构抽象和复杂的逻辑，帮助学生平稳完成思维的转化。在设计教学时，教师需要同时考虑学生既有的能力水平和未来的发展需要。从这一角度出发，将培养学生的计算思维嵌入项目化学习的框架，就是由于项目作为具象载体能推动学生计算思维的迭代优化。
（四）依托小组协作突破思维的既定局限
项目化学习既注重学生的自主探究，也注重学生的小组协作。项目化学习视域下的课堂教学通常采用由学生小组主导的分工协作模式。通过小组内的分工协作，学生的能力不仅能实现整合，思维也能实现外拓。而在培养小学生的计算思维方面，打破学生以单一视角思考和判断问题的思维定式至关重要。所以，教师需要通过外部的引导，促使学生跳出常规视角和既有思维框架。对此，以项目化学习驱动学生的小组协作就是培养学生计算思维的有效路径。
三、小学信息科技开展项目化学习培养计算思维的策略
（一）结合生活中的“小问题”设定项目主题
相比与现实生活有距离的概念和观点，生活中实际存在的问题对小学生来说更有吸引力。因此，在驱动学生主动探索、主动思考、主动学习的目标下，指向计算思维培养的项目化学习设计就要结合生活中的问题设定项目主题。
以《义务教育信息科技教学指南——数据与编码》中第四单元“数据管理与安全”的教学为例。本单元教学聚焦数据的管理，针对数字化工具在查找和筛选信息、对数据进行排序和计算、保护数据不被泄露等方面的功能性、优势和具体操作进行详细的论述。在培养学生计算思维的视域下，教师可以从数据管理切入，结合生活问题为项目化学习设置主题——“班级图书角数字化管理计划”。
这一主题对接的是部分班级中都可能出现“班级图书角书籍杂乱，学生需要花费很多时间才能找到自己想看的书，甚至一些学生花费了不少时间却还是找不到想看的书”的现实问题，能快速调动学生解决问题的主动性和积极性。拓展到计算机领域，对接的就是“数据管理对数据查询、筛选的优化”的问题，通过嵌入信息科技课程中的一些专业知识，赋能信息科技课程的理论教学与操作教学。
在“班级图书角数字管理计划”的主题下，教师可以借助项目化学习的基本框架逐步完成对学生“数据收集与抽象能力”“逻辑分类与结构化思维”和“迭代优化能力”的锻炼与培养。实践中，教师也可以让学生利用电子表格制作“图书分类表”、利用标签设计软件为书籍添加分类标签等形式，从为学生建立应用数字技术解决日常生活问题的意识开始，培养学生的计算思维，同时提升学生运用数字化工具分析、优化、解决问题的实际能力。
（二）聚焦计算思维要素架构阶梯式任务体系
项目化学习常以任务为导向和驱动。任务既能明确指引学生探究项目的方向，又能通过直接的指令或趣味性的背景表述来驱动学生的行动。因此，小学信息科技教师基于培养计算思维的需要开展项目化学习时，就要聚焦计算思维要素，架构阶梯式任务体系。
以《义务教育信息科技教学指南——数据与编码》中第五单元“数据表达我做主”的教学为例。本单元教学聚焦数据的表达，主要围绕对数据的收集、整理、分析和可视化呈现展开。学生需要学习并掌握收集、整理、分析和可视化呈现数据的实际方法。在培养学生计算思维的视域下，教师可以组织开展以“校园垃圾分类宣传”为主题的项目化学习活动，通过对垃圾分类宣传方案的规划、验证和测试，逐步建构学生的计算思维。
在“校园垃圾分类宣传”的项目主题下，教师可以为课堂教学规划具体任务：拆解垃圾分类宣传的核心目标，提炼垃圾分类宣传的核心要点与侧重点；收集校园中常见的垃圾类型，整理近几年或近十几年全球范围内由垃圾堆积导致的危害，即垃圾分类的推广进度，再运用电子表格整合数据，完成对宣传内容的框架搭建；设计代表不同垃圾类别和处理方式的图形化符号并设计垃圾分类宣传卡和宣传网页；在宣传网页中嵌入可交互的链接，以动画图标作为修饰，点击图标就能自动跳转科普页面或游戏页面，科普页面主要呈现新闻、资料或数据，游戏页面则指向垃圾分类测试，支持进行垃圾分类的测试小游戏，先后点击垃圾和垃圾桶的图标就能将垃圾放入垃圾桶，投放正确则弹框显示“你真棒”，不正确则显示“再试试”。
