小學生計算思維的培養

【摘? 要】計算思維作為信息技術學科核心素養之一，是信息化社會中數字公民所應具備的基本素養。本文通過一節具有創新意義的圖形化編程的教學設計課程，展示了小學“編程”領域的教學設計與實施的過程，為理解小學信息技術編程教學的設計與組織提供范例。本文的分析與討論，為小學信息技術“圖形化編程”領域的教學設計提供有價值的思考路徑與實施策略。

【關鍵詞】計算思維;圖形化編程;教學設計;信息技術教學

信息技術在推動社會發展的同時帶動了信息技術教育的改革，信息技術課程標準明確把計算思維作為學科核心素養之一，將各類編程語言作為主要學習內容，旨在編程中促進學生計算思維的形成，提高學生的適應力和創造力。因此，如何在小學信息技術教學中培養和提高學生的計算思維能力是亟待解決的問題。

傳統的代碼式的編程方式對小學生來說相對困難，而圖形化編程可以將編程的設計過程通過圖形化的方式表現出來。幫助學生建立對編程的興趣，進一步培養學生的計算思維能力。

本文通過設計“七色花”的形式，結合學生的生活實際，創設教學案例并開展實際教學，引領學生學習圖形化編程，培養計算思維能力。

一、怎樣理解圖形化編程對兒童計算思維訓練的作用

基于信息技術教學的教育思想，教師在設計課堂時應該堅持讓學生自己動手操作，調動學生的學習積極性，并使學生對老師拋出的問題感興趣并為解決這個問題努力思考時，學生的學習才會真正發生、學生的思維才真正的活躍起來。否則，學生只是一個看似努力聽課，實則卻游離在課堂學習活動之外的被動接受者。

圖形化編程使用過程簡易化、結果可視化的編程模式開展工作。全新的編程模式和編程方法打破了技術壁壘，讓編程過程可視化、游戲化，使計算機編程真正成為青少年的主流學習領域。

二、如何把握花朵的變化特征

圖形化編程對于學生而言最大的特點在于對學生的學習積極性和興趣有著極大的激發。學生在修改參數這一問題上會有最直觀的印象，對于教學而言，這個印象是值得利用和研究的，修改一個參數，會馬上在顯示的畫面中有所體現，在這一過程中，編程學習就自然而然的發生了。

基于這一認識，在項目的設計上進行了學習內容的設置，先教會學生如何畫一朵花，再對花朵的形態變化進行設置。這樣的教學設計，可以讓學生在已有知識的基礎上，進一步掌握更難理解的知識。這樣的循序漸進的一層一層提升難度的設計方法，在很多科目的設計上都有體現。

中小學生對圖形化編程有興趣并不代表沒有難度，學生學習圖形化編程也存在著一定的困難。學生的層次不同，面對的問題不同，學生會困惑問題該如何解決。這時就需要同學互助和老師的引導。

變換參數就屬于其中比較困難的部分。在這個部分，學生通常會因為突然接觸一個概念而措手不及，這時就需要老師的正確引導，讓學生通過前期觀察和討論來自己發現。在本案例中，繪制花朵需要分析外循環與內循環，外循環是花朵的個數，內循環是花瓣的邊數。這個概念一定要給同學們講解透徹。可以類比數學中的圖形的邊角度數來學習。

三、“多變的花朵”的教學設計與實施

（一）問題情景的創設

創設問題情境是教師進行課堂教學的第一步，它關系到整體教學進程的推進和展開，影響學生的學習內容和過程體驗。對于“多變的花朵”的教學內容，在總結以往教學經驗的基礎上，通過分析學習內容的本質和學生的學情，經過多次的調整與修改，選擇了復習導入的方式，并精心設計了教學的問題情境。

基于教學經驗及其對教學內容和學生年齡狀況的分析，最終選擇以“六一兒童節的禮物”作為導入情境。對小學生來說“兒童節”是學生們熟悉的事物，學生們對此有著充分的經驗，應當利用“給伙伴的禮物”來進行一定的情境創設。因此，在分析、對比不同版本的教材情境及不斷的思考與修正后，最終選擇了“六一兒童節”作為引入情境，因為在這一情境下，學生想要給伙伴分享自己的花朵，進而對使用源碼編輯器繪制花朵產生興趣，從而引出了“如何繪制多種多樣的花朵”這一關鍵問題。在情境的呈現方式上，以利用程序展示花朵的形式將情境娓娓道來，為學生提供了一個現實的情境，并讓學生對這個情境產生興趣。

（二）引發學生深度探索

1.設計大問題，暴露學生思維

在通過情境引出想要送給同學一朵花朵后，讓學生獨自思考，通過已知的方法，自己提出解決問題的辦法。學生并不是空著腦袋走進教室的，他們以往的學習中已經形成了習慣和經驗，對于“如何利用源碼編輯器畫一朵花朵”這個的問題有著自己的解決方案，鼓勵學生充分表達自己的看法，在與老師同學的交流比較中逐進一步完善原有的認識與理解。

本節課的重心在于程序模塊中參數的改變，將重難點設置在任務二中可以讓學生在狀態最好的時間段，接受最重要的知識。微視頻的使用，使學生在接受新知識之前又激發了新一輪的注意力及興趣的高潮，讓學生通過觀看微視頻學習修改參數，有多方面的考慮。微視頻可以讓學生反復觀看，進行多次的講解與學習，并且研究發現學生對于影像資料遠比教師上課講解更有興趣。所以F老師在課前花費了時間和精力制作了一系列的微視頻。讓學生可以在課上課下隨時隨地的進行學習和討論。

老師將方法交給同學，學生就可以進行實際的操作，編程雖然需要很強的邏輯性，但對學生的操作能力要求也很高。教師會要求學生不斷地進行操作與嘗試。在這些操作中學生會學會如何復制函數，如何修改函數參數，繪制出美麗的花朵。

通過學生展示的花朵，教師可以能感受到學生的掌握程度及他完成自己作品時雀躍的心情，對于一個老師而言，看到學生能如此順利的學習到本節課的知識并順利的應用真的很開心。同時，會有學生產生問題，這時通過小組內解決的方式，利用學生在學習過程中表現出來的不同認知水平而讓學生們自己去發現問題，解決問題，會給學生帶來更為深刻的印象，給同伴講解的過程既促進了學生的思考，也會為學生進一步的理解提供了條件。

結語

圖形化編程的學習，不僅僅可以幫助學生更好的學習編程，對于學生的計算思維的培養更為重要。要通過一個個的小積木，體會到編程的本質與最本真的創作樂趣，這雖然很難達到，但一定會成為每個信息技術老師的目標。

參考文獻：

[1]李素卿.編程熱潮，計算思維情歸何處？——聚焦計算思維在小學編程教學中的落實問題[J].中國信息技術教育，2021（14）：45-47.

作者簡介：

卞鳳，女，山東青島人，青島大學師范學院在讀研究生，主要研究方向：技術整合、教師技術接受度、計算思維。