教师能将数据收集、整理、分析和可视化呈现嵌入项目框架，通过层级递进的任务探究完成对课程知识的教学及对学生计算思维的培养。
（三）通过分角色的小组协作深化思维全面性
受限于知识、认知和经验的积累，小学生容易陷入单一视角看待问题的思维定式。因此，教师在课堂上要更注重引导学生的思维发散。在以项目化学习培养学生计算思维的视域下，教师可以落实分角色的小组协作，以深化学生计算思维的全面性。
以《义务教育信息科技教学指南——身边的算法》中第一单元“无处不在的算法”的教学为例，本单元作为算法模块的导入，聚焦对日常生活中算法的搜寻和解析，并以生活为背景，建构学生对算法的基本认知。算法是信息科技领域思想方法的一种，所以在培养学生计算思维的视域下，教师可以组织“生活中存在哪些算法”的项目化学习活动，用以统领学生对算法的初步探索。
实践中，教师可以组织学生进行分角色的小组协作，借助对日常生活中常见算法的分类、分析和总结来培养学生的计算思维。教师可以按照项目探究的实际需要，划分学生的角色，如侦察员、研究员和推荐官等。其中，侦察员主要负责前期的信息收集，即从日常生活中提炼算法；研究员主要负责后续的数据分类，即按照算法的不同表现逻辑对收集到的算法进行分类；推荐官主要负责后期的成果介绍，即在班级中总结分享自己小组收集到的算法和通过拆解或对比分析得出的结论。中期对数据的分析需要小组内所有学生共同参与。学生除了可以发表自己对算法的理解，也可以结合自己被分配到的角色和任务谈谈探究过程中的发现与思考。
（四）选用数字工具进行项目化学习教学评价
计算思维具备一定的抽象性，导致教师在培养学生计算思维时，难以通过传统的纸笔测试或口头问答来评估学生计算思维的发展情况。所以，在开展项目化学习以培养学生的计算思维时，教师也需要选用合适的数字工具，开展项目化学习评价。
以《义务教育信息科技教学指南——身边的算法》中第三单元“用算法解决问题”的教学为例。本单元重点内容是算法结构的解析和描述，聚焦算法在解决问题过程中的应用，主要教学如何应用算法来解决实际问题。因此，在培养学生计算思维的视域下，教师可以开展“用算法解决课间取水排队耗时问题”项目化学习活动，并着重培养学生在计算思维下问题拆解、逻辑建模和迭代优化的能力。
结合这一主题制定项目化学习的根本实践目标，即教会学生运用数字工具设计、展示和测试算法流程。教师可以借助AI和可视化的数字工具实现可追溯过程、可量化成果和可观察思维的评价。其中，通过学生在前期对拥堵原因的探究过程中的表现，评价学生的问题拆解能力，即着重评估学生对拥堵原因的拆解能力；通过学生中期对算法流程图的设计，评价学生的逻辑建模能力，即着重评估学生所设计算法流程的步骤完整性、逻辑合理性和标识清晰度；通过学生后期的方案更迭过程，评价学生的迭代优化能力，即着重评估学生能否依据实践中出现的新问题优化算法流程，使之变得更合理。
四、结语
在小学信息科技教学中培养学生的信息素养，既是新课标的明确要求，也是夯实学生抽象思维发展的基础、搭好学生数字素养构建的框架、为学生对知识的跨学科应用提供支点和为学生在生活中的主动规划提供动力的需求。从课程实践与发展和学生成长与发展的两个角度来看，都具有重要的意义。项目化学习在培养小学生计算思维方面的优势就可以概括为四点：一是能通过概念向需求的转化降低计算思维的理解门槛，二是能通过整体向部分的拆解提升计算思维对应的能力，三是能通过思维的迭代优化落实计算思维的动态发展，四是能通过小组范围内的思维碰撞来拓展计算思维的广度与深度。因此，小学信息科技教师应以项目为载体，逐步落实对学生计算思维的针对性培养